力学反馈装置及方法,虚拟现实交互附件的控制方法与流程

文档序号:15736227发布日期:2018-10-23 21:31阅读:430来源:国知局

本发明涉及虚拟显示技术领域,尤其涉及一种力学反馈装置及方法,虚拟现实交互附件的控制方法。



背景技术:

在VR技术中,VR设备通过头戴式显示屏为用户展示虚拟场景,可以为用户带来虚拟场景视觉上的沉浸感。然而,基于VR的应用中,还有较多需要用户与虚拟场景中的虚拟物体进行互动的环节,为了同时增强用户在虚拟现实环境下与虚拟物体交互的真实感,VR技术还支持一些虚拟现实交互附件,例如,VR控制手套,捕捉运动姿态的紧身衣等。

在这些虚拟现实交互附件中,VR控制手套通常基于力学反馈手套,可如图1所示,其力学反馈机制采用机械的原理,对手指及手掌施加作用力,需要设置多个电动舵机在手套上,并采用机械连杆结构和手指相连,当需要产生手指力反馈时,微处理器输出指令给电动舵机,舵机带动机械连杆,连杆向反方向运动对手指施加作用力,手指运动受到限制实现反馈。

例如,当用户在虚拟场景中握持一个虚拟的篮球时,微处理器现根据篮球的大小确定手套需要张开的程度,然后控制舵机施加作用力,使得用户即使使劲握持,也只能保持张开的姿态,从而给用户带来在虚拟场景中握持篮球的真实感。

然而,上述VR控制手套需要多个电动舵机,产品整体体积较大,并且由于机械连杆为硬质结构,使得若要使用户的操作更有真实感,需要添加较多的弹簧等部件来进行缓冲,这就使得现有的VR控制手套的工艺复杂程度较高。



技术实现要素:

基于此,为了简化传统技术中的力反馈装置的工艺程度,特提出了一种力学反馈装置,包括:

一种力学反馈装置,包括:

感应囊,用于填充流体介质,所述填充流体介质的感应囊在形变后产生张力进行力反馈;

与所述感应囊通过第一导管连接的控制单元;

所述控制单元用于检测所述第一导管中的流体介质的流体压力参数,将所述流体压力参数反馈给外部控制器;

所述控制单元还用于根据所述外部控制器发出的控制指令对所述感应囊进行填充和释放操作。

另外,基于前述的力学反馈装置,还提出了一种力学反馈方法,所述方法包括:

所述控制单元根据所述外部控制器发出的控制指令,所述控制指令中包含目标压力参考值;

所述控制单元根据所述外部控制器发出的目标压力参考值对所述感应囊进行填充和释放操作。

另外,基于前述的力学反馈装置,还提出了一种虚拟现实交互附件的控制方法,包括:

所述虚拟现实应用主机根据虚拟场景中的虚拟道具的尺寸参数和弹性参数中的至少一种生成目标压力参考值,将所述目标压力参考值发送给所述控制单元;

所述控制单元根据所述控制指令中指示的目标压力参考值对所述感应囊填充或释放流体介质。

实施本发明实施例,将具有如下有益效果:

上述力反馈装置使用填充流体介质的感应囊作为产生力反馈效果的作用力源,在使用时,可将感应囊贴附于任何活动组件的活动部、柔性可穿戴底材对应的人体关节处或直接贴附于人体关节处即可产生力反馈效果。控制单元根据外部控制器发出的目标压力参数对感应囊填充流体介质后,活动件或人体关节的弯曲即可造成感应囊的形变,由于此时感应囊已填充流体介质,使得感应囊的形变可产生相应的张力,该张力即为力反馈的效果。与传统技术中的VR手套上采用的机械杆拉扯的方式相比,元件更加简单,设计工艺更加简化。

另外,由于感应囊可设置于人体关节的内部,使得产生的力反馈效果为由关节内向外的推力,这就更加符合真实环境下用户握持物品的感觉。而传统技术中采用的是机械杆拉伸的方式,相比之下,本申请中的力反馈装置产生的力反馈效果真实性更好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例,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,还可以根据这些附图获得其他的附图。

