力反馈系统及方法
【专利摘要】一种力反馈系统包括一类型判定单元、一特征提取单元及一控制输出单元。该类型判定单元接收一终端设备输出的处理信号，该特征提取单元判断该处理信号中是否包含触发条件；当该处理信号中包含触发条件时，该特征提取单元根据该触发条件从一状态转换表中获取对应的控制参数，还根据该控制参数产生一控制信号。该控制输出单元用于输出该控制信号至力反馈装置。本发明还提供了一种力反馈方法。本发明力反馈系统及方法通过对处理信号进行分析，以得到该处理信号所对应的控制参数，进而控制对应的力反馈装置的动作，如此可为用户提供更为丰富的体验效果，提高了用户的交互能力。
【专利说明】
力反馈系统及方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种增强型虚拟现实技术，特别涉及一种基于增强型虚拟现实的力反 馈系统及方法。
【背景技术】
[0002] 随着游戏产业的快速发展，为满足游戏用户的刺激感，目前市场上的手柄、方向 盘、摇杆等产品可以为用户在游戏过程带来一定的改进。然而，这些产品提供的刺激感无法 带给用户较为逼真的体验效果，如此，在一定程序下降低了用户的体验。
【发明内容】
[0003] 鉴于以上内容，有必要提供一种可提供用户体验的力反馈系统及方法。
[0004] 一种力反馈系统，包括：
[0005] -类型判定元，用于通过一接口装置接收一终端设备输出的处理信号；
[0006] -特征提取单元，用于判断该处理信号中是否包含触发条件；当该处理信号中包 含触发条件时，该特征提取单元根据该触发条件从一状态转换表中获取对应该触发条件的 控制参数，该特征提取单元还根据该控制参数产生一第一控制信号;及
[0007] -控制输出单元，用于输出该第一控制信号至至少一力反馈装置，以控制该至少 一力反馈装置的动作。
[0008] 一种力反馈方法，包括：
[0009] 通过一接口装置接收一终端设备输出的处理信号；
[0010] 判断该处理信号中是否包含触发条件；
[0011] 当处理信号中包含触发条件时，根据该触发条件从一状态转换表中获取对应该触 发条件的控制参数；
[0012] 根据该控制参数产生一第一控制信号;及
[0013] 输出该第一控制信号至至少一力反馈装置，以控制该至少一力反馈装置的动作。
[0014] 上述力反馈系统及方法通过对处理信号进行分析，以得到该处理信号所对应的控 制参数，再根据该控制参数产生对应的控制信号，以控制对应的力反馈装置的动作，如此可 为用户提供更为丰富的体验效果，提高了用户的交互能力。
【附图说明】
[0015] 图1为本发明力反馈系统应用环境的较佳实施方式的方框图。
[0016] 图2是图1中载体的较佳实施方式的方框图。
[0017] 图3是图2中存储器的较佳实施方式的方框图。
[0018] 图4是图2中中央控制器的较佳实施方式的方框图。
[0019] 图5是本发明力反馈方法的较佳实施方式的流程图。
[0020] 图6是图5中步骤S500的第一较佳实施方式的流程图。
[0021 ]图7是图5中步骤S500的第二较佳实施方式的流程图。
[0022]主要元件符合说明
【具体实施方式】
[0025] 请参阅图1，本发明力反馈系统90的较佳实施方式包括一用于输出一处理信号的 终端设备30、一用于输出对应于一用户的行为数据的检测装置20、及一用于接收该终端设 备30输出的处理信号及该检测装置20输出的行为数据的载体10。本实施方式中，该终端设 备30可为一游戏主机、一电视机或一音乐播放器。当该终端设备30为一游戏主机时，该终端 设备30输出的处理信号可包含一游戏数据；当该终端设备30为一电视机时，该终端设备30 输出的处理信号可包含视频或音频数据；当该终端设备30为一音乐播放器时，该终端设备 30输出的处理信号可包含音频数据。本实施方式中，该检测装置20可为用户在虚拟现实场 景中用于交互的头盔，该载体10可为用户在虚拟现实场景中用于交互的游戏背心。
[0026] 请参阅图2,该载体10包括若干力反馈装置190、一切换装置150、一接口装置170、 一灯光显示装置180、一存储器130及一连接该力反馈装置190、切换装置150、接口装置170、 灯光显示装置180与存储器130的中央控制器100。
