一种虚拟人物控制设备以及虚拟现实交互系统的制作方法

本发明涉及虚拟现实技术领域，尤其是涉及一种虚拟人物控制设备以及虚拟现实交互系统。

背景技术：

虚拟现实技术，也称VR(Virtual Reality)技术，是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，其利用计算机生成一种模拟环境，VR技术具有高度的仿真性，能够使用户沉浸到该环境中，用户和该环境之间还能够进行交互。

目前，VR技术广泛应用在医学、娱乐、军事航天、室内设计、房产开发、工业仿真等领域，在医学领域，利用VR技术能够建立虚拟的人体模型，医学生借助于跟踪球、感觉手套等设备，通过虚拟的人体模型便于了解人体内部各器官结构，在娱乐领域，利用VR技术能够开发游戏系统，该游戏系统真实性强，用户能够利用手指动作玩游戏，如切水果等游戏，在室内设计领域，运用VR技术，设计者可以完全按照自己的构思去构建装饰虚拟的房间，并可以任意变换自己在房间中的位置，去观察设计的效果，直到满意为止，既节约了时间，又节省了做模型的费用。

发明人在研究中发现，VR技术在娱乐领域的应用非常广泛，利用VR技术开发的游戏得到大量游戏玩家的欢迎，然而，现有技术中，在利用VR技术开发的游戏中，无法通过真实玩家身体动作的变化控制游戏中的虚拟人物移动，真实玩家与游戏中的虚拟人物之间的互动性有待提高。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种虚拟人物控制设备以及虚拟现实交互系统，以解决现有技术中存在的真实玩家与虚拟人物互动效果差的技术问题。

本发明提供的一种虚拟人物控制设备，所述设备包括信号输入器和用于设置在人物腹部的方向控制器；

所述方向控制器包括第一中心触点和方向触点，所述第一中心触点用于根据人物移动引起的腹部变化与所述方向触点接触，并生成用于控制虚拟人物进行与人物同步移动的方向位移信号；

所述信号输入器与所述方向控制器连接，用于将所述方向位移信号发送至虚拟人物的载体终端。

进一步的，在本发明的实施例中，所述方向触点包括前触点、后触点、左触点和右触点，用于根据人物的前进、后退、左移和右移使所述前触点、所述后触点、所述左触点和所述右触点分别与所述第一中心触点接触，并生成所述方向位移信号。

进一步的，在本发明的实施例中，虚拟人物控制设备还包括用于设置在人物后腰的转向控制器；

所述转向控制器包括第二中心触点和转向触点，所述第二中心触点用于根据人物转动引起的后腰部位变化与所述转向触点接触，并生成用于控制虚拟人物进行与人物同步转动的转动信号。

进一步的，在本发明的实施例中，所述转向触点包括左转触点和右转触点，用于根据人物的左转和右转使所述左转触点和所述右转触点分别与所述第二中心触点接触，并生成所述转动信号。