其中:

图1为一个实施例中一种力反馈装置的结构示意图;

图2为一个实施例中力反馈装置的力反馈原理图;

图3为一个实施例中力反馈装置的力反馈原理图;

图4为一个实施例中一种带有流体介质存储单元的力反馈装置的结构示意图。

图5为一个实施例中一种带有至少一个流体介质存储单元的力反馈装置的结构示意图;

图6为一个实施例中一种基于前述力反馈装置的VR手套的结构示意图;

图7为一个实施例中一种关节外侧贴附感应囊的力反馈效果示意图;

图8为一个实施例中一种关节内侧贴附感应囊的力反馈效果示意图;

图9为一个实施例中一种基于前述力反馈装置的VR交互紧身衣的结构示意图;

图10为一个实施例中一种可套于手指、手臂、小腿上的力反馈装置的结构示意图;

图11为一个实施例中一种可套于手指、手臂、小腿上的力反馈装置的结构示意图;

图12为一个实施例中一种可套于手指、手臂、小腿上的具有多个感应囊的力反馈装置的佩戴示意图;

图13为一个实施例中一种力反馈方法的流程图;

图14为一个实施例中一种虚拟现实交互附件的控制方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明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作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。

为了简化带给用户VR交互真实感的VR交互附件的工艺复杂度,在一个实施例中,提出了一种力学反馈装置,如图1所示,该装置包括感应囊10、与感应囊通过第一导管12连接的控制单元20,该控制单元20还可与外部的外部控制器30连接。该力学反馈装置在使用时,可将感应囊10贴附于活动组件的活动部、柔性可穿戴底材对应的人体关节处或者直接贴附于人体关节处,感应囊的形变造成的感应囊内流体介质的张力可产生力反馈效果

具体的,感应囊10用于填充流体介质,填充流体介质的感应囊在形变后产生张力进行力反馈。感应囊10可以为囊状结构,囊壁的材质为弹性材料,例如橡胶等。感应囊在未填充流体介质时,处于干瘪状态,可任意弯折;而在填充了一定压力流体介质后,由于弯折会使感应囊10发生挤压,产生减小感应囊的容积的趋势,因此感应囊中的流体由于流体压力,会产生使得感应囊10保持膨胀状态的张力。

例如,参考图2所示,感应囊10在使用时,可贴附于活动件的活动连接位置或人体关节的位置,感应囊10在填充流体介质后,为块状结构。如图3中,当活动件的活动臂活动时,会挤压感应囊10,使得感应囊10产生形变,若感应囊10中已填充流体介质,则会对活动臂产生力反馈;而当感应囊10中的填充的流体介质被释放后,感应囊10变为干瘪状态,此时对活动臂产生的力反馈作用则会取消。

用于填充感应囊的流体介质可以是气体介质,也可以是液体介质。但是,气体介质的压缩性远大于液体介质的压缩性。因此,在注入相同体积的流体介的情况下,填充气体介质产生的使得感应囊10保持膨胀状态的张力小于填充液体介质产生的使得感应囊10保持膨胀状态的张力,这也使得使用液体介质的感应囊10的反馈速度更快(填充较小体积的液体即产生膨胀张力)。但是气体介质由于压缩比较大,因此使得填充状态的感应囊的弹性更大,反馈力度更加柔和。

为了提高安全性,在使用气体介质的实施例中,气体介质可使用非可燃性气体,例如,空气、氮气,二氧化碳气等,为了减少感应囊10的重量,还可使用氦气等较轻的非可燃性气体。在使用液体介质的实施例中,液体介质则可使用水、非易燃油等。

控制单元20可用于检测第一导管12中的流体介质的流体压力参数,将流体压力参数反馈给外部控制器30;根据外部控制器30发出的控制指令对感应囊10进行填充和释放操作。

控制单元20可包括流体压力传感器,通过流体压力传感器检测第一导管12中的流体压力。由于第一导管12与感应囊10处于连通状态,并且由于流体介质的流体特性,因此,流体压力传感器检测到的第一导管12中的流体压力即为感应囊10中的流体压力。

