一种触觉感知系统的制作方法

本发明涉及触觉感知技术领域，具体涉及一种触觉感知系统。

背景技术：

触觉感知载体是集成有触觉感知单元的载体，对于不同的场景需求(如飞机飞行场景、汽车驾驶场景)，触觉感知载体内置对应的触觉感知方式以感知需要的态势信息。例如，飞行任务场景，需要关注态势信息可以包括当前飞行速度、高度、飞行姿态等，当触觉感知载体需要对速度进行感知时，可以通过预先设定的触觉感知方式以接收飞行速度信息刺激并对异常情况产生提示信息或者仅仅对飞行速度信息进行提示以辅助驾驶员对飞机飞行速度进行监控，不再需要飞行员实时监控仪表盘的速度信息，即可实现对速度信息的掌握。

相关技术中，每一个触觉感知载体只能预先设定相对应场景下的触觉感知数据以实现单一态势感知，无法同时适用于不同场景，降低了触觉感知载体的利用率的同时也增加了态势感知成本。

技术实现要素：

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中触觉感知载体功能单一的缺陷，从而提供一种触觉感知系统。

根据第一方面，本发明实施例公开了一种触觉感知系统，包括：功能控制器，包括多个功能模式选择模块，用于接收功能模式选择操作，根据所述功能模式选择操作从预存的触觉感知数据得到当前功能模式对应的触觉感知数据，将所述触觉感知数据以及接收到的需要监控的态势数据发送给触觉感知载体；触觉感知载体，与所述功能控制器连接，用于接收所述态势数据和所述触觉感知数据，并根据所述触觉感知数据对所述态势数据进行响应。

可选地，所述功能控制器或触觉感知载体，还用于对所述态势数据进行格式转换处理。

可选地，所述系统还包括：通信模块，分别与需要监控的设备以及所述功能控制器连接，用于将所述需要监控的设备的态势数据传输给所述功能控制器；所述功能控制器还包括信息传递模块，用于根据接收到的触发操作，将对应的态势数据通过所述通信模块进行发送。

可选地，所述系统还包括：模式设置交互模块，与所述功能控制器连接，用于根据接收到的交互信息，确定功能模式信息以及对应的触觉感知数据，将所述功能模式信息以及对应的触觉感知数据发送给所述功能控制器。

可选地，所述功能控制器还包括：第一接口和第二接口，所述第一接口与所述通信模块连接，所述第二接口与所述触觉感知载体连接。

可选地，所述触觉感知载体为触觉感知背心，所述触觉感知背心包括：背心本体、处理单元和多个振动模块，所述处理单元和所述多个振动模块均设置于所述背心本体上，所述多个振动模块均与所述处理单元连接，所述处理单元，用于接收态势数据以及触觉感知数据；所述多个振动模块，用于根据所述触觉感知数据对所述态势数据表征的信息进行振动响应。

可选地，所述模式设置交互模块还用于获取检查指令，根据所述检查指令生成模拟态势数据，发送所述模拟态势数据检查所述振动模块的运行状态。

可选地，所述态势数据包括：姿态信息、方向信息、速度信息以及高度信息，所述振动模块设置于所述背心本体的前腹、后背、左腰、右腰位置，用于传递姿态信息；所述振动模块沿所述背心本体的衣领设置，用于传递方向信息；所述振动模块设置于所述背心本体的左肩，用于传递速度信息，所述振动模块设置于所述背心本体的右肩，用于传递高度信息。

可选地，所述态势数据包括：状态偏移量信息，在每一个位置均设置2个振动模块，用于传递状态偏移量信息。

可选地，所述多个振动模块的振动频率为1hz-20hz，所述多个振动模块的振动强度为0.005w-0.5w。

本发明技术方案，具有如下优点：

本发明提供的触觉感知系统，包括：功能控制器，包括多个功能模式选择模块，用于接收功能模式选择操作，根据功能模式选择操作从预存的触觉感知数据得到当前功能模式对应的触觉感知数据，将触觉感知数据以及接收到的需要监控的态势数据发送给触觉感知载体，触觉感知载体，与功能控制器连接，用于接收态势数据和触觉感知数据，并根据触觉感知数据对态势数据进行响应。本发明通过功能控制器对预存的触觉感知数据进行选择，并将选择好数据传输给触觉感知载体，以实现触觉感知载体对多个场景以及多种态势数据的响应，使得同一触觉感知载体能够适用于多个不同场景，传递多种态势信息，提高了触觉感知载体的利用率，同时降低了态势感知成本。

