[发明专利]一种基于虚拟控制点的数字人手部位姿精确匹配方法

权利要求书

1.一种基于虚拟控制点的数字人手部位姿精确匹配方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

步骤1、将各个指尖光学定位点分别对应并设置于手指指尖的最前端；

步骤2、创建数字人，在数字人手部指尖的对应于各指尖光学定位点的位置设置虚拟控制点；

在虚拟控制点与对应的远侧指间关节间设置联动关系；

步骤3、捕捉运动数据；所述运动数据包括手部位姿数据、指尖位置数据；

步骤4、数字人手部指尖位置驱动；具体包括：

解析指尖运动数据，获取各指尖位置数据，再赋值给对应的虚拟控制点，实现数字人手部指尖位置驱动；

步骤5、数字人手部各关节位姿驱动；具体包括：

当没有惯性数据手套时，通过指尖位置数据，根据骨骼前后级关联关系，进行全手反向运动学计算，得到手部各关节的关节位姿数据，再分别赋值给对应的数字人手部各关节骨骼节点；

当有惯性数据手套时，通过各手指关节运动数据，得到手部各关节的关节位姿数据，再分别赋值给对应的数字人手部各关节骨骼节点；

步骤6、数字人手掌根部位姿驱动；具体包括：

通过手掌根部运动数据，得到手掌根部位姿数据，再赋值给对应的数字人手掌根部骨骼节点。

2.如权利要求1所述的一种基于虚拟控制点的数字人手部位姿精确匹配方法，其特征在于，所述步骤1通过将运动捕捉设备穿戴于真人手部实现；

所述运动捕捉设备至少包括：指尖光学定位点、手掌光学定位点；

指尖光学定位点和手指指尖一一对应；

所述指尖光学定位点为主动光学标记点，所述主动光学标记点采用由供电单元驱动的红外光二极管；

所述手掌光学定位点为被动光学标记点。

3.如权利要求2所述的一种基于虚拟控制点的数字人手部位姿精确匹配方法，其特征在于，所述运动捕捉设备还可包括：惯性数据手套。

4.如权利要求2所述的一种基于虚拟控制点的数字人手部位姿精确匹配方法，其特征在于，所述步骤3具体包括：

通过指尖光学定位点获取真人手部的指尖运动数据；

通过手掌光学定位点获取真人手部的手掌根部运动数据；

在光学相机阵列环境中，光学相机进行手掌根部被动光学标记点识别、手指指尖主动光学标记点识别；

在光学捕捉运动分析软件中进行手掌根部位置旋转计算、手指指尖位置计算。

5.如权利要求3所述的一种基于虚拟控制点的数字人手部位姿精确匹配方法，其特征在于，所述步骤3具体还包括：

通过惯性数据手套获取真人手部的各手指关节运动数据；

惯性数据手套中的惯性传感器实时获取手部各关节的惯性数据；

在惯性数据分析软件中进行手部各关节旋转计算。

6.如权利要求1所述的一种基于虚拟控制点的数字人手部位姿精确匹配方法，其特征在于，步骤3-步骤6为数字人手部与真人手部随动的实时驱动步骤，为循环执行，直到虚拟仿真应用终止。

7.如权利要求1所述的一种基于虚拟控制点的数字人手部位姿精确匹配方法，其特征在于，还包括以下步骤：

步骤7、数字人手部匹配精度测试；具体包括：

使用者在虚拟场景中观察与真人手部随动的数字人手部，通过与已实现虚实匹配的物理标记点进行交互，判断数字人手部的当前匹配精度，如果匹配精度不满足使用要求，则重新设置虚拟控制点的位置，并再次执行步骤3-步骤6，直到匹配精度满足使用要求。