[0027] 这些力反馈装置190可由脉宽调制信号或电流电压的控制来进行动作，以产生反 馈震动，进而使用户在游戏过程中具有模拟真实受力的感觉。本实施方式中，这些力反馈装 置190中的一部分置于该载体10(如游戏背心)对应于用户的躯干前胸、腹部部位，这些力反 馈装置190中的另一部分被置于该载体10(如游戏背心)对应于用户的躯干后背部位。本实 施方式中，这些力反馈装置190可为振动马达、气动发生器、电击发生器、静电发生器、温度 控制器、电磁控制器，摩擦发生器中的至少一种。
[0028] 该灯光显示装置180包括若干LED(Light Emitting Diode，发光二极管），该灯光 显示装置180的亮度及闪烁的频率等属性可通过脉宽调制信号进行控制，如此可产生更好 的交互体验。
[0029] 该中央控制器100用于通过该接口装置170接收该终端设备30输出的处理信号，还 用于接收该检测装置20输出的行为数据。
[0030]本实施方式中，该中央控制器100通过该接口设备170来接收该终端设备30输出的 处理信号。该接口设备170包括但不限于USB接口、蓝牙接口、Wi-Fi接口、有线网络接口、模 拟音频接口或数据音频接口中的一种或多种。如该载体10中的中央控制器100可通过一 USB 接口接收一游戏主机输出的包含游戏数据的处理信号，该载体10中的中央控制器1〇〇可通 过一模拟音频接口接收该电视机或该音乐播放器输出的包含音频数据的处理信号。
[0031]该切换装置150用于控制该接口装置170接收到的处理信号是否会被传输至中央 控制器100,如当该切换装置150处于一第一状态时，该接口装置170接收的处理信号则不会 被输出至该中央控制器100;当该切换装置150处于一第二状态时，该接口装置170则会将接 收得到的处理信号传输至该中央控制器100。如该载体10中可通过模拟音频接口接收该音 乐播放器输出的包含音频数据的处理信号时，若该切换装置150处于该第一状态时，该处理 信号则不会被传输至该中央控制器100。
[0032] 请参阅图3,本实施方式中，该存储器130包括一状态转换表139。该状态转换表139 中存储有不同触发条件所对应的控制参数。本实施方式中，该状态转换表139中包含用于控 制这些力反馈装置190动作的强度、时间长度、某一力反馈装置的位置等中的一个或多个控 制参数所对应的触发条件。本实施方式中，每一力反馈装置190均具有不同的设备标识，某 一力反馈装置的位置可由该设备标识来进行确定。
[0033] 请参阅图4,本实施方式中，该存储器130用于存储若干用于被该中央控制器100执 行的代码，以完成特定的功能，该中央控制器100包括一类型判定单元131、一控制输出单元 133、一特征提取单元135及一动作捕捉单元137。
[0034]该动作捕捉单元137用于接收该检测装置20输出的对应于一用户的行为数据，该 动作捕捉单元137还用于根据该行为数据来获取用户的动作，如用户的抬手、弯腰等动作。
[0035]本实施方式中，该类型判定单元131用于对接收的处理信号进行判断，以判断该处 理信号中是否包含有游戏数据或音频数据或是其他类型的数据。本实施方式中，由于游戏 数据、音频数据的等数据类型的格式均不相同，该类型判定元131根据处理信号的包含数据 类型的格式来判断是否包含游戏数据、视频数据或音频数据。在其他实施方式中，该类型判 定单元131亦可通过分离视频数据中的音频部分来得到视频数据中对应的音频数据。
[0036]本实施方式中，该处理信号中还可包含若干触发条件，如游戏中角色被击打、发生 接触等触发条件。该处理信号中还可包含若干设置数据，如枪声的强度、时间长度等设置数 据。本实施方式中，该处理信号中包含的触发条件及/或设置数据的格式亦不相同。
[0037]该特征提取单元135用于对该处理信号进行分析，并产生经分析后得到的控制信 号。
[0038]该控制输出单元133用于将该特征提取单元135输出的控制信号传输至对应的力 反馈装置，以产生对应的受力效果，如通过脉宽调制信号控制对应的力反馈装置190的动 作。