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为本发明实施例中触觉感知系统的一个具体示例的原理框图；

图2为本发明实施例中触觉感知系统的另一个具体示例的原理框图。

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，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。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。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

本发明实施例公开了一种触觉感知系统，如图1所示，包括：功能控制器11和触觉感知载体12，

功能控制器11，包括多个功能模式选择模块111，用于接收功能模式选择操作，根据功能模式选择操作从预存的触觉感知数据得到当前功能模式对应的触觉感知数据，将触觉感知数据以及接收到的需要监控的态势数据发送给触觉感知载体12。

示例性地，该功能模式选择模块可以为按键、也可以为触摸屏，还可以为语音识别器。相对应地，该功能模式选择操作可以为使用者的语音指令操作，也可以为使用者的手动操作。该功能模式选择操作的接收方式可以为通过拾音器、压力传感器等接收，本发明实施例对功能模式选择模块、该功能模式选择操作以及功能模式选择操作的接收方式均不作限定，本领域技术人员可以根据实际情况设置。

该功能控制器11是使用者与触觉感知载体12进行人机交互的设备，可设置在使用者方便操作的地方，例如，当功能模式选择模块为语音识别器时，该功能控制器11可设置于离使用者嘴部区域较近的地方(例如，衣领处)；当功能模式选择模块为按键时，该功能控制器11可设置于离使用者手部区域较近的地方(例如，驾驶员的方向盘周围)，便于使用者操作。

在本发明实施例中，功能控制器11预存多种触觉感知数据，该触觉感知数据可以包括：态势数据的编码方式、态势数据的数据格式以及作业内容。其中，态势数据的编码方式指的是态势数据的触觉提示方式，即触觉感知载体12怎样进行响应，例如，高度信息在触觉感知载体12的哪个位置进行响应，振动强度和振动频率分别应该是多少。态势数据的数据格式可以包括航天格式、飞行格式、驾驶格式、作战格式等，每种格式包括的态势数据不同，例如，每一帧飞行格式的数据包括有高度信息、速度信息、姿态信息、航向信息、告警信息以及一些状态偏移量信息等；每一帧驾驶格式的数据包括有目的地位置、正北方向信息、速度信息、导航路线提醒信息、超速告警信息等。

作业内容指的是需要完成的任务，例如，一个飞行员今天课目是超低空飞行，可能需要提前把这个超低空高度设置好，当飞行员飞行过程中如果偏低或者低高载体会做出提示；一个驾驶员今天的任务去往预设目的地，需要提前把目的地的位置和导航信息设置好，例如哪个路口应该转弯，向哪个方向转。该作业内容可以根据特定的使用者进行设置，例如，使用者为飞行员，那么多个功能模式可以为作战模式、着陆模式、超低空飞行员模式等；使用者为汽车驾驶员，作业内容可以为预存多个目的地，例如，在功能控制器11中预存了三个驾驶目的地，使用者根据自己本次出行计划进行选择。也可以根据特定的领域进行设定，飞行员作业、车辆驾驶员作业。也可以根据特定任务进行设置，例如，对于超低空飞行，对于不同海拔的地方，可设置不同的飞行高度。本发明实施例对该作业内容的设置方式不作具体限定，本领域技术人员可以根据实际情况设定。

态势数据可以包括多种数据信息，例如飞行姿态信息、空速信息、高度信息、方向信息、道路信息、当前空间坐标位置信息、敌方位置信息、“向上”指标信息、简单交流、状态偏移量信息(例如，速度偏移量、方位偏移量、高度偏移量、姿态偏移量等)以及危险告警信息等。该态势数据的接收方式可以为从其他设备通过无线或有线接收。本发明实施例对该态势数据的接收方式不作具体限定，本领域技术人员可以根据实际情况选择。

触觉感知载体12，与功能控制器11连接，用于接收态势数据和触觉感知数据，并根据触觉感知数据对态势数据进行响应。

示例性地，触觉感知载体12，与功能控制器11连接方式可以为无线连接，也可以为有线连接，本发明实施例对该连接方式不作具体限定，本领域技术人员可以根据用户的实际情况设置。该触觉感知载体12可以为背心、帽子、腿带、腰带等，图1以触觉感知载体为背心为例，该触觉感知载体也可以为坐垫、脚垫等，本发明实施例对该触觉感知载体12不作具体限定，只要便于使用者进行信息感知即可。当该触觉感知载体12为背心、腰带等时，触觉感知载体12可以采用高弹力、结实、轻便的面料，便于不同体型的人穿戴，可延长触觉感知载体12的使用时间以及轻巧便于穿戴。