当感应囊10发生形变弯折时,会对感应囊12中的流体产生挤压,从而增大流体压力,并通过流体传导至第一导管中的流体上,流体压力传感器检测该流体压力参数,即可检测到感应囊10的形变。并且,感应囊形变越剧烈,弯折程度越大,流体压力传感器检测到的流体压力参数值就越大,因此控制单元20可通过流体压力传感器检测到的流体压力参数值的大小确定感应囊10的形变或弯折程度。

控制单元20在通过流体压力传感器检测到流体压力参数之后,可将检测到的流体压力参数反馈给外部控制器。控制单元20可与外部控制器建立有线或无线连接,由于数据传输量较小,可优选使用无线连接,从而减少导线和导管缠绕的麻烦。无线连接可包括蓝牙、wifi或zigbee连接。

在一个实施例中,外部控制器可以是虚拟现实应用主机或游戏主机。控制单元20将流体压力参数传输给虚拟现实VR应用主机或游戏主机后,VR应用主机或游戏主机即可根据流体压力参数确定感应囊10的弯曲程度,从而可根据该弯曲程度判断是否有输入指令,或根据该弯曲程度在虚拟场景中构建相应的虚拟手势或虚拟道具。

控制单元20还可根据外部控制器30发出的控制指令对感应囊10进行填充和释放操作。由于感应囊10内的流体压力参数与感应囊的形变有着对应关系,因此外部控制器30可通过设置目标压力参考值来使得感应囊10通过膨胀和弹性来产生相应的反馈力。

控制单元20在接收到外部控制器30通过控制指令指示的目标压力参考值之后,可持续检测与感应囊10对应的第一导管12的流体压力参数,在检测的流体压力参数低于目标压力参考值的情况下,向第一导管填充流体介质;在检测的流体压力参数高于目标压力参考值的情况下,释放第一导管12中的流体介质。

控制单元20中可设置与第一导管连接的泵组件,通过该泵组件对所述感应囊进行填充和释放。如图4所示,该装置还包括与控制单元20通过第二导管42连接的流体介质存储单元40。控制单元20还用于在对感应囊10进行填充和释放操作时,由流体介质存储单元40提取和存储流体介质控制单元20中的泵组件可与第一导管12和第二导管42连接,在填充感应囊10时,通过第二导管42吸取流体介质存储单元40中的流体介质,然后注入到与第一导管12连通的感应囊10中;在释放感应囊10,通过第一导管12吸取感应囊10中的流体介质,然后注入到与第二导管42连通的流体介质存储单元40中。

需要说明的是,在使用空气作为流体介质的实施例中,可不设置流体介质存储单元40,而直接由大气环境中提取和释放空气介质,但为了提高填充速度或释放速度,优选的,也将空气压缩后存储到流体介质存储单元40中,通过导管42与控制单元20,由于流体介质存储单元40中的空气已经存在一定压强,因此在填充时,填充速度较快。

另外,流体介质存储单元40的数量还可以是一个或一个以上,每种流体介质存储单元40中存储不同的流体介质,例如,如图5所示,可设置2个作为流体介质存储单元的储存罐,其中A储存罐中存储为气体,B储存罐中存储为液体。如前所述,当需要快速进行力反馈时,可由B储存罐中抽取液体填充感应囊10,由于液体的压缩性,可快速填充感应囊10,并膨胀产生较大的张力进行反馈,对于VR应用而言,适用于较刚性的虚拟物品;而在需要柔和、有弹性的力反馈环境时,就可由A储存罐中抽取液体填充感应囊10,由于气体的压缩性较大,使得力反馈的程度更加有弹性。

进一步的,在一个VR应用场景中,上述力学反馈装置可结合可穿戴柔性底材为人体交互产生力反馈的效果。具体的,该力学反馈装置还可包括可穿戴柔性底材,可穿戴柔性底材可包括手套、护膝、护肘、护腰或紧身衣等。感应囊10可贴附于可穿戴柔性底材中对应人体关节的位置。