进一步的，在本发明的实施例中，虚拟人物控制设备还包括用于设置在人物膝盖内侧的跳起按钮；

在触动所述跳起按钮后，生成用于控制虚拟人物进行与人物同步跳起的跳起信号。

进一步的，在本发明的实施例中，虚拟人物控制设备还包括用于设置在人物脚踝内侧的下蹲按钮；

在触动所述下蹲按钮后，生成用于控制虚拟人物进行与人物同步下蹲的下蹲信号。

进一步的，在本发明的实施例中，虚拟人物控制设备还包括腰带，用于固定所述方向控制器和所述转向控制器；

所述方向控制器设置在所述腰带的前侧且与人物的腹部对应的位置；

所述转向控制器设置在所述腰带的后侧且与人物的后腰对应的位置。

进一步的，在本发明的实施例中，虚拟人物控制设备还包括膝带，用于固定所述跳起按钮；

所述跳起按钮设置在所述膝带与膝盖内侧对应的位置。

进一步的，在本发明的实施例中，虚拟人物控制设备还包括脚踝带，用于固定所述下蹲按钮；

所述下蹲按钮设置在所述脚踝带与脚踝内侧对应的位置。

本发明还提供了一种虚拟现实交互系统，包括所述的虚拟人物控制设备。

在上述技术方案中，为了实现真实玩家，即所述人物与虚拟人物之间的互动，采用了可以佩戴在真实玩家身上的虚拟人物控制设备进行实现，通过虚拟人物控制设备来采集真实玩家的行为动作，并通过特殊的动作对应的身体变化，通过虚拟人物控制设备形成对应的信号，从而对虚拟人物进行控制，使虚拟人物能够做到与真实玩家同步的动作状态。

而具体的，所述虚拟人物控制设备中采用了信号输入器和用于设置在人物腹部的方向控制器对真实玩家的动作进行采集，所述方向控制器包括有第一中心触点和方向触点，将所述方向控制器设置在真实玩家的腹部，由于真实玩家在进行移动的时候，腹部会相应的发生状态变化。

例如，当真实玩家前进的时候，身体前倾，腹部会收缩；当真实玩家后退的时候，身体后仰，腹部会前挺，而所述虚拟人物控制设备中的方向控制器正是抓住了真实玩家在移动时腹部的变化的信息，生成对应的方向位移信号。

例如，当腹部收缩的时候，使方向控制器中的第一中心触点与表示前进的方向触点进行接触，从而生成控制虚拟人物前进的方向位移信号；当腹部前挺的时候，使方向控制器中的第一中心触点与表示后退的方向触点进行接触，从而生成控制虚拟人物后退的方向位移信号；以此类推，通过采集腹部根据运动方向的变化状态，就可以生成可以控制虚拟人物向各个方向移动的方向位移信号。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一个实施例提供的虚拟人物控制设备的结构示意图；

图2为本发明一个实施例提供的方向控制器的主视图；

图3为图2所示的方向控制器的左视图；

图4为图2所示的方向控制器的俯视图；

图5为本发明一个实施例提供的转向控制器的主视图；

图6为图5所示的转向控制器的左视图；

图7为本发明一个实施例提供的跳起按钮的结构示意图；

图8为本发明一个实施例提供的下蹲按钮的结构示意图；

图9为本发明一个实施例提供的信号输入器的主视图；

图10为图9所示的方向控制器的左视图；

图11为图9所示的方向控制器的右视图。

附图标记：

1-信号输入器； 2-方向控制器； 3-转向控制器；

4-跳起按钮； 5-下蹲按钮； 6-腰带；

7-膝带； 8-脚踝带； 21-第一中心触点；

22-前触点； 23-后触点； 24-左触点；

25-右触点； 26-调整螺丝； 31-第二中心触点；

32-左转触点； 33-右转触点； 9-肩带。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图2为本发明一个实施例提供的方向控制器的主视图；图3为图2所示的方向控制器的左视图；图4为图2所示的方向控制器的俯视图；9为本发明一个实施例提供的信号输入器的主视图；图10为图9所示的方向控制器的左视图；图11为图9所示的方向控制器的右视图。

首先，如图2-4以及图9-11所示，本实施例提供的一种虚拟人物控制设备，所述设备包括信号输入器1和用于设置在人物腹部的方向控制器2；

所述方向控制器2包括第一中心触点21和方向触点，所述第一中心触点21用于根据人物移动引起的腹部变化与所述方向触点接触，并生成用于控制虚拟人物进行与人物同步移动的方向位移信号；

所述信号输入器1与所述方向控制器2连接，用于将所述方向位移信号发送至虚拟人物的载体终端。

在具体的实施例中，为了实现真实玩家，即所述人物与虚拟人物之间的互动，采用了可以佩戴在真实玩家身上的虚拟人物控制设备进行实现，通过虚拟人物控制设备来采集真实玩家的行为动作，并通过特殊的动作对应的身体变化，通过虚拟人物控制设备形成对应的信号，从而对虚拟人物进行控制，使虚拟人物能够做到与真实玩家同步的动作状态。