根据触觉感知数据对态势数据进行响应具体可以为根据态势数据的编码方式、态势数据的数据格式和本次作业内容对态势数据进行响应，响应的方式可由态势数据的编码方式确定，例如，通过触觉感知载体12的哪个位置、多大的频率、多大的强度进行响应。响应的内容可由态势数据的数据格式以及作业内容确定，例如，响应高度信息、告警信息。

本发明提供的触觉感知系统，包括：功能控制器，包括多个功能模式选择模块，用于接收功能模式选择操作，根据功能模式选择操作从预存的触觉感知数据得到当前功能模式对应的触觉感知数据，将触觉感知数据以及接收到的需要监控的态势数据发送给触觉感知载体，触觉感知载体，与功能控制器连接，用于接收态势数据和触觉感知数据，并根据触觉感知数据对态势数据进行响应。本发明通过功能控制器对预存的触觉感知数据进行选择，并将选择好数据传输给触觉感知载体，以实现触觉感知载体对多个场景以及多种态势数据的响应，使得同一触觉感知载体能够适用于多个不同场景，传递多种态势信息，提高了触觉感知载体的利用率，同时降低了态势感知成本。

作为本发明实施例一个可选实施方式，上述功能控制器11或触觉感知载体12，还用于对态势数据进行格式转换处理。

示例性地，由于功能控制器11可以根据需要连接不同的外部设备以获取不同的态势数据，并将这些数据传输给触觉感知载体12，实现不同的功能，而每一种外部设备的数据格式可能存在差异，因此，为了能够便于触觉感知载体12对态势数据的使用，功能控制器11或触觉感知载体12需要先对接收到的态势数据进行格式统一，统一为标准化格式。

作为本发明实施例一个可选实施方式，如图2所示，该触觉感知系统还包括：通信模块13，分别与需要监控的设备以及功能控制器11连接，用于将需要监控的设备的态势数据传输给功能控制器11。

示例性地，为了面向不同的使用者以及不同的使用环境，该通信模块13可以集成多种接口，包括天线和/或设备接口，采用无线和/或有线数据传输方式进行传输。例如，从上位机接收信息时采用usb口、在飞机上使用时是航空插头，在飞船中使用时是飞船专用接口、如果要在飞行模拟器使用时，接口则需要与飞行模拟器匹配等。特别地，针对水下通信可以加装激光通信接口进行信息传递。上述需要监控的设备，如图2所示，可以为飞机、也可以为汽车，本发明实施例对该需要监控的设备不作具体设定，本领域技术人员可以根据实际情况选择。

功能控制器11还包括信息传递模块，用于根据接收到的触发操作，将对应的态势数据通过通信模块13进行发送。

示例性地，该信息传递模块用于与其他触觉感知系统进行信息交互，可与上述功能模式选择模块111连接接收触发操作，也可以为其他可以接收信息的设备连接接收触发操作。该触发操作可以为使用者的语音指令操作，也可以为使用者的手动操作，例如，手动按键操作，或手动操作触摸屏。本发明实施例对该触发操作的接收方式以及触发操作均不作具体限定，本领域技术人员可以根据实际的功能控制器11确定。

以团体作战、触发操作为手动按键操作为例进行说明，团体的各个成员之间会提前约定一套类似摩尔斯电码的密码预存在团体各个成员的功能控制器11中进行信息交互。例如，当使用者想要向同伴传递方向信息时，使用者想向同伴传递敌人在北边时，使用者可以先按下表示信息传递指令的按钮，然后，在功能控制器11中按下“1423”，并将“1423”传输给同伴，同伴接收到该密码时进行解码获得信息，获得信息的具体方法与上述态势信息的响应一样，在此不再赘述。而不是该团体的人员即使也能接收到该密码，但是其并不知道该密码的意思，因此不能通过解码获得信息，保证了信息传输的安全性。

本发明实施例通过通信模块与其他触觉感知系统进行信息交互，可以实现多人在声音静默和视线受阻的情况下的信息交互，对团体作战或者潜水使用者这类不便于交流的用户群体提供了高效便利的信息传递方式。

作为本发明实施例一个可选实施方式，该触觉感知系统还包括：模式设置交互模块14，与功能控制器11连接，用于根据接收到的交互信息，确定功能模式信息以及对应的触觉感知数据，将功能模式信息以及对应的触觉感知数据发送给功能控制器11。