如图6所示,在图6对应的应用场景中,该力学反馈装置的可穿戴柔性底材为手套,感应囊10可贴附于手套的手指关节位置以及手掌关节位置。当感应囊10未充气时,为带状结构;在感应囊10填充流体介质后为长条形结构。

在本实施例中,感应囊10贴附于可穿戴柔性底材中对应人体关节的位置的贴合方式包括胶粘、粘扣粘、磁性贴合、绑带固定贴合中方式中的至少一种。感应囊10可通过胶粘、缝合、绑带直接固定在手套上,也可通过粘扣(魔术贴)、磁性贴合的方式活动固定在手套上。采用活动固定的方式贴合感应囊10,可使得用户可以将其他手套通过活动贴合感应囊变为VR交互手套,使用更加方便。

进一步的,感应囊10贴附于可穿戴柔性底材中的位置为对应人体关节内侧的位置。也就是说,感应囊10贴服于手套的位置为手掌内侧以免的手指关节处。由于人体在通过手掌的方式为抓取的方式,在手掌内测设置感应囊进行力反馈,可模拟仿真抓取物体时,物体的形状和弹性为抓取操作带来的阻力感。参考图7所示,若设置在手指关节外侧,则带给用户阻力感来源于感应囊的形变产生的向外的拉力,而如图8所示,只有设置在手指关节内侧,才能带给用户带来源于手掌内部阻力感。这样就使得VR手套在使用时,真实性更强。

进一步的,仍然参考图6所示,在本应用场景中,感应囊的数量为一个或一个以上。例如图6中,该VR手套的每个手指上以及手掌上均贴合有感应囊,共有6个感应囊。该一个或一个以上的感应囊可与控制单元连接的第一导管各自独立或部分独立。也就是说,在图6中,该6个感应囊可各自通过独立的第一导管与同一控制单元20连接,也可以部分感应囊通过同一导管与控制单元20连接。

控制单元20还可用于为至少一个第一导管分配导管标识,将各个第一导管的流体压力参数与该第一导管的标识反馈给外部控制器。

例如图6中,5根手指和手掌上的感应囊通过独立的第一导管与控制单元20连接,而控制单元20可为5根手指和手掌编号,例如,由拇指到小指上的感应囊对应的第一导管依次为1至5,手掌上的感应囊对应的第一导管编号为6。控制单元20检测到1至6号第一导管的流体压力参数,然后与1至6号对应地发送给外部控制器,外部控制器则可根据编号确定哪根手指正在弯曲。

例如,当用户只弯曲了拇指时,控制单元20检测到的1号导管的流体压力参数较大,将其发送给外部控制器之后,即可确定用户进行了弯曲拇指的操作。

另外,感应囊也可部分与第一导管独立连接,如上例中,小指和无名指也可使用同一第一导管与控制单元20连接,这样就使的小指和无名指的编号相同。当填充该编号的第一导管时,手套的小指和无名指上的感应囊同时膨胀。也就是说,对于不敏感的关节活动,可使用同一流体压力参数来判定其弯折或形变程度。

在一个外部控制器为虚拟现实应用主机的应用场景中,虚拟现实应用主机还可根据虚拟道具的尺寸和弹性系数来指示该VR手套产生力反馈效果。例如,若VR应用主机中运行的程序在检测到用户在虚拟场景中抓取一个皮球时,可根据皮球的大小和皮球的弹性来确定目标压力参考值,然后发送给VR手套中的控制单元,控制单元可根据该目标压力参考值向VR手套的感应囊中填充流体介质。

控制单元可持续检测与感应囊对应的第一导管的流体压力参数,在所述检测的流体压力参数低于所述目标压力参考值的情况下,向所述第一导管填充流体介质;在所述检测的流体压力参数高于所述目标压力参考值的情况下,释放所述第一导管中的流体介质。

需要说明的是,在填充和释放流体介质时,存在一定的误差值,即当控制单元检测到第一导管中的流体介质的流体压力参数超过目标压力参考值的值大于第一阈值时,才会进行释放的操作;而当控制单元检测到第一导管中的流体介质的流体压力参数低于目标压力参考值的绝对值大于第二阈值时,才会进行填充的操作。