[0039]当该类型判定单元131判断该处理信号包含游戏数据时，该特征提取单元135用于 判断该游戏数据中是否包含有触发条件；当该游戏数据中包含有触发条件时，该特征提取 单元135根据该触发条件从该状态转换表139获取对应控制参数，以根据该控制参数的生成 对应的第一控制信号。如当该触发条件为接触时，该特征提取单元135可根据该触发条件从 状态转换表139中获取对应该触发条件为接触的控制参数，进而根据该控制参数产生该第 一控制信号，以控制对应的力反馈装置的动作，如控制该载体1〇(如游戏背心）的躯干后背 部位的力反馈装置的动作，以使得该用户可产生一种接触的效果。当该游戏数据中没有包 含触发条件时，该特征提取单元135对该游戏数据中包含的角色的特征进行提取，以获取对 应该角色的触发条件，该特征提取单元135根据获取得到的触发条件从该状态转换表139中 获取对应的控制参数，进而根据该控制参数生成对应的第一控制信号。该控制输出单元133 用于将该特征提取单元135输出的第一控制信号传输至该力反馈装置190。本实施方式中， 由于包含触发条件及设置数据的处理信号的条件格式不同，该类型判定单元131则不判断 该处理信号中是否包含游戏数据或音频数据。该特征提取单元135根据该处理信号包含的 条件格式来判断该处理信号中包含触发条件及/或设置数据。
[0040]本实施方式中，该特征提取单元135还用于根据该动作捕捉单元137得到该用户的 动作来对该第一控制信号进行处理，并产生一第二控制信号。例如，当该特征提取单元135 得到该用户的动作为弯腰时，该特征提取单元135则通过对该第一控制信号进行处理，以改 变受力的模拟效果，进而使用户体验到更加逼真的受力效果。
[0041]当该类型判定单元131判断该处理信号中包含音频数据时，该特征提取单元135还 用于判断该音频数据中是否包含设置数据；当该音频数据中包含有设置数据时，该特征提 取单元135将该设置数据转换为对应的控制参数，并输出对应的第三控制信号；当该音频数 据中没有设置数据时，该特征提取单元135对该音频数据进行特征提取，以获取对应的设置 数据，该特征提取单元135还将该设置信息转换为对应的控制参数，进而根据该控制参数输 出产生对应的第三控制信号。如该特征提取单元135对音频数据进行滤波、分离处理，以得 到音频数据中可能包含枪声、爆炸声、DJ、鼓点音乐等可以通过力反馈装置进行模拟的设置 数据，如得到枪声的强度、时间长度等设置数据，该特征提取单元135则根据该状态转换表 139将该设置数据转换为该控制参数，如将得到枪声的强度转换为控制力反馈装置的强度、 将得到枪声的时间长度转换为控制力反馈装置的时间长度。
[0042]该控制输出单元133用于输出该第一、第二、第三控制信号至该力反馈装置190,以 模拟虚拟现实中的场景，以让用户体验到更加真实震撼的实体感。在其他实施方式中，当该 特征提取单元135同时处理该游戏数据及音频数据时，如该处理信号中同时包含触发条件 及设置数据时，该特征提取单元135可根据该第三控制信号对第一控制信号进行处理，以得 到一第四控制信号；还可根据该第三控制信号对该第二控制信号进行处理，以得到一第五 控制信号，如此通过混合两种数据的控制信号，产生了整体和细节的力反馈作用，给用户带 来更加细腻的交互效果。
[0043]请参阅图5,本发明力反馈方法的较佳实施方式包括如下步骤：
[0044] 步骤S400,接收一处理信号。
[0045] 步骤S500,对该处理信号进行分析，以得到对应的控制参数，并输出对应的控制信 号至力反馈装置。
[0046] 请参阅图6，步骤S500的第一较佳实施方式包括如下步骤：
[0047]步骤S510,用于接收包含游戏数据的处理信号。
[0048] 步骤S512,判断该游戏数据中是否包含有触发条件；当该游戏数据中包含有触发 条件时，执行步骤S520;当该游戏数据中没有包含触发条件时，执行步骤S516。
[0049] 步骤S516,对该游戏数据中包含的角色的特征进行提取。
[0050] 步骤S518,根据得到的特征识别对应的该角色的触发条件，并执行步骤S520。
[0051] 步骤S520,根据该触发条件从一状态转换表获取对应控制参数，以根据该控制参 数的生成对应的第一控制信号。
[0052]步骤S522,判断是否获取用户的行为数据，当获取得到该用户的行为数据时，执行 步骤S524;当没有获取得到该用户的行为数据时，执行步骤S528。
[0053]步骤S524,根据该行为数据识别对该第一控制信号进行处理，并产生一第二控制 信号。
[0054]步骤S526,输出该第二控制信号至对应的力反馈装置。
[0055]步骤S528,输出该第一控制信号至对应的力反馈装置。
