一种动作捕捉头戴装置的制作方法

1.本实用新型涉及动作捕捉技术领域，特别涉及一种动作捕捉头戴装置。


背景技术：

2.传统的动画制作是动画师通过纯手动k帧来进行的。因此需要大量的人力与时间成本。特别是动画师的水平决定了最终的呈现效果。因此动捕设备的出现极大的改善了工作效率和质量。
3.目前现有的影视、动漫制作当中的动作捕捉与面部捕捉设备，虽然能够满足一部分需求，但是面部图像采集往往依靠一个摄像机或手机实现，为了能够对整个面部进行识别，需要将上述摄像机或手机设置在距离面部较远的位置，导致现有的动作捕捉与面部捕捉设备头盔前部的支架较长，进而造成设备比较笨重，做高强度动作难以保证设备的稳固性，演员想和外界进行互动会受摄像机或者手机在前方的干扰。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种动作捕捉头戴装置，以使其能够在距离用户面部较近的位置实现面部动作捕捉，缩小设备整体体积及重量，提高设备佩戴的稳固性，并使其不影响用户与外界的交流互动。
5.动作捕捉头戴装置为达到上述目的，本实用新型提供以下技术方案：
6.一种动作捕捉头戴装置，包括：
7.头戴构件；
8.动作捕捉模块，所述动作捕捉模块包括显示屏以及设置于所述显示屏的边框上的多个摄像头，所述显示屏的边框通过可伸缩机构设置于所述头戴构件的前侧。
9.可选地，所述头戴构件包括：
10.头围支架，所述头围支架呈与用户头部贴合的弧形；
11.上梁支架，多根所述上梁支架的一端相互间隔地连接于所述头围支架，各所述上梁支架的另一端相互连接，所述可伸缩机构设置于各所述上梁支架的相互连接处。
12.可选地，所述头围支架的两端分别设置有耳机头。
13.可选地，其中至少一个所述耳机头上集成有麦克风。
14.可选地，所述头围支架为可伸缩结构，各所述上梁支架远离所述头围支架的一端相互铰接。
15.可选地，所述头围支架以及所述上梁支架用于与用户头部接触的表面设置有柔性垫块。
16.可选地，所述动作捕捉模块包括至少三个等间距分布的摄像头。
17.可选地，所述可伸缩机构包括：
18.固定座，所述固定座固定设置于所述头戴构件；
19.模块支架，所述模块支架可伸缩地设置于所述固定座，所述模块支架远离所述固
定座的一端与所述显示屏的边框连接，所述模块支架与所述固定座之间设置有用于使所述模块支架相对于所述固定座固定的锁定机构。
20.可选地，所述锁定机构包括设置于所述固定座与所述模块支架这两者中的至少一者的阻尼件；
21.或者，所述锁定机构包括螺纹紧固件，所述固定座与所述模块支架这两者中的一者设置滑槽，所述固定座与所述模块支架这两者中的另一者设置螺纹孔，所述螺纹紧固件穿过所述滑槽与所述螺纹孔配合；
22.或者，所述锁定机构包括螺套，所述固定座与所述模块支架这两者中的一者具有内管结构，所述固定座与所述模块支架这两者中的另一者具有可套装于所述内管结构的外管结构，所述外管结构供所述内管结构插入的端部沿周向间隔设置多个抱紧爪，各所述抱紧爪之间形成收缩缝，所述外管结构供所述内管结构插入的端部的外壁设置有外螺纹，所述螺套具有内螺纹并可套装于所述内管机构与所述外管结构外，所述螺套通过内螺纹与所述外管结构的外螺纹配合实现各所述抱紧爪相互聚拢以抱紧所述内管结构
23.或者，所述锁定机构包括棘齿条以及棘爪，所述棘齿条设置于所述模块支架，所述棘爪通过复位件可伸缩地设置于所述固定座，所述棘爪能够在所述复位件作用下伸出与所述棘齿条啮合。
24.可选地，还包括数据传输模块，所述数据传输模块设置于所述头戴构件或所述显示屏的边框，所述数据传输模块用于将所述动作捕捉模块捕捉的信息传输至终端设备。
25.本技术提供的动作捕捉头戴装置包括头戴构件以及动作捕捉模块，其中，动作捕捉模块包括显示屏以及设置于显示屏的边框上的多个摄像头，显示屏的边框通过可伸缩机构设置于头戴构件的前侧，上述动作捕捉头戴装置将多个摄像头集成在显示屏的边框上，利用多个摄像头同时对面部动作进行捕捉并进行合成，从而获得整个面部的动作捕捉效果，每个摄像头仅需要采集一部分面部动作，能够使摄像头在距离用户面部较近的距离进行采集，从而有助于降低整个设备的体积及重量，提升用户在进行高强度动作时设备佩戴的稳定性，同时显示屏可以用于用户与外界的交互，从而改善现有摄像机或手机遮挡用户视线的问题。
附图说明
26.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
27.图1为本实用新型实施例提供的动作捕捉头戴装置的结构示意图；
28.图2为本实用新型实施例提供的动作捕捉头戴装置的可伸缩机构处于缩回状态时的俯视图；
29.图3为本实用新型实施例提供的动作捕捉头戴装置的可伸缩机构处于缩回状态时的佩戴示意图；