在VR手套的感应囊中填充了流体介质之后,用户在佩戴该VR手套做出握持皮球的手势时,手指合拢的握持动作使得关节处的感应囊发生弯曲从而产生形变,由于感应囊中已经填充了流体介质,因此感应囊的形变会产生与握持动作相反的反馈力。用户即为会感觉到握持动作受到了真实的弹性皮球带来的阻力感。当用户用力握持时,手指关节处弯折的更加严重,使得感应囊的形变更加剧烈,从而会增大反馈的作用力,从而给用户带来用力握持皮球时,皮球弹性带给用户的真实的弹性感。

当VR应用主机中运行的程序在检测到用户在虚拟场景中抓取一个蓝球时,由于篮球比皮球体积大,并且硬度更高,因此可设置更高的目标压力参考值,或者在控制指令中指示VR手套更换流体介质为液体,这样就使得感应囊的反馈力更加强烈,力反馈的效果更加刚性。然后VR应用主机将目标压力参考值和跟换流体介质的指示发送给VR手套中的控制单元,控制单元可根据该目标压力参考值向VR手套的感应囊中填充流体介质。由于目标压力参考值更大,因此感应囊中将填充更多的流体介质,甚至更换为液体介质,使得感应囊的微小形变即可产生较大力反馈效果,从而给用户带来握持篮球的真实体验。

进一步的,在本实施例中,控制单元可设置于手套的手背位置,并包括显示屏等显示设备,通过显示屏展示控制单元的工作状态参数,方便用户观察。而流体介质存储单元也可设置于手背或者通过肩带、臂带固定在肩膀、手臂的位置。

在一个应用场景中,力学反馈装置的可穿戴柔性底材也不限于VR交互手套,也可以是VR交互护膝、护肘和紧身衣等。参考图9所示,可在护膝、护肘和紧身衣的关节内测贴合上述感应囊,用来在人体各个关节位置带来力反馈效果。同样的,在这些应用场景中,也可使用多个感应囊对应同一控制单元的方式。例如,在一个VR交互紧身衣的应用场景中,全身关节处可贴合多个感应囊,通过独立的导管与设置于手背、手臂、前胸、后背的控制器20连接,而流体介质存储单元则可由用户背在后背上或挂在前胸、手臂、大腿、小腿上。

在一个应用场景中,力学反馈装置也可不依赖于可穿戴柔性底材,例如图10和图11中,感应囊在未填充流体介质时,为环形带状结构;在填充流体介质后为圆筒形结构。用户在使用时,将该环形带状的感应囊套入到手指关节处,即可在手指关节处产生力反馈效果。同样的,在该应用场景中,也支持多个感应囊与同一控制单元连接的情况。如图12所示,用户可在每个手指上套入感应囊,这些感应囊通过独立的导管与设置于手背上的控制单元连接,控制单元对感应囊填充流体介质后,即可对独立地对每个手指的弯曲活动产生力反馈效果。采用这种环形带状结构的感应囊,使得用户在使用时,不需要手套等外部设备,直接套在手指、手臂上或腿上的关节处即可使用,操作更加简洁方便,产品形态也更简单。

基于上述的力学反馈装置,在一个实施例中,还提供了一种力学反馈方法,如图x所示,该方法包括:

步骤S102:控制单元根据外部控制器发出的控制指令,控制指令中包含目标压力参考值。

步骤S104:控制单元根据外部控制器发出的目标压力参考值对感应囊进行填充和释放操作。

由于上述力学反馈装置反馈的力度大小与感应囊内的流体压力大小有对应的关系,因此,若外部控制器需要上述力学反馈装置反馈一定的力度,则可设置好目标压力参考值后,将其发送给上述力学反馈装置控制单元,控制单元可持续检测第一导管中的流体介质的流体压力参数,在检测的流体压力参数低于目标压力参考值的情况下,向第一导管填充流体介质;在检测的流体压力参数高于所述目标压力参考值的情况下,释放所述第一导管中的流体介质。

