本发明专利技术涉及虚拟现实技术领域，尤其涉及一种三维虚拟场景与人体动作合成展示系统。本发明专利技术具体包括多屏幕展示模块，传感器控制模块，数据采集控制终端。本发明专利技术所述的三维虚拟场景与人体动作合成展示系统，将运动数据与三维虚拟环境中的虚拟人物相互沟通，控制虚拟人物在虚拟环境的运动，同时根据特定的动作幅度可产生相应的动画互动效果，实现人机交互，同时采用基于双目相机与陀螺仪的信息融合控制方法进行虚拟人物的控制，在陀螺仪的基础上添加双目视觉摄像头作为陀螺仪的辅助动态位姿监测模型，用以纠正陀螺仪产生的误差，提高人体动作监测精度。作监测精度。作监测精度。
【技术实现步骤摘要】
一种三维虚拟场景与人体动作合成展示系统
[0001]本专利技术涉及虚拟现实
，IPC分类号为：G09B23/28，尤其涉及一种三维虚拟场景与人体动作合成展示系统。
技术介绍
[0002]随着社会科技的发展，虚拟现实技术逐渐应用在各领域中，如将3D投影技术融入教学环境中，将全息投影应用到景观设计中以及实景游戏等等多种产业，打破真实与虚拟世界的壁垒，在传统的环境模型中加入虚拟场景，能够更好的刻画出现实世界无法构建的景观特征，带着观众不一样的观赏体验。
[0003]专利CN201410775178提供了一种用于虚拟现实环境中的下肢运动仿真控制设备。通过研制了一种下肢仿真控制设备，通过计算人体穿着此设备并在运动时，对下肢施加的力的大小，将力转换为控制数据，控制三维场景中虚拟人物的下肢动作，同时将虚拟人物在运动仿真运动过程中受到的力转化为数据量的大小再次施加在下肢运动仿真控制设备中，给人以真实的力度撞击感受。但是此专利仅针对下肢进行运动仿真，同时仿真的主要方式为力学传感器的控制，但是不同的人体对于力学的施加和感受程度不同，若针对力学的变换指定统一的虚拟人物的力学变化，可能会存在不同的人施加同样的力但是仿真效果不同的问。
[0004]专利CN201310024947提供了一种基于体感技术的3D虚拟试衣方法，通过对人体三维模型进行实时测量，用以在虚拟试衣时，根据人体的尺寸变化进行衣服位置与尺寸的调整，使得服装模型与人体更加匹配。但是人体的结构较为复杂，如果想清楚的记录人体中每一个位置的信息，需要安装基于特殊材质的柔性贴片传感器才能较好的实现，但是此专利中并未说明，同时全身添加柔性贴片式传感器的成本较高，不易更好的进行市场推广。
[0005]因此，针对现有的虚拟现实与人体动作结合的传感器中存在的问题，急需推出一种三维虚拟场景与人体动作合成展示系统。通过建立陀螺仪传感器进行人体主要活动部分的位姿信息的识别，同时为避免由于人体运动造成的陀螺仪的抖动，使用双目相机与陀螺仪传感器进行融合，提高人体运动信息采集的准确定与实时性。
技术实现思路
[0006]针对上述存在的问题，本专利技术提供了一种三维虚拟场景与人体动作合成展示系统，具体包括多屏幕展示模块，传感器控制模块，数据采集控制终端；所述的多屏幕展示模块进行动画场景的展示，并通过传感器控制模块采集人体动作数据进行动画场景与人体动作的交互，所述的人体动作数据通过数据采集控制终端采集并处理。
[0007]优选的，所述的传感器控制模块建立了双目相机与陀螺仪的信息融合模块。
[0008]优选的，所述的双目相机为三个，呈等边三角形固定与多屏幕展示模上方；所述的陀螺仪为可穿戴式结构，作为运动采集传感器。
[0009]优选的，所述的运动采集传感器分别建立基于头部与基于四肢的基准坐标系，并
在三维虚拟场景中的虚拟人物中建立基于头部与基于四肢的协同坐标系。
[0010]优选的，对所述的基准坐标系与协同坐标系进行坐标系对齐，在坐标系对齐完成后，所述的运动采集传感器中的标定完成信号灯将亮起提醒，游客可进行虚拟人物的控制并进行与三维虚拟场景的互动。
[0011]优选的，所述的双目相机建立了基于游客的运动捕捉方法，进行三维场景与人体动作的合成。
[0012]优选的，所述的运动捕捉方法对游客在场景中的运动姿态信息进行定位捕捉，并进行游客运动状态的动态位置识别。
[0013]优选的，所述的动态位置识别将定位数据发送至数据采集控制终端，对运动采集传感器建立的基于头部与基于四肢的基准坐标系进行误差补偿。
[0014]优选的，所述的运动采集传感器检测游客头部以及四肢的初始位置，运动速度，角速度和旋转的角度。
[0015]优选的，所述传感器控制模块通过Wifi无线通信与数据采集控制终端通信。
[0016]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