30.图4为本实用新型实施例提供的动作捕捉头戴装置的可伸缩机构处于深处状态时的俯视图；
31.图5为本实用新型实施例提供的动作捕捉头戴装置的可伸缩机构处于深处状态时的佩戴示意图；
32.图6为本实用新型实施例提供的动作捕捉头戴装置的可伸缩机构的结构示意图。
33.图1至图6中：
34.1为上梁支架；2为边框；3为显示屏；4为耳机头；5为头围支架；6为摄像头；7为固定座；8为模块支架。
具体实施方式
35.本实用新型的核心是提供了一种动作捕捉头戴装置，使其能够在距离用户面部较近的位置实现面部动作捕捉，缩小设备整体体积及重量，提高设备佩戴的稳固性，并使其不影响用户与外界的交流互动。
36.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
37.请参考图1，图1为本实用新型实施例提供的动作捕捉头戴装置的结构示意图。
38.本实用新型实施例提供了一种动作捕捉头戴装置，包括头戴构件以及动作捕捉模块。
39.其中，头戴构件可以为硬质材料制成，硬质材料可以为塑料或金属，也可以由绑带等柔性材料制成，或者以硬质材料与柔性材料组合制成，动作捕捉模块包括显示屏3以及设置于显示屏3的边框2上的多个摄像头6，显示屏3的边框2通过可伸缩机构设置于头戴构件的前侧，显示屏3可以用于显示动作指令、或者提词、或者直播交互。
40.上述可伸缩机构使得显示屏3以及摄像头6距离用户面部的距离可调，从而满足不同用户的需求，如图2至图5所示。
41.上述显示屏3可以为硬质显示屏或柔性显示屏，在本实用新型实施例中，显示屏3优选为柔性显示屏，使其能够依照人的面部轮廓而弯折，从而在更靠近人的面部的同时，具有足够的显示面积。当然需要说明的是，动作捕捉头戴装置可以具有一块或多块显示屏3，各显示屏3可以根据位置的不同以及用户的不同需求采用硬质或柔性显示屏，当然面积可以根据需要进行调整，各显示屏3可以通过同一个可伸缩机构连接于头戴构件，也可以分别通过不同的可伸缩机构连接于头戴构件。
42.与现有技术相比，本实用新型实施例提供的动作捕捉头戴装置将多个摄像头6集成在显示屏3的边框2上，利用多个摄像头6同时对面部动作进行捕捉并进行合成，从而获得整个面部的动作捕捉效果，每个摄像头6仅需要采集一部分面部动作，能够使摄像头6在距离用户面部较近的距离进行采集，从而有助于降低整个设备的体积及重量，提升用户在进行高强度动作时设备佩戴的稳定性，同时显示屏3可以用于用户与外界的交互，从而改善现有摄像机或手机遮挡用户视线的问题。
43.作为优选地，如图1所示，在本实用新型实施例中，头戴构件包括头围支架5以及多根上梁支架1，其中，头围支架5呈与用户头部贴合的弧形；各上梁支架1的一端相互间隔地连接于头围支架5，各上梁支架1的另一端相互连接，可伸缩机构设置于各上梁支架1的相互
连接处，从图1中可以看出，上梁支架设置有三根，头围支架5与三根上梁支架1形成了对用户头部的半包围结构，能够良好的固定在用户头部。
44.需要说明的是，在本实用新型实施例中，上述头围支架5以及上梁支架1采用具有一定弹性的硬质材料制作，比如可以为塑料或者金属材料，为了佩戴的舒适性可以在头围支架5以及上梁支架1与用户皮肤接触的表面设置由软弹材料制成的柔性垫块，如硅胶、棉花、布料等，以提高佩戴的舒适性，减少头戴构件对用户头部造成压迫。
45.当然头戴构件也可以采用柔性材质，比如可以采用编织布等构成，在这种情况下为了保证佩戴的稳定性，头戴构件不仅需要具有用于包裹用户头颅上部的上部结构，还需要与上部结构连接的下部绑带，以固定在用户的下颌处。
46.头戴构件也可以采用其他结构，比如可以采用头盔状结构，即将动作捕捉模块安装于头盔。
47.作为优选地，如图1所示，头围支架5的两端分别设置有耳机头4，耳机头4具有能够罩扣于用户耳朵的耳罩，耳罩的外壳连接于头围支架5的端部，耳机头4可以用于用户与外界的语音交互，可以通过耳机头4对用户进行提示或者下达指令。
48.动作捕捉模块的显示可以从头围支架5内部穿过并经过耳罩内部，最终与耳机头4的线束汇集在一起延伸而出，减少动作捕捉头戴装置外露线束数量，使外观更加整洁，避免线束缠结在一起而带来的理线的烦恼。
49.作为优选地，在本实用新型实施例中，其中至少一个耳机头4上集成有麦克风，该麦克风可以设置于耳机头4内，也可以设置于耳机头4外，比如该麦克风可以一端可转动地设置于耳机头4，在用户需要使用麦克风时，可转动麦克风使其靠近嘴部，提高收音效果，用户在不使用麦克风时可转动麦克风使其贴合于耳机头4一侧，用户可以通过麦克风以及耳机头4与外界进行语音交互，从而满足现场直播中既能互动，又不影响观看提词器或者建议等等的需求。
