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龍圖騰網(wǎng)獲悉北京理工大學申請的專利一種與虛擬物體交互的虛擬手及其運動生成方法獲國家發(fā)明授權專利權，本發(fā)明授權專利權由國家知識產(chǎn)權局授予，授權公告號為：CN115167663B 。

龍圖騰網(wǎng)通過國家知識產(chǎn)權局官網(wǎng)在2025-08-19發(fā)布的發(fā)明授權授權公告中獲悉：該發(fā)明授權的專利申請?zhí)?專利號為：202210709532.7，技術領域涉及：G06F3/01；該發(fā)明授權一種與虛擬物體交互的虛擬手及其運動生成方法是由翁冬冬;江海燕設計研發(fā)完成，并于2022-06-21向國家知識產(chǎn)權局提交的專利申請。

本一種與虛擬物體交互的虛擬手及其運動生成方法在說明書摘要公布了：本發(fā)明屬于生成方法，具體涉及一種與虛擬物體交互的虛擬手及其運動生成方法。它包括下述步驟：步驟一：環(huán)境及姿態(tài)跟蹤；步驟二：左右手手指位姿確定；步驟三：雙手渲染。本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術具有以下有益效果：能夠避免當前手部跟蹤精度低、遮擋問題，低成本的生成與運動的虛擬物體匹配的手部姿勢，用于虛擬環(huán)境手部渲染，提高用戶在虛擬環(huán)境中的沉浸感、趣味性。該發(fā)明只需要跟蹤手腕和虛擬物體的位姿，成本低，方便易使用。虛擬手的位姿只和虛擬物體形狀有關，和實體形狀無關，同一實體可以控制不同的虛擬物體，用戶無需使用與虛擬物體形狀一直的實體，降低實體制造成本。本發(fā)明的方法能夠實時無延遲使用。

本發(fā)明授權一種與虛擬物體交互的虛擬手及其運動生成方法在權利要求書中公布了：1.一種與虛擬物體交互的虛擬手及其運動生成方法，其特征在于，包括下述步驟： 步驟一：環(huán)境及姿態(tài)跟蹤； 步驟二：左右手手指位姿確定； 步驟三：雙手渲染； 所述的步驟一包括，環(huán)境數(shù)據(jù)采集，左右手手腕數(shù)據(jù)采集； 環(huán)境數(shù)據(jù)采集為真實環(huán)境實體位姿數(shù)據(jù)采集和虛擬環(huán)境中虛擬物品的數(shù)據(jù)采集，所述的虛擬環(huán)境中虛擬物體可以預先設定或者由用戶指定或者創(chuàng)建， 所述的虛擬物體的形狀信息使用點云進行表示，包括點云的位姿及點云沿物體的表面的法線方向，其中，所述的點云通過在物體Mesh表面均勻采樣得到， 使用跟蹤設備獲取真實世界中用戶手腕的位姿和實體的位姿；虛擬物體的位姿由真實環(huán)境中對應實體的位姿控制； 虛擬手手腕的位姿由真實世界中用戶手腕的位姿控制； 手腕和實體的位姿可通過光學跟蹤方式獲取，獲取的實體位姿對對應的虛擬物體的物體進行實時控制； 所述的步驟一包括坐標變換，設定手腕坐標系下手腕的位置為0,0,0，采集到的數(shù)據(jù)變換到手腕坐標系下；所述的手腕坐標系為三維右手笛卡爾坐標系，Z軸方向垂直于手心； 所述的步驟二中，左手和右手的手指位姿分別確定； 所述的步驟二中，右手手指位姿通過下述步驟確定： 將上述手腕坐標系下虛擬物體運動軌跡、虛擬物體形狀輸入到第一神經(jīng)網(wǎng)絡，生成當前幀符合虛擬物體運動的虛擬手的手指關節(jié)點粗糙坐標值； 所述的虛擬物體運動軌跡為當前幀以及前三幀的虛擬物體中心在對應幀的手腕坐標系下的位姿；所述位姿包括位置及旋轉；所述位置為3自由度，包含x、y、z軸的坐標值；所述旋轉為6自由度，根據(jù)3自由度歐拉角值使用Python中pytorch3d包的pytorch3d.transforms.euler_angles_to_matrix函數(shù)計算得到旋轉矩陣，然后使用pytorch3d.transforms.matrix_to_rotation_6d函數(shù)將旋轉矩陣轉換為6自由度的旋轉得到，所述3自由度的歐拉角按照坐標軸YZX旋轉順序， 所述的虛擬物體形狀信息為當前幀以及前三幀的虛擬物體的點云及點云法線在對應幀手腕坐標系下的值； 所述的第一神經(jīng)網(wǎng)絡包含編碼器、殘差網(wǎng)絡、解碼器； 所述的編碼器包含四個全連接層； 所述的殘差網(wǎng)絡包含四個殘差塊，每一個殘差塊包含一個激活層ELU和一個全連接層； 所述的解碼器包含一個全連接層； 通過第一神經(jīng)網(wǎng)絡，從手腕位姿和物體信息回歸預測得到此時的手的關節(jié)位置； 將上述手腕坐標系下當前幀的虛擬手的手指粗糙位姿、當前幀的虛擬物體位姿、當前幀的虛擬物體形狀及上一幀的優(yōu)化后的虛擬手的手指位姿輸入到第二神經(jīng)網(wǎng)絡，得到優(yōu)化后的當前幀的手腕坐標下的虛擬手的手指精細位姿； 所述第二神經(jīng)網(wǎng)絡包含編碼器、殘差網(wǎng)絡、解碼器三個部分； 所述的第二神經(jīng)網(wǎng)絡編碼器包含六個全連接層；所述的殘差網(wǎng)絡包含四個殘差塊，每一個殘差塊包含一個激活層ELU和一個全連接層； 所述的解碼器包含一個全連接層； 將第二神經(jīng)網(wǎng)絡輸出的手部關節(jié)坐標值從手腕坐標系轉換到世界坐標系。

如需購買、轉讓、實施、許可或投資類似專利技術，可聯(lián)系本專利的申請人或專利權人北京理工大學，其通訊地址為：100081 北京市海淀區(qū)中關村南大街5號；或者聯(lián)系龍圖騰網(wǎng)官方客服，聯(lián)系龍圖騰網(wǎng)可撥打電話0551-65771310或微信搜索“龍圖騰網(wǎng)”。