而具体的，所述虚拟人物控制设备中采用了信号输入器1和用于设置在人物腹部的方向控制器2对真实玩家的动作进行采集，所述方向控制器2包括有第一中心触点21和方向触点，将所述方向控制器2设置在真实玩家的腹部，由于真实玩家在进行移动的时候，腹部会相应的发生状态变化。

例如，当真实玩家前进的时候，身体前倾，腹部会收缩；当真实玩家后退的时候，身体后仰，腹部会前挺，而所述虚拟人物控制设备中的方向控制器2正是抓住了真实玩家在移动时腹部的变化的信息，生成对应的方向位移信号。

例如，当腹部收缩的时候，使方向控制器2中的第一中心触点21与表示前进的方向触点进行接触，从而生成控制虚拟人物前进的方向位移信号；当腹部前挺的时候，使方向控制器2中的第一中心触点21与表示后退的方向触点进行接触，从而生成控制虚拟人物后退的方向位移信号；以此类推，通过采集腹部根据运动方向的变化状态，就可以生成可以控制虚拟人物向各个方向移动的方向位移信号。

进一步的，在一个具体的实施例中，所述方向触点包括前触点22、后触点23、左触点24和右触点25，用于根据人物的前进、后退、左移和右移使所述前触点22、所述后触点23、所述左触点24和所述右触点25分别与所述第一中心触点21接触，并生成所述方向位移信号。

在上述实施例中，所述虚拟人物控制设备设置了可以采集真实玩家前进、后退、左移和右移的四个动作，在该实施例中，通过控制虚拟人物进行前进、后退、左移和右移的四个动作，即可以灵活的对虚拟人物的位移进行控制，并且，由于真实玩家位移所引起的腹部变化比较微妙，仅仅通过对真实玩家前进、后退、左移和右移的四个动作所引起的腹部变化进行采集，其准确率也是较高的。

当然，在更多的实施例中，不仅限于对真实玩家前进、后退、左移和右移的四个动作进行采集，比如还可以对真实玩家进行左前方、右前方、左后方以及右后方位移引起的腹部变化的采集，甚至更多方向的位移。

而在真实玩家进行位移的动作时，所引起的腹部变化毕竟是比较微妙的，为了更加准确的采集到位移的信息，在实际使用虚拟人物控制设备的时候，真实玩家也可以通过加大动作幅度，或者刻意的增大腹部的变化幅度，进而使所述第一中心触点21与对应的方向触点接触，实现虚拟人物的良好控制。

继续参考图2-4，还包括调整螺丝26，所述调整螺丝26位于方向控制器2的侧面，其与第一中心触点21垂直并螺纹连接，调整螺丝26通过齿轮控制垂直的端部，推动方向控制器2下端翘起。由于肚子大的人带上装备后，第一中心触点21直接与后触点23接触，通过调整侧面的调整螺丝26，推动方向控制器2，使第一中心触点21处于中心位置，不与后触点23接触。

图5为本发明一个实施例提供的转向控制器的主视图；图6为图5所示的转向控制器的左视图；进一步的，如图5和图6所示，虚拟人物控制设备还包括用于设置在人物后腰的转向控制器3；

所述转向控制器3包括第二中心触点31和转向触点，所述第二中心触点31用于根据人物转动引起的后腰部位变化与所述转向触点接触，并生成用于控制虚拟人物进行与人物同步转动的转动信号。

所述转向控制器3在具体的实施例中，对转向的控制也与所述方向控制器2的原理相类似，当真实玩家在左转或右转的动作时，肩膀会随之发生移动，后腰也会发生对应的状态变化，同样的，通过后腰的状态变化，可以使第二中心触点31与对应的转向触点进行接触。

在一个具体的实施例中，所述转向触点包括左转触点32和右转触点33，用于根据人物的左转和右转使所述左转触点32和所述右转触点33分别与所述第二中心触点31接触，并生成所述转动信号。