示例性地，该模式设置交互模块14可以为计算机，与功能控制器11通信连接。该交互信息可以为用户输入到模式设置交互模块14中的，功能模式信息以及对应的触觉感知数据的具体描述参见功能控制器11中的描述，在此不再赘述。

将功能模式设置信息以及对应的触觉感知数据发送至功能控制器11的方式可以是通过有线或者无线通信的方式，可以直接发送，也可以通过第三方设备(例如，通信模块13)发送，本发明实施例对该触觉感知数据的发送方式不作具体限制，本领域技术人员可以根据实际情况设定。

本发明实施例通过在模式设置交互模块设置功能模式信息以及对应的触觉感知数据后发送给功能控制器，以便功能控制器能够预先存储需要的功能模式和对应的触觉感知数据，并能够从多个预先存储的功能中选择需要的功能模式，达到触觉感知载体功能转换的目的。

作为本发明实施例一个可选实施方式，上述功能控制器11还包括：

第一接口112和第二接口113，第一接口112与通信模块13连接，第二接口113与触觉感知载体12连接。为了适应不同的通信模块13和触觉感知载体12，该第一接口112和第二接口113也可以集成多种接口，例如，usb等。

作为本发明实施例一个可选实施方式，触觉感知载体12为触觉感知背心，触觉感知背心包括：背心本体、处理单元122和多个振动模块121，处理单元122和多个振动模块121均设置于背心本体上，多个振动模块121均与处理单元122连接，处理单元122，用于接收态势数据以及触觉感知数据；多个振动模块121，用于根据触觉感知数据对态势数据表征的信息进行振动响应。

示例性地，触觉感知载体12可以包括一系列的振动模块121和一个微型处理单元122，该振动模块121可以为微型强振动的激励单元，例如，微型偏心电机，多个振动模块121均与处理单元122连接，可通过柔性线缆连接，多个振动模块121可以分为不同的功能区，从而形成多态信息的响应。

多个振动模块121设置于触觉感知载体12上，由于人身体的不同部位对触觉感知的敏感度是不同的，对于振动位置的选择会选择触觉感知敏感度较高的位置，例如，头部、手指、手掌相对于后背和腹部具有更高的触觉敏感度。但实际上，不能将振动位置选择在这些触觉感知敏感度较高的位置，例如，手部需要完成很多的任务，不适合作为触觉感知位置，而将头部作为触觉感知位置则可能会干扰人的听力。因此，在实际应用中反而后背和腹部等会作为振动位置。

以触觉感知载体12为触觉感知背心为例，态势数据包括：姿态信息、方向信息、速度信息以及高度信息，振动模块121设置于背心本体的前腹、后背、左腰、右腰位置，用于传递姿态信息。振动模块121沿背心本体的衣领设置，用于传递方向信息。振动模块121设置于背心本体的左肩，用于传递速度信息，振动模块121设置于背心本体的右肩，用于传递高度信息。态势数据还可以包括：状态偏移量信息，在上述触觉感知背心的每一个位置均设置2个振动模块121，用于传递状态偏移量信息，例如，其中一个表示正偏移(例如，当前车速大于标准速度)，另一个表示负偏移(例如，当前车速小于标准速度)。

出于人体对振动承受能力的考虑，在本发明实施例中，上述多个振动模块121的振动频率可设置为1hz-20hz，多个振动模块121的振动强度可设置为0.005w-0.5w。

作为本发明实施例一个可选实施方式，上述模式设置交互模块14还用于获取检查指令，根据检查指令生成模拟态势数据，发送模拟态势数据检查振动模块121的运行状态。

示例性地，该检查指令是用来检查振动模块121的运行状态的，可以是用户根据需求手动输入的，也可以智能终端定时发出的。本发明实施例对该检查指令的获取方法不作具体限定，本领域技术人员可以根据实际情况设定。具体检查方法可以为：根据检查指令生成模拟态势数据；将模拟态势数据发送至触觉感知载体12；接收触觉感知载体12的反馈结果。例如，当前触觉感知载体12当前处于超低空飞行模式，且对低空飞行的高度限制为1000米时，检测人员可以通过在模式信息设置交互模块中设置的模拟态势数据中当前飞行高度为800米，此时，正常情况下振动模块121则会针对该高度发出相应的触觉振动，当触觉感知载体12未作出对应的响应，则表示振动模块121处于异常情况。

该模拟态势数据还可以是递增或递减的振动频率，将该递增或递减的振动频率发送给触觉感知载体，接收振动模块121对该递增或递减的振动频率的反馈信息以判断该振动模块121运行状态，从而提示使用者，避免使用者接收到错误信息。

虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。