[0017](1)本专利技术所述的三维虚拟场景与人体动作合成展示系统，将游客的运动信息采集至播放有三维虚拟环境的显示屏中，实现基于人机交互的多屏互动系统，通过采集人体主要运动关节头部和四肢的运动数据，将运动数据与三维虚拟环境中的虚拟人物相互沟通，控制虚拟人物在虚拟环境的运动，同时根据特定的动作幅度可产生相应的动画互动效果，实现人机交互。
[0018](2)本专利技术所述的多屏互动系统采用基于双目相机与陀螺仪的信息融合控制方法进行虚拟人物的控制，传统的陀螺仪传感器具有轻巧便于携带，同时采集人体各关节多个自由度运动信号的优势，但是伴随人体运动将会产生抖动，造成人体数据测量不准确，因此在陀螺仪的基础上添加双目视觉摄像头作为陀螺仪的辅助动态位姿监测模型，用以纠正陀螺仪产生的误差，提高人体动作监测精度。
附图说明
[0019]图1为一种三维虚拟场景与人体动作合成展示系统模块图。
具体实施方式
[0020]一种三维虚拟场景与人体动作合成展示系统，具体包括多屏幕展示模块，传感器控制模块，数据采集控制终端；所述的多屏幕展示模块进行动画场景的展示，并通过传感器控制模块采集人体动作数据进行动画场景与人体动作的交互，所述的人体动作数据通过数据采集控制终端采集并处理。
[0021]在一种实施方式中，所述的传感器控制模块建立了双目相机与陀螺仪的信息融合模块。
[0022]具体的，所述的传感器控制模块，进行人体全身运动信息捕捉，并读取捕捉的数据传送至三维虚拟场景中，通过捕捉游客在现实场景中的运动，对三维虚拟场景中的物体进行选择与控制。
[0023]在一种实施方式中，所述的双目相机为三个，呈等边三角形固定与多屏幕展示模
上方；所述的陀螺仪为可穿戴式结构，作为运动采集传感器。
[0024]具体的，所述的可穿戴式结构分为头部运动采集装置与四肢运动采集装置。
[0025]在一种实施方式中，所述的运动采集传感器分别建立基于头部与基于四肢的基准坐标系，并在三维虚拟场景中的虚拟人物中建立基于头部与基于四肢的协同坐标系。
[0026]在一种优选的实施方式中，所述的三维虚拟场景中的虚拟人物通过三维人体建模构建形成，并通过将基准坐标系与三维虚拟场景中的虚拟人物的协同坐标系进行坐标旋转平移的转换，实现坐标系对齐。
[0027]在一种实施方式中，所述的坐标系对齐完成后，运动采集传感器中的标定完成信号灯将亮起提醒，游客可进行虚拟人物的控制并进行与三维虚拟场景的互动。
[0028]具体的，所述的三维虚拟场景的互动实现步骤为：
[0029]S1、游客运动，传感器控制模块采集游客的运动数据，将运动数据传送至数据采集控制终端；
[0030]S2、数据采集控制控终端将游客的运动坐标系中的坐标转换为虚拟人物的协同坐标系中的坐标，虚拟人物获得运动控制数据；
[0031]S3、虚拟人物开始运动，并触发三维虚拟场景中的效果控制指令，进行三维虚拟场景中物体的交互控制。
[0032]在一种实施方式中，所述的双目摄像头对游客在场景本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种三维虚拟场景与人体动作合成展示系统，其特征在于，具体包括多屏幕展示模块，传感器控制模块，数据采集控制终端；所述的多屏幕展示模块进行动画场景的展示，并通过传感器控制模块采集人体动作数据进行动画场景与人体动作的交互，所述的人体动作数据通过数据采集控制终端采集并处理。2.根据权利要求1所述的一种三维虚拟场景与人体动作合成展示系统，其特征在于，所述的传感器控制模块建立了双目相机与陀螺仪的信息融合模块。3.根据权利要求2所述的一种三维虚拟场景与人体动作合成展示系统，其特征在于，所述的双目相机为三个，呈等边三角形固定与多屏幕展示模上方；所述的陀螺仪为可穿戴式结构，作为运动采集传感器。4.根据权利要求3所述的一种三维虚拟场景与人体动作合成展示系统，其特征在于，所述的运动采集传感器分别建立基于头部与基于四肢的基准坐标系，并在三维虚拟场景中的虚拟人物中建立基于头部与基于四肢的协同坐标系。5.根据权利要求4所述的一种三维虚拟场景与人体动作合成展示系统，其特征在于，对所述的基准坐标系与协同坐标系进行坐标系对齐，在坐标系对齐完成后，...
【专利技术属性】
技术研发人员：许如兵，
申请(专利权)人：上海惠存展览展示有限公司，
类型：发明
国别省市：
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