一種用于虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的動(dòng)作捕捉手套及虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的動(dòng)作捕捉手套及虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中基于慣性傳感器動(dòng)作捕捉手套通常為五指動(dòng)作捕捉手套，通過手腕背側(cè)、手背、大拇指第二指節(jié)、大拇指第二指節(jié)、食指第二指節(jié)、食指第三指節(jié)、中指第二指節(jié)、無名指第二指節(jié)和小指第二指節(jié)上設(shè)置的慣性傳感器來確定小臂、手掌以及相應(yīng)手指的位置和姿態(tài)。
[0003]發(fā)明人在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過程中發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)的動(dòng)作捕捉手套實(shí)確定的是手腕、手掌和手指相對于肘部的相對位置；由于慣性傳感器固有的誤差在積分過程中會(huì)累積，從而導(dǎo)致位置漂移，因而導(dǎo)致動(dòng)作捕捉手套無法進(jìn)行準(zhǔn)確的空間定位;而且，現(xiàn)有的動(dòng)作捕捉手套需要在每根手指都安裝慣性傳感器，這樣不便于穿戴和手指的靈活運(yùn)動(dòng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供了一種用于虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的動(dòng)作捕捉手套，包括:三指指套、手套本體、手腕部和光學(xué)標(biāo)記。
[0005]三指指套包括:第一指套，包括第一慣性傳感器，設(shè)置于所述第一指套的第二指節(jié)處，發(fā)送所述第一慣性傳感器的運(yùn)動(dòng)信息，以供所述虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)確定佩戴所述第一指套的第一手指的運(yùn)動(dòng)信息;第二指套，包括第二慣性傳感器，設(shè)置于所述第二指套的第二指節(jié)處，發(fā)送所述第二慣性傳感器的運(yùn)動(dòng)信息，以供所述虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)確定佩戴所述第二指套的第二手指的運(yùn)動(dòng)信息；第三指套，包括第三慣性傳感器，設(shè)置于所述第三指套的第二指節(jié)處，發(fā)送所述第三慣性傳感器的運(yùn)動(dòng)信息，以供所述虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)確定佩戴所述第三指套的第三手指的運(yùn)動(dòng)信息。
[0006]手套本體分別與所述第一指套、所述第二指套和所述第三指套相連。手套本體包括:第四慣性傳感器，設(shè)置于所述手套本體的手背處，發(fā)送所述第四慣性傳感器的運(yùn)動(dòng)信息，以供所述虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)確定佩戴所述手套本體的手掌的運(yùn)動(dòng)信息。
[0007]手腕部與所述手套本體相連。手腕部包括:第五慣性傳感器，設(shè)置于所述手腕部的背側(cè)，發(fā)送所述第五慣性傳感器的運(yùn)動(dòng)信息，以供所述虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)確定佩戴所述手腕部的手腕的運(yùn)動(dòng)信息。
[0008]光學(xué)標(biāo)記設(shè)置于所述手腕部的所述背側(cè)，供所述虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)追蹤以獲取佩戴所述手腕部的手腕的絕對位置。
[0009]本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供了一種虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，包括:動(dòng)作捕捉手套、運(yùn)動(dòng)追蹤器、終端和頭戴式顯示器。
[0010]動(dòng)作捕捉手套包括:三指指套、手套本體、手腕部和光學(xué)標(biāo)記。
[0011 ]三指指套包括:第一指套，包括第一慣性傳感器，設(shè)置于所述第一指套的第二指節(jié)處，發(fā)送所述第一慣性傳感器的運(yùn)動(dòng)信息，以供所述虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)確定佩戴所述第一指套的第一手指的運(yùn)動(dòng)信息;第二指套，包括第二慣性傳感器，設(shè)置于所述第二指套的第二指節(jié)處，發(fā)送所述第二慣性傳感器的運(yùn)動(dòng)信息，以供所述虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)確定佩戴所述第二指套的第二手指的運(yùn)動(dòng)信息；第三指套，包括第三慣性傳感器，設(shè)置于所述第三指套的第二指節(jié)處，發(fā)送所述第三慣性傳感器的運(yùn)動(dòng)信息，以供所述虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)確定佩戴所述第三指套的第三手指的運(yùn)動(dòng)信息。
[0012]手套本體分別與所述第一指套、所述第二指套和所述第三指套相連。手套本體包括:第四慣性傳感器，設(shè)置于所述手套本體的手背處，發(fā)送所述第四慣性傳感器的運(yùn)動(dòng)信息，以供所述虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)確定佩戴所述手套本體的手掌的運(yùn)動(dòng)信息。
[0013]手腕部與所述手套本體相連。手腕部包括:第五慣性傳感器，設(shè)置于所述手腕部的背側(cè)，發(fā)送所述第五慣性傳感器的運(yùn)動(dòng)信息，以供所述虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)確定佩戴所述手腕部的手腕的運(yùn)動(dòng)信息。
[0014]光學(xué)標(biāo)記設(shè)置于所述手腕部的所述背側(cè)，供所述虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)追蹤以獲取佩戴所述手腕部的手腕的絕對位置。
[0015]運(yùn)動(dòng)追蹤器追蹤所述光學(xué)標(biāo)記，獲取所述光學(xué)標(biāo)記的位置信息，以及發(fā)送所獲取的位置信息。
[0016]終端接收來自所述運(yùn)動(dòng)追蹤器的位置信息從而確定佩戴所述手腕部的手腕的絕對位置，所述終端還接收來自所述第一慣性傳感器、所述第二慣性傳感器、所述第三慣性傳感器、所述第四慣性傳感器和所述第五慣性傳感器的運(yùn)動(dòng)信息，以及根據(jù)所述手腕的絕對位置以及所接收的運(yùn)動(dòng)信息確定佩戴所述動(dòng)作捕捉手套的小臂、手掌、第一手指、第二手指和第三手指的肢體運(yùn)動(dòng)信息，根據(jù)所確定的肢體運(yùn)動(dòng)信息生成虛擬對象的姿態(tài)、位置和手勢信息；