[0056] 在其他实施方式中，步骤S512与步骤S516可同时执行，当步骤S512与步骤S516同 时执行时，即同时获取游戏数据中角色的特征及触发条件，之后判断是否接收到包含触发 条件的游戏数据，当接收到包含触发条件的游戏数据时，执行步骤S520;当接收到游戏数据 不包含触发条件时，则执行步骤S516。
[0057]请参阅图7，步骤S500的第二较佳实施方式包括如下步骤：
[0058]步骤S560，获取一音频或一视频中的音频数据。
[0059] 步骤S562,判断是否接收到包含设置数据的音频数据；当接收到包含设置数据的 音频数据时，执行步骤S568;当没有接收到包含设置数据的音频数据时，执行步骤S566。
[0060] 步骤S566，对该音频数据进行特征提取。
[0061] 步骤S568,获取对应的设置数据。该设置数据可由该音频数据包含的设置数据或 是通过对该音频数据进行特征提取得到的对应的设置数据。
[0062]步骤S570,将该设置数据转换为对应的控制参数，并输出对应的第三控制信号。 [0063]步骤S572,输出该第三控制信号至力反馈装置。
[0064]上述力反馈系统及方法通过对游戏数据及/或音频数据进行分析，以得到该游戏 数据及/或音频数据所对应的控制参数，再根据该控制参数产生对应的控制信号，以控制对 应的力反馈装置的动作，如此可为用户提供更为丰富的体验效果，提高了用户的交互能力。 [0065]需要说明的是，在本发明的描述中，术语"第一"、"第二"等仅用于描述目的，而不 能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，"多个"的含义 是指至少两个。
[0066]流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括 一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部 分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺 序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明 的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
[0067]应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述 实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件 或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下 列技术中的任一项或他们的组合来实现:具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路 的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场 可编程门阵列(FPGA)等。
[0068]本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步 骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介 质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
[0069] 此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以 是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模 块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如 果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机 可读取存储介质中。
[0070] 上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
[0071] 尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例 性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述 实施例进行变化、修改、替换和变型。