需要说明的是,在填充和释放流体介质时,存在一定的误差值,即当控制单元检测到第一导管中的流体介质的流体压力参数超过目标压力参考值的值大于第一阈值时,才会进行释放的操作;而当控制单元检测到第一导管中的流体介质的流体压力参数低于目标压力参考值的绝对值大于第二阈值时,才会进行填充的操作。

进一步的,控制单元也可将检测到的流体压力参数反馈给外部控制器,外部控制器根据该流体压力参数即可确定上述力学反馈装置的形变和弯曲程度,然后根据该流体压力参数确定目标压力参考值,来指导力学反馈装置继续填充或释放。

需要说明的是,控制单元20可依赖于计算机程序执行上述力反馈方法,控制单元可以是具有流体压力传感器、泵组件的单片机或计算机子系统。

在一个实施例中,基于前述权利要求1至10任一项所述的力学反馈装置和作为所述外部控制器的虚拟现实应用主机,如图x所示,还提出了一种虚拟现实交互附件的控制方法,包括:

步骤S202:虚拟现实应用主机根据虚拟场景中的虚拟道具的尺寸参数和弹性参数中的至少一种生成目标压力参考值,将所述目标压力参考值发送给所述控制单元。

如前所述,由于上述力学反馈装置反馈的力度大小与感应囊内的流体压力大小有对应的关系,虚拟现实应用主机可通过设置目标压力参考值来控制力学反馈装置的力反馈效果。

例如,用户在虚拟场景中握持虚拟篮球时,由于篮球尺寸较大,需要在手掌处于的张开幅度时,即产生力反馈效果,因此,可设置一个较高的目标压力参考值。而对于虚拟场景中的一团棉花,由于其较松软,并且在揉捏时反馈效果较弱,因此,可设置一个较低的目标压力参考值。

步骤S204:控制单元根据控制指令中指示的目标压力参考值对感应囊填充或释放流体介质。

控制单元可持续检测与感应囊对应的第一导管的流体压力参数,在所述检测的流体压力参数低于所述目标压力参考值的情况下,向所述第一导管填充流体介质;在所述检测的流体压力参数高于所述目标压力参考值的情况下,释放所述第一导管中的流体介质。

需要说明的是,在填充和释放流体介质时,存在一定的误差值,即当控制单元检测到第一导管中的流体介质的流体压力参数超过目标压力参考值的值大于第一阈值时,才会进行释放的操作;而当控制单元检测到第一导管中的流体介质的流体压力参数低于目标压力参考值的绝对值大于第二阈值时,才会进行填充的操作。

例如,在一个力反馈装置为VR手套的应用场景中,虚拟现实应用主机还可根据虚拟道具的尺寸和弹性系数来指示该VR手套产生力反馈效果。例如,若VR应用主机中运行的程序在检测到用户在虚拟场景中抓取一个皮球时,可根据皮球的大小和皮球的弹性来确定目标压力参考值,然后发送给VR手套中的控制单元,控制单元可根据该目标压力参考值向VR手套的感应囊中填充流体介质。

在VR手套的感应囊中填充了流体介质之后,用户在佩戴该VR手套做出握持皮球的手势时,手指合拢的握持动作使得关节处的感应囊发生弯曲从而产生形变,由于感应囊中已经填充了流体介质,因此感应囊的形变会产生与握持动作相反的反馈力。用户即为会感觉到握持动作受到了真实的弹性皮球带来的阻力感。当用户用力握持时,手指关节处弯折的更加严重,使得感应囊的形变更加剧烈,从而会增大反馈的作用力,从而给用户带来用力握持皮球时,皮球弹性带给用户的真实的弹性感。

当VR应用主机中运行的程序在检测到用户在虚拟场景中抓取一个蓝球时,由于篮球比皮球体积大,并且硬度更高,因此可设置更高的目标压力参考值,或者在控制指令中指示VR手套更换流体介质为液体,这样就使得感应囊的反馈力更加强烈,力反馈的效果更加刚性。然后VR应用主机将目标压力参考值和跟换流体介质的指示发送给VR手套中的控制单元,控制单元可根据该目标压力参考值向VR手套的感应囊中填充流体介质。由于目标压力参考值更大,因此感应囊中将填充更多的流体介质,甚至更换为液体介质,使得感应囊的微小形变即可产生较大力反馈效果,从而给用户带来握持篮球的真实体验。