[0017]頭戴式顯示器接收并顯示所述終端生成的虛擬對象的姿態(tài)、位置和手勢信息。
[0018]通過上述的動(dòng)作捕捉手套，可以使虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)通過光學(xué)標(biāo)記而獲得佩戴該手套的手腕的絕對位置，進(jìn)而根據(jù)小臂、手腕、手掌、三根手指的運(yùn)動(dòng)信息和手腕的絕對位置，可以獲得佩戴該手套的用戶的手掌及手臂的準(zhǔn)確的位置和姿態(tài)，而不是現(xiàn)有技術(shù)中那樣僅得到手掌相對于肘部的位置和姿態(tài)，從而提升用戶體驗(yàn)。
[0019]另外，通過上述的動(dòng)作捕捉手套獲取的三根手指的運(yùn)動(dòng)信息可以為拇指、食指和中指的運(yùn)動(dòng)信息，在虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中可以將無名指和小指的運(yùn)動(dòng)信息處理為與中指運(yùn)動(dòng)信息相同或相似。這樣，通過上述的動(dòng)作捕捉手套只需獲取三根手指的運(yùn)動(dòng)信息即可完成大多數(shù)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中所需要的動(dòng)作，例如，點(diǎn)選操作、長按操作、抓握操作、捏合操作等。
[0020]通過上述的動(dòng)作捕捉手套，即可完成大多數(shù)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中所需要的動(dòng)作，還減少了傳感器的數(shù)量，有利于用戶穿戴和靈活運(yùn)動(dòng)，進(jìn)一步提升了用戶體驗(yàn)。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例提供的用于虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的動(dòng)作捕捉手套100;
[0022]圖2為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例提供的用于虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的動(dòng)作捕捉手套200;
[0023]圖3為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例提供的用于虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的動(dòng)作捕捉手套300;
[0024]圖4為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例提供的一種虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)1000。
【具體實(shí)施方式】
[0025]為使本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案以及優(yōu)點(diǎn)表達(dá)的更清楚，下面通過附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0026]圖1為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例提供的用于虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的動(dòng)作捕捉手套100。如圖1所示，動(dòng)作捕捉手套100包括三指指套60、手掌部40和手腕部50。三指指套60包括第一指套10、第二指套20和第三指套30。例如，第一指套10可以為拇指指套；第二指套20可以為食指指套;第三指套30可以為中指指套。
[0027]第一指套10包括第一慣性傳感器101。第一慣性傳感器101設(shè)置于第一指套10的第二指節(jié)處，發(fā)送自身的運(yùn)動(dòng)信息(包括姿態(tài)、速度、加速度、時(shí)序等信息)，以供虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)確定佩戴第一指套10的第一手指的運(yùn)動(dòng)信息。例如，第一慣性傳感器101可通過傳感器基座設(shè)置于第一指套10的第二指節(jié)處。第一慣性傳感器101還可通過有線或無線的方式發(fā)送運(yùn)動(dòng)信息。例如，第一慣性傳感器101可通過有線或無線的方式將所采集到的運(yùn)動(dòng)信息發(fā)送給收發(fā)裝置或者直接發(fā)送至虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的終端。
[0028]第二指套20包括第二慣性傳感器201。第二慣性傳感器201設(shè)置于第二指套20的第二指節(jié)處，發(fā)送自身的運(yùn)動(dòng)信息(包括姿態(tài)、速度、加速度、時(shí)序等信息)，以供虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)確定佩戴第二指套20的第二手指的運(yùn)動(dòng)信息。例如，第二慣性傳感器201可通過傳感器基座設(shè)置于第二指套20的第二指節(jié)處。第二慣性傳感器201還可通過有線或無線的方式發(fā)送所采集到的運(yùn)動(dòng)信息。例如，第二慣性傳感器201可通過有線或無線的方式將運(yùn)動(dòng)信息發(fā)送給收發(fā)裝置或者直接發(fā)送至虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的終端。
[0029]第三指套30包括第三慣性傳感器301。第三慣性傳感器301設(shè)置于第三指套30的第二指節(jié)處，發(fā)送自身的運(yùn)動(dòng)信息(包括姿態(tài)、速度、加速度、時(shí)序等信息)，以供虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)確定佩戴第三指套30的第三手指的運(yùn)動(dòng)信息。例如，第三慣性傳感器301可通過傳感器基座設(shè)置于第三指套30的第二指節(jié)處。第三慣性傳感器301還可通過有線或無線的方式發(fā)送所采集到的運(yùn)動(dòng)信息。例如，第三慣性傳感器301可通過有線或無線的方式將所采集到的運(yùn)動(dòng)信息發(fā)送給收發(fā)裝置或者直接發(fā)送至虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的終端。
[0030]手套本體40分別與第一指套10、第二指套20和第三指套30相連。手套本體40包括第四慣性傳感器401。第四傳感器401設(shè)置于手套本體40的手背處，發(fā)送自身的運(yùn)動(dòng)信息(包括姿態(tài)、速度、加速度、時(shí)序等信息)，以供虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)確定佩戴手套本體40的手掌的運(yùn)動(dòng)
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[0031 ]例如，手套本體40可與第一指套10、第二指套20和第