50.进一步优化上述技术方案，头围支架5为可伸缩结构，各上梁支架远离头围支架5的一端相互铰接，从而使头戴构件能够适应不同的用户，增强其适应性，在不使用时，也可以通过上述结构将头戴构件折叠起来，以便于收纳。
51.如图1所示，在本实用新型实施例中，动作捕捉模块包括至少三个等间距分布的摄像头6，各个摄像头6的动作捕捉范围相接或具有部分重叠，在应用时，控制器将各摄像头6采集的图像进行拼接，以获取立体的动作。
52.如图6所示，上述可伸缩机构包括固定座7以及模块支架8，其中，固定座7固定设置于头戴构件；模块支架8可伸缩地设置于固定座7，模块支架8远离固定座7的一端与显示屏3的边框2连接，模块支架8与固定座7之间设置有用于使模块支架8相对于固定座7固定的锁定机构，以保持显示屏3及其上摄像头6的稳定。
53.上述锁定机构可以采用多种结构，比如可以在固定座7与模块支架8之间设置阻尼机构，利用阻尼控制固定座7与模块支架8之间的相对位置。
54.或者锁定机构包括用于将固定座7与模块支架8连接固定的螺纹紧固件，即可在固定座7与模块支架8这两者中的一者设置滑槽，在固定座7与模块支架8这两者中的另一者设置螺纹孔，螺纹紧固件穿过滑槽与螺纹孔配合，当螺纹紧固件与螺纹孔配合拧紧时，螺纹紧固件将固定座7与模块支架8压紧在一起，利用摩擦力实现两者的定位，当需要模块支架8伸
缩时，可松开螺纹紧固件，减小两者之间的摩擦力，从而使模块支架8可相对于固定座7移动。
55.或者锁定机构包括螺套，固定座7与模块支架8之间通过螺套实现螺纹抱紧连接，即固定座7与模块支架8这两者中的一者具有内管结构，固定座7与模块支架8这两者中的另一者具有可套装于内管结构的外管结构，该外管结构供内管结构插入的端部沿周向间隔设置有多个抱紧爪，各抱紧爪之间形成收缩缝，且该外管结构供内管结构插入的端部的外壁设置有外螺纹，螺套具有内螺纹并可套装于内管机构与外管结构外，螺套通过内螺纹与外管结构的外螺纹配合实现各抱紧爪相互聚拢以抱紧内管结构，实现固定座7与模块支架8这两者的相对固定。
56.或者锁定机构可以采用下述的棘轮棘齿结构。
57.具体地，在本实用新型一种实施例中，锁定机构包括棘齿条以及棘爪，其中，棘齿条设置于模块支架8；棘爪通过复位件可伸缩地设置于固定座7，棘爪能够在复位件作用下伸出与棘齿条啮合，这样当用户将模块支架8相对于固定座7向外拉出时，棘齿条可以推动棘爪克服复位件作用将棘爪顶起以使棘齿条与棘爪脱离配合，而在向内推入时，则必须手动使棘爪与棘齿条脱离，上述结构能够有效地将模块支架8于固定座7锁定，防止在使用过程中出现意外的相互滑动。
58.当然上述结构仅仅是本实用新型提供的优选实施方案，实际并不局限于此，锁定机构还可以采用其他的结构，在此不做限定。
59.作为优选地，在本实用新型实施例中，动作捕捉头戴装置还包括数据传输模块，数据传输模块设置于头戴构件或显示屏3的边框2，数据传输模块与终端设备之间采用有线、无线或者同时兼容有线、无线连接的方式传输数据，数据传输模块用于将动作捕捉模块捕捉的信息传输至终端设备。
60.需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
61.应当理解，本技术中如若使用了“系统”、“装置”、“单元”和/或“模块”，仅是用于区分不同级别的不同组件、元件、部件、部分或装配的一种方法。然而，如果其他词语可实现相同的目的，则可通过其他表达来替换该词语。
62.如本技术和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其它的步骤或元素。由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
63.其中，在本技术实施例的描述中，除非另有说明，“/”表示或的意思，例如，a/b可以表示a或b；本文中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，在本技术实施例的描述中，“多个”是指两个或多于两个。
64.以下，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
65.本技术中如若使用了流程图，则该流程图是用来说明根据本技术的实施例的系统所执行的操作。应当理解的是，前面或后面操作不一定按照顺序来精确地执行。相反，可以按照倒序或同时处理各个步骤。同时，也可以将其他操作添加到这些过程中，或从这些过程移除某一步或数步操作。
66.还需要说明的是，在本文中，诸如术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。
67.本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。