【主权项】
1 · 一种力反馈系统，包括： 一类型判定元，用于通过一接口装置接收一终端设备输出的处理信号； 一特征提取单元，用于判断该处理信号中是否包含触发条件；当该处理信号中包含触 发条件时，该特征提取单元根据该触发条件从一状态转换表中获取对应该触发条件的控制 参数，该特征提取单元还根据该控制参数产生一第一控制信号;及 一控制输出单元，用于输出该第一控制信号至至少一力反馈装置，以控制该至少一力 反馈装置的动作。2. 如权利要求1所述的力反馈系统，其特征在于：当该处理信号不包含触发条件时，该 特征提取单元对该处理信号中角色的特征进行提取，以获取对应该角色的触发条件，该特 征提取单元根据该触发条件从该状态转换表中获取对应该触发条件的控制参数，以根据该 控制参数产生对应的第一控制信号。3. 如权利要求1或2所述的力反馈系统，其特征在于：该力反馈系统还包括一动作捕捉 单元，该动作捕捉单元用于接收一检测装置输出的对应一用户的行为数据，并根据该行为 数据识别对应的动作;该特征提取单元根据动作对该第一控制信号进行处理，以产生对应 该动作的一第二控制信号，该控制输出单元用于将该第二控制信号输出至对应的力反馈装 置。4. 如权利要求3所述的力反馈系统，其特征在于:该类型判定单元还用于判断该处理信 号中是否还包含设置数据，当该处理信号中包含设置数据时，该特征提取单元将该设置数 据转换为控制参数；当该处理信号中不包含设置数据时，该特征提取单元对该处理信号进 行特征提取以得到该处理信号的设置数据，该特征提取单元将该设置数据转换为对应的控 制参数，并根据该控制参数输出对应的第三控制信号，该控制输出单元输出该第三控制信 号至对应的力反馈装置。5. 如权利要求4所述的力反馈系统，其特征在于:该处理信号包含游戏数据或音频数据 中至少一种;该类型判定单元用于判断该处理信号是否包含游戏数据或音频数据；当该处 理信号包含游戏数据时，该特征提取单元判断该游戏数据是否包含触发条件；当该处理信 号包含音频数据时，该特征提取单元判断该音频数据是否包含设置数据；当该处理信号中 包含该触发条件及该设置数据时，该特征提取单元根据该第三控制信号对该第一及第二控 制信号进行处理，以得到对应的第四控制信号。 6 · -种力反馈方法，包括： 通过一接口装置接收一终端设备输出的处理信号； 判断该处理信号中是否包含触发条件； 当处理信号中包含触发条件时，根据该触发条件从一状态转换表中获取对应该触发条 件的控制参数； 根据该控制参数产生一第一控制信号;及 输出该第一控制信号至至少一力反馈装置，以控制该至少一力反馈装置的动作。7.如权利要求6所述的力反馈方法，其特征在于： 当该处理信号不包含触发条件时，对该处理信号中角色的特征进行提取，以获取对应 的该角色的触发条件； 根据该触发条件从该状态转换表中获取对应该触发条件的控制参数，以根据该控制参 数产生对应的第一控制信号。8. 如权利要求6或7所述的力反馈方法，其特征在于:该力反馈访方法还包括： 接收一检测装置输出的对应一用户的行为数据； 根据该行为数据识别对应的动作； 根据动作对该第一控制信号进行处理，以产生对应该动作的一第二控制信号； 将该第二控制信号输出至对应的力反馈装置。9. 如权利要求8所述的力反馈方法，其特征在于： 判断该处理信号中是否还包含一设置数据； 当该处理信号中包含设置数据时，将该设置数据转换为控制参数； 当该处理信号中不包含设置数据时，对该处理信号进行特征提取以得到该处理信号的 设置数据； 根据该控制参数输出对应的第三控制信号;及 输出单元输出该第三控制信号至对应的力反馈装置。10. 如权利要求9所述的力反馈方法，其特征在于： 判断该处理信号是否包含游戏数据； 当该处理信号包含游戏数据时，判断该游戏数据是否包含触发条件； 判断该处理信号是否包含音频数据； 当该处理信号包含音频数据时，判断该音频数据是否包含设置数据； 当该处理信号中包含触发条件及设置数据时，根据该第三控制信号对该第一及第二控 制信号进行处理，以得到对应的第四控制信号。
【文档编号】A63F13/285GK105833524SQ201610219155
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年4月8日
【发明人】林云帆
【申请人】林云帆