在一个实施例中,控制单元检测所述第一导管中的流体压力参数,通过所述流体压力参数感应与所述第一导管对应的感应囊发生的形变,将所述流体压力参数发送给所述虚拟现实应用主机;虚拟现实应用主机根据所述流体压力参数确定所述目标压力参考值。

在一个实施例中,控制单元还可检测第一导管中的流体压力参数,通过流体压力参数感应与第一导管对应的感应囊发生的形变,将流体压力参数发送给虚拟现实应用主机;

虚拟现实应用主机根据流体压力参数确定输入的手势参数,根据手势参数生成针对虚拟场景的控制指令。

例如,如前述的VR手套的示例中,控制单元将检测的与各个感应囊对应的流体压力参数发送给虚拟现实应用主机,当用户做出握拳的姿势时,5个手指和手掌中的感应囊产生的流体压力参数均较大,虚拟现实应用主机即可通过阈值判断确定用户通过VR手套输入了握拳的手势参数;当用户比出V字形时,食指和中指的流体压力参数较小,其他手指和手掌的流体压力参数较大,虚拟现实应用主机即可通过阈值判断确定用户比出了V字形的手势参数。

虚拟现实应用主机在根据流体压力参数确定了手势参数后,即可根据手势参数生成相应的针对虚拟场景的控制指令。例如,若握拳的手势参数预设为确定,则用户只需要在佩戴上VR手套后进行握拳的操作,即可在VR应用中输入确定指令。若V字形的手势参数预设为第二个选项,则用户在VR场景中碰到需要选择的情况时,只需要在佩戴上VR手套后进行比V字形的操作,即可在VR应用中选中第二个选项。

进一步的,控制单元还可预先根据预设的标准流体压力参考值填充或释放所述感应囊。也就是说,控制单元可以在用户佩戴上述力学反馈装置后处于放松状态时,先填充一部分流体介质保持一定的流体压力,这样就使得感应囊在必要的时刻保持填充流体介质状态,当用户在任意时刻弯曲手指或其他关节时,由于感应囊内预先已填入了标准流体压力参考值的流体介质,因此使得控制单元可在任意时刻检测到感应囊的形变。例如,当用户在握拳完毕后,立即填入标准流体压力参考值的流体介质,这样就使得用户在握拳完毕后输入手势参数对应的指令时,能够被控制单元通过流体压力参数检测到,从而正常输入指令。若不填充标准流体压力参考值的流体介质,则由于关节弯折时感应囊仍然处于干瘪状态,从而无法通过流体压力参数检测到感应囊的形变。另外,预先填充标准流体压力参考值,也使得用户相同的手势动作带来的流体压力参数相近,也方便虚拟现实应用主机也方便通过阈值判断确定形变的大小程度。

实施本发明实施例,将具有如下有益效果:

上述力反馈装置使用填充流体介质的感应囊作为产生力反馈效果的作用力源,在使用时,可将感应囊贴附于任何活动组件的活动部、柔性可穿戴底材对应的人体关节处或直接贴附于人体关节处即可产生力反馈效果。控制单元根据外部控制器发出的目标压力参数对感应囊填充流体介质后,活动件或人体关节的弯曲即可造成感应囊的形变,由于此时感应囊已填充流体介质,使得感应囊的形变可产生相应的张力,该张力即为力反馈的效果。与传统技术中的VR手套上采用的机械杆拉扯的方式相比,元件更加简单,设计工艺更加简化。

另外,由于感应囊可设置于人体关节的内部,使得产生的力反馈效果为由关节内向外的推力,这就更加符合真实环境下用户握持物品的感觉。而传统技术中采用的是机械杆拉伸的方式,相比之下,本申请中的力反馈装置产生的力反馈效果真实性更好。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已,当然不能以此来限定本发明之权利范围,因此依本发明权利要求所作的等同变化,仍属本发明所涵盖的范围。

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