所以，当真实玩家进行左转的动作时，右肩膀会前移，第二中心触点31会与右侧的左转触点32接触，并生成可控制虚拟人物左转的转动信号，同理，当真实玩家进行右转的动作时，左肩膀前移，第二中心触点31会与左侧的右转触点33接触，并生成可控制虚拟人物右转的转动信号。

而在真实玩家进行转动的动作时，所引起的后腰变化毕竟是比较微妙的，为了更加准确的采集到转动的信息，在实际使用虚拟人物控制设备的时候，真实玩家也可以通过加大动作幅度，或者刻意的增大后腰的变化幅度，进而使所述第二中心触点31与对应的方向触点接触，实现虚拟人物的良好控制。

在图2-6中所示的一个实施例中，第一中心触点21与对应的方向触点，以及第二中心触点31与对应的转向触点之间，均是通过弹性连接的，优选的，使用弹簧进行连接，这样能够方便的运动状态的采集；而本申请仅仅提供了有限的实施例，任何基于本申请技术方案，在未经过创造性劳动获得的新的技术方案，均包含在本申请技术方案的保护范围之内。

图7为本发明一个实施例提供的跳起按钮的结构示意图；进一步的，如图7所示，虚拟人物控制设备还包括用于设置在人物膝盖内侧的跳起按钮4；

在触动所述跳起按钮4后，生成用于控制虚拟人物进行与人物同步跳起的跳起信号。

在一个具体的实施例中，所述跳起按钮4可以设置在左右腿的任意一个膝盖上，并设置在膝盖的内侧，当左右膝盖相互碰撞时，会使跳起按钮4触动，进而生成用于控制虚拟人物进行与人物同步跳起的跳起信号。

图8为本发明一个实施例提供的下蹲按钮的结构示意图；进一步的，如图8所示，虚拟人物控制设备还包括用于设置在人物脚踝内侧的下蹲按钮5；

在触动所述下蹲按钮5后，生成用于控制虚拟人物进行与人物同步下蹲的下蹲信号。

与所述跳起按钮4同理，在一个具体的实施例中，所述下蹲按钮5可以设置在左右腿的任意一个脚踝上，并设置在脚踝的内侧，当左右脚踝相互碰撞时，会使下蹲按钮5触动，进而生成用于控制虚拟人物进行与人物同步下蹲的下蹲信号。

图1为本发明一个实施例提供的虚拟人物控制设备的结构示意图；进一步的，如图1所示，虚拟人物控制设备还包括腰带6，用于固定所述方向控制器2和所述转向控制器3；

所述方向控制器2设置在所述腰带6的前侧且与人物的腹部对应的位置；

所述转向控制器3设置在所述腰带6的后侧且与人物的后腰对应的位置。

进一步的，虚拟人物控制设备还包括膝带7，用于固定所述跳起按钮4；

所述跳起按钮4设置在所述膝带7与膝盖内侧对应的位置。

进一步的，虚拟人物控制设备还包括脚踝带8，用于固定所述下蹲按钮5；

所述下蹲按钮5设置在所述脚踝带8与脚踝内侧对应的位置。

而在上述技术方案中，为了方便方向控制器2、转向控制器3、跳起按钮4以及下蹲按钮5的固定在真实玩家的身体对应位置上，设置了可以用于固定所述方向控制器2、转向控制器3、跳起按钮4以及下蹲按钮5的腰带6、膝带7以及脚踝带8。

进一步的，为了方便佩戴，以及防止所述腰带6、膝带7以及脚踝带8丢失，所以将所述所述腰带6、膝带7以及脚踝带8进行连接，连接的时候可以通过连接带连接，也可以通过线进行连接。

同时，还设置了肩带9，使其在佩戴的时候更加舒适，防止在真实玩家运动的过程中掉落，肩带9也与腰带6进行了连接，

本发明还提供了一种虚拟现实交互系统，包括所述的虚拟人物控制设备。

由于所述虚拟人物控制设备的具体结构、功能原理以及技术效果已经在前文详细叙述，在此便不再赘述，有关于所述虚拟人物控制设备的技术内容，参考前文即可。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。