一种动作捕捉设备制造技术

本实用新型专利技术提供了一种动作捕捉设备，涉及虚拟现实技术领域。该动作捕捉设备包括控制器及多个发光装置；多个所述发光装置用于设置在被跟踪对象的壳体；所述控制器与所述发光装置电连接，用于控制所述发光装置按照设定频率发射设定波段的光线。本实用新型专利技术的动作捕捉设备，通过发光装置向外发射频闪光线，配合动捕相机实现人体动作的跟踪，与传统的通过发光装置之间形成的结构外形来区分不同动作捕捉设备相比，设计更简单、误差更小、适应性更强。适应性更强。适应性更强。

【技术实现步骤摘要】
一种动作捕捉设备


[0001]本技术涉及虚拟现实
，具体而言，涉及一种动作捕捉设备。

技术介绍

[0002]现有的光学动作捕捉追踪系统，通常包括两种类型：被动光学类型和主动光学类型。其中，被动光学类型的光学发光装置为反光点，不自行向动捕相机发射光线，仅通过反射外部光线来实现定位和动作捕捉；而主动光学类型的光学发光装置能够主动发射光线，并根据多个光学发光装置之间形成的空间相对位置信息来实现定位和动作捕捉。
[0003]为了提高动作捕捉的准确度，光学动作捕捉追踪系统通常增加惯性传感器，实时采集被跟踪对象的活动惯性数据。
[0004]上述光学动作捕捉追踪系统存在以下不足：
[0005]1、当被跟踪对象为多个人时，所需要的系统较多，每一套系统都要保证多个光学标识点之间形成的结构外形完全不同，这将导致设计具有较大困难，且限制了系统的使用人数。
[0006]2、以多个光学标识点之间形成的结构外形有区别的方式来区分不同跟踪对象，在跟踪过程中因为菱形和平行四边形等形状接近而更容易出错，鲁棒性差。
[0007]3、每一套光学动作捕捉追踪系统需设置一个或者几个光学标识点所形成的结构外形，而有些特定的装备上由于尺寸过小难以保证足够的空间位置，所以光学动作捕捉追踪系统难以实现量产。

