[發(fā)明專(zhuān)利]一種實(shí)現(xiàn)多維度感知虛擬交互的系統(tǒng)和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310085951.9
• 申請(qǐng)日: 2013-03-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103823551B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-07-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孟濬;陳嘯;劉瓊
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G06F3/01
• 分類(lèi)號(hào): G06F3/01
• 代理公司: 浙江杭州金通專(zhuān)利事務(wù)所有限公司33100
• 代理人: 劉曉春

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生理信號(hào)分析技術(shù)，具體涉及一種實(shí)現(xiàn)多維度感知虛擬交互的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

雖然在各家公司也研制了諸多虛擬交互的系統(tǒng)，但是大多是僅限于3D視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)和接觸覺(jué)5個(gè)維度的感知交互，而未涉及使用者的情感行為，所依據(jù)的交互信息也僅為使用者在虛擬交互過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)信號(hào)，而未把使用者在虛擬交互過(guò)程中的生理信號(hào)也進(jìn)一步地進(jìn)行分析，從而更加多維度地使人與系統(tǒng)所產(chǎn)生的虛擬場(chǎng)景產(chǎn)生交互。而且現(xiàn)在虛擬交互的維度感知還只停留在3D視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)和接觸覺(jué)三維感覺(jué)，達(dá)不到基于使用者多維度感知的虛擬交互的效果，所以研制能實(shí)現(xiàn)多維度感知虛擬交互的系統(tǒng)和方法就十分有必要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種實(shí)現(xiàn)多維度感知虛擬交互的系統(tǒng)和方法。實(shí)現(xiàn)多維度感知首先要獲得基于使用者雙眼的仿生學(xué)原理的有立體空間縱深的3D視覺(jué)感知信息，除此之外增加更多的聽(tīng)覺(jué)和觸覺(jué)的被動(dòng)式感觀體驗(yàn)，加上主動(dòng)參與、互動(dòng)虛擬的的多重體驗(yàn)，通過(guò)探測(cè)使用者的生理信息，本發(fā)明所述的系統(tǒng)能對(duì)使用者的狀態(tài)達(dá)到更深一步的了解，達(dá)到以上效果的技術(shù)稱(chēng)為多維度感知交互技術(shù)。

本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：

一種實(shí)現(xiàn)多維度感知虛擬交互的系統(tǒng)，所述的系統(tǒng)包括核心處理單元、使用者輔助單元、3D攝像單元和3D投影單元，其中：

所述的3D攝像單元用于采集虛擬交互信息中的光學(xué)信息，并將其轉(zhuǎn)換為信號(hào)，并把信號(hào)輸出給相應(yīng)設(shè)備單元；所述的使用者輔助單元用于采集除光學(xué)信息之外的其它相應(yīng)虛擬交互信息，將其轉(zhuǎn)換為信號(hào)輸出給相應(yīng)設(shè)備單元；還用于將接收的信號(hào)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的多維度感知信息；所述的核心處理單元用于接收相應(yīng)設(shè)備單元輸入的信號(hào)，進(jìn)行信號(hào)處理，將處理后的信號(hào)輸出給相應(yīng)設(shè)備單元；所述的3D投影單元用于接收相應(yīng)設(shè)備單元輸入的信號(hào)，轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的3D視覺(jué)信息；

具體地，3D攝像單元采集虛擬交互信息中的光學(xué)信息，并轉(zhuǎn)換為信號(hào)發(fā)送至核心處理單元；所述的使用者輔助單元采集除光學(xué)信息之外的其它相應(yīng)虛擬交互信息，將其轉(zhuǎn)換為信號(hào)發(fā)送至核心處理單元；核心處理單元接收使用者輔助單元和3D攝像單元發(fā)送的信號(hào)，并對(duì)不同時(shí)間接收到的信號(hào)處理，并將相應(yīng)的多維度感知信號(hào)發(fā)送至使用者輔助單元和3D投影單元；使用者輔助單元接收核心處理單元發(fā)送的信號(hào)，轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的多維度感知信息，3D投影單元接收核心處理單元發(fā)送的信號(hào)，并轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的3D視覺(jué)信息、多維度感知信息發(fā)出，被使用者感知后，實(shí)現(xiàn)多維度虛擬交互。

根據(jù)虛擬交互場(chǎng)景不同，所述系統(tǒng)還可以包括擴(kuò)展單元，所述的擴(kuò)展單元包括但不限于通訊模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、數(shù)據(jù)讀取模塊、量子感應(yīng)模塊中的任意一種或任意二種及以上的組合。

所述的虛擬交互是指能被機(jī)器采集到的使用者與本發(fā)明所述的系統(tǒng)在情感上和行為上的交互行為，所述的交互行為可以是使用者自發(fā)產(chǎn)生的行為反應(yīng)(包括直接意識(shí)產(chǎn)生的行為反應(yīng)、潛意識(shí)產(chǎn)生的行為反應(yīng))、使用者感知本發(fā)明系統(tǒng)呈現(xiàn)的多維度感知信息產(chǎn)生的行為反應(yīng)(包括使用者與虛擬呈現(xiàn)的其它使用者交流的行為反應(yīng)、使用者與虛擬物品交流的行為反應(yīng))。

所述的虛擬交互信息是指使用者虛擬交互中產(chǎn)生的信息，包括使用者對(duì)虛擬物體所具有的特殊功能的使用信息(如槍支能發(fā)射子彈、鑰匙能開(kāi)鎖等人造工具的功能使用)、簡(jiǎn)單的物理屬性使用信息(吹、吸、推拉、敲打、撞擊、彈射、扭曲等)和使用者感受到物體本身屬性的感覺(jué)信息(如水中會(huì)感到水對(duì)運(yùn)動(dòng)的阻力，在風(fēng)中會(huì)感到來(lái)自風(fēng)向的推力，在火中會(huì)感火的熱量等)，使用者自身的情感活動(dòng)(如喜悅、悲傷、興奮、萎靡、憤怒、平靜、厭惡等)，使用者受潛意識(shí)引導(dǎo)產(chǎn)生行為(如使用者自己都未察覺(jué)的微表情、手勢(shì)、體態(tài)等)。

所述的多維度感知是指6個(gè)或6個(gè)以上維度的使用者感覺(jué)，包括但不限于3D視覺(jué)感知、聽(tīng)覺(jué)感知、接觸覺(jué)感知、壓力覺(jué)感知、