[發明專利]一種構建虛擬人物多模態運動的系統及方法

有效

• 申請號: 202110510122.5
• 申請日: 2021-05-11
• 公開（公告）號: CN113192163B
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發明（設計）人: 王婷玉;謝文軍;王冬;程景銘;劉曉平
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: G06T13/40
• 分類號: G06T13/40;G06N3/02
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 楊媛媛

本發明涉及一種構建虛擬人物多模態運動的系統，包括參數構建模塊、情景選擇模塊、狀態采集模塊、門控網絡模塊和運動預測模塊；其中，參數構建模塊用于利用多種參數部件為虛擬人物構建虛擬場景；情景選擇模塊用于在虛擬場景中為虛擬人物選擇一條或多條運動路徑，使虛擬人物沿著最短路徑向目標坐標點運動；狀態采集模塊用于采集虛擬人物的運動信息；門控網絡模塊用于計算出虛擬人物當前交互運動中各個運動狀態的混合權重，并生成特定運動權重；運動預測模塊用于對虛擬人物下一幀的運動信息進行預測，得到運動預測結果。通過為虛擬人物確定一個具體交互任務，并預測其下一幀的運動信息，可提升虛擬人物執行交互任務時的準確性。

技術領域

本發明涉及虛擬人物場景交互領域，特別是涉及一種構建虛擬人物多模態運動的系統及方法。

背景技術

隨著生活水平的提高，人們對游戲體驗和觀影感受等具有較高要求，主要體現在對游戲、動畫和電影中的虛擬人物和各場景下的物體進行交互時的逼真度和連貫性。因此，虛擬人物的情景交互的發展，對人類生活和科技進步有很大影響。

目前，虛擬人物交互系統的設計通常只會考慮到人物與鼠標、鍵盤或手柄等操作設備之間的交互，且內在的模式形態也以固定的形式輸出，然后再展現給使用者，這樣的交互體驗無法與用戶產生更深層次的共鳴，無法使用戶感受到交互畫面的逼真度和沉浸感。并且，虛擬人物的運動形式通常采用神經網絡的方式進行預訓練，然而預訓練后的神經網絡可能無法學習到人們真實想要的交互形式，無法在人物驅動過程中學習空間參數構建的布局狀態，因此，也就無法辨認在空間下執行任務的正確性與精準度，這可能會使虛擬人物執行錯誤的交互運動，降低了執行交互任務的準確性。

因此，目前亟需一種更準確地構建虛擬人物多模態運動的系統及方法，以提升虛擬人物執行交互任務的準確性。

發明內容

本發明的目的是提供一種構建虛擬人物多模態運動的系統及方法，利用情景選擇模塊為虛擬人物確定一個具體交互任務和多條運動路徑，使虛擬人物按照這個具體任務執行相應的交互動作，并沿著最短路徑到達目標坐標點，同時還可以準確地預測出虛擬人物下一幀的運動信息，有效提高虛擬人物在空間下執行交互任務的準確性。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種構建虛擬人物多模態運動的系統，包括：參數構建模塊、情景選擇模塊、狀態采集模塊、門控網絡模塊和運動預測模塊；

所述參數構建模塊與所述情景選擇模塊互連互通，且均連接所述門控網絡模塊的輸入端，所述參數構建模塊用于利用多種參數部件為虛擬人物構建虛擬場景，使所述虛擬人物在所述虛擬場景中進行交互運動；

所述情景選擇模塊用于設定一個目標坐標點作為所述虛擬人物的運動終點，并在所述虛擬場景中選擇一條或多條運動路徑，使所述虛擬人物沿著最短路徑向所述目標坐標點運動；

所述狀態采集模塊與所述門控網絡模塊的輸入端相連，所述狀態采集模塊用于采集所述虛擬人物在第i幀時的運動信息，并根據所述第i幀時的運動信息生成運動數據集，根據所述運動數據集生成二維相位向量，并將所述第i幀時的運動信息、所述運動數據集和所述二維相位向量傳輸至所述門控網絡模塊；所述運動數據集包括所述虛擬人物的各種運動狀態，所述二維相位向量包括所述虛擬人物在各種運動狀態下的雙腳的觸地情況；其中，i表示幀數；

所述門控網絡模塊的輸出端與所述運動預測模塊相連，所述門控網絡模塊用于根據所述第i幀時的運動信息、所述運動數據集和所述二維相位向量，結合各個所述參數部件的位置和所述目標坐標點，計算出所述虛擬人物當前交互運動中各個運動狀態的混合權重，根據所述混合權重生成特定運動權重并傳輸至運動預測模塊；

所述運動預測模塊用于根據所述第i幀時的運動信息和所述特定運動權重，對所述虛擬人物在第i+1幀時的運動信息進行預測，得到運動預測結果。

可選的，所述參數構建模塊具體包括可移動單元、可高亮單元、可穿越單元和可坐單元；