技术实现思路

[0008]本技术的目的在于提供一种动作捕捉设备，其有助于解决上述技术问题。
[0009]本技术是这样实现的：
[0010]一种动作捕捉设备，其包括控制器及多个发光装置；多个所述发光装置用于设置在被跟踪对象的壳体；所述控制器与所述发光装置电连接，用于控制所述发光装置按照设定频率发射设定波段的光线。
[0011]上述动作捕捉设备的工作原理在于：
[0012]发光装置能够以一定的编码形式闪烁，目的在于让动捕相机通过连续拍摄图片，以识别动作捕捉设备的ID号。每一个动作捕捉设备上面所有的发光装置闪烁方式完全一致，在一个动作捕捉空间内每一个动作捕捉设备拥有唯一的发光装置闪烁编码。当发光装置亮代表编码为1，当发光装置熄灭(不亮)代表编码为0，每个动作捕捉设备设置固定长度的闪烁编码(目前，一般采用22位编码，也可根据实际情况调整闪烁编码的长度)，闪烁编码在动作捕捉设备出厂设置时即已设定，只要动作捕捉设备一开机，与上位机完成连接后，控制器就控制多个发光装置开始闪烁，向外界发送编码，为动捕相机获取闪烁编码提供光线信息。
[0013]需要说明的是，一个被跟踪对象在移动时，将安装或者穿戴多个动作捕捉设备，保
证被跟踪对象的全部动作能够被动捕相机记录下来。通常，每个使用者将穿戴至少6个动作捕捉设备在身体的关键节点，包括头部、双手、双脚、腰部等。
[0014]进一步地，所述发光装置为红外光源装置。其技术效果在于：由于红外光源具有四个突出的优点：1、照射间隔远：常规产品照射间隔30～500米，最远可达3000米。2、亮度大：电荷耦合器件对850nm红外光感应比850nm的其他类型光源感应度高出30％。3、产品寿命长：采用独特的激光电源温控技术，激光红外灯内部工作温度处理恒定的工作温度，使得激光红外产品的寿命有极大的保证。常用的激光红外灯产品的实际使用寿命在8000-10000小时。4、产品功耗低：常用的红外灯常规产品的最高功率不超过20W，而本动作捕捉设备在使用中采用小型灯珠，实测功率仅为0.1W，环保节能性更符合我国相关的环保节能政策。故发光装置采用红外光源制作。
[0015]进一步地，所述发光装置的数量大于或者等于3个。其技术效果在于：出于节能和安装空间节约的要求，发光装置的数量应当越少越好，而为了体现一个部位的形状结构，发光装置应不少于3个。故每一个动作捕捉设备的发光装置数量应采用大于或者等于3个。
[0016]进一步地，所述发光装置设置有闪烁编码，多个所述发光装置的闪烁编码相同。其技术效果在于：在动捕相机的拍摄过程中，闪烁编码可以得到明显区分。不同动作捕捉设备上的发光装置采用不同的闪烁编码，而一个动作捕捉设备上的多个发光装置采用相同的闪烁编码。所以，动捕相机通过设置了闪烁编码的发光装置能够将不同的动作捕捉设备准确拍摄区别。
[0017]进一步地，还包括惯性传感器；所述惯性传感器用于设置在被跟踪对象的壳体中，所述惯性传感器与所述控制器电连接。其技术效果在于：惯性传感器的惯性动作捕捉效果，作为光学动作捕捉的辅助手段，能够捕捉光学动捕无法准确实时还原的例如下蹲、拥抱、扭打等人体动作。
[0018]进一步地，所述惯性传感器包括加速计和陀螺仪。
[0019]进一步地，所述惯性传感器还包括磁力计。
[0020]其技术效果在于：加速计用来检测传感器受到的加速度的大小和方向，它通过测量组件在某个轴向的受力情况来得到结果，表现形式为轴向的加速度大小和方向(X轴Y轴和Z轴)，但用来测量设备相对于地面的摆放姿势，则精确度不高，该缺陷可以通过陀螺仪得到补偿。陀螺仪的工作原理是通过测量三维坐标系内陀螺转子的垂直轴与设备之间的夹角，并计算角速度，通过夹角和角速度来判别物体在三维空间的运动状态。它的强项在于测量设备自身的旋转运动，但不能确定设备的方位。故惯性传感器优选采用加速计和陀螺仪的组合。另外，磁力计的强项在于定位设备的方位，可以测量出当前设备与东南西北四个方向上的夹角。所以，惯性传感器还可以根据需要决定是否补充磁力计。
[0021]进一步地，还包括通信模块；所述通信模块与所述控制器电连接。其技术效果在于：通信模块用于实现动作捕捉设备与上位机、同步器的通讯，一方面通过通信模块将惯性数据传输至上位机，并接受上位机的管理，另一方面通过接收同步器发射的同步信号实现自身与系统的时间同步。
[0022]进一步地，还包括电源模块；所述电源模块与所述控制器电连接。其技术效果在于：电源模块为整套设备提供能源供应。其中，电源模块应包括电源控制模块和电池模块；其中电池模块可选择普通蓄电电池，也可以采用可充电电池以及电池充电模块。电源模块
保证了动作捕捉设备的足够能源供给以及移动使用的便利性。
[0023]上述动作捕捉设备的动作捕捉方法，包括以下步骤：
[0024]步骤一，所述控制器控制多个所述发光装置按照设定频率发射设定波段的光线；
[0025]步骤二，动作捕捉相机拍摄多个所述发光装置的光线信息，以获取被跟踪对象的活动状况。
[0026]上述动作捕捉设备的另一种动作捕捉方法，包括以下步骤：
[0027]第一步，所述控制器通过所述通信模块接收来自上位机的管理信息，并控制所述通信模块向上位机发送应答信息；
[0028]第二步，所述控制器通过所述通信模块接收来自同步器的时间同步信息，并将自身的时间调整为与同步器的时间同步；
[0029]第三步，所述控制器控制多个所述发光装置按照设定频率发射设定波段的光线；
[0030]第四步，动作捕捉相机拍摄多个所述发光装置的光线信息，以获取被跟踪对象本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种动作捕捉设备，其特征在于，包括控制器(100)及多个发光装置(200)；多个所述发光装置(200)用于设置在被跟踪对象的壳体；所述控制器(100)与所述发光装置(200)电连接，用于控制所述发光装置(200)按照设定频率发射设定波段的光线。2.根据权利要求1所述的动作捕捉设备，其特征在于，所述发光装置(200)为红外光源装置。3.根据权利要求1所述的动作捕捉设备，其特征在于，所述发光装置(200)的数量大于或者等于3个。4.根据权利要求1所述的动作捕捉设备，其特征在于，所述发光装置(200)设置有闪烁编码，多个所述发光装置(200)的闪烁编码相同。5.根据权利要求1～4任一项所述的动作捕捉设备，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭，黄永鑫，
申请(专利权)人：北京轻威科技有限责任公司，
类型：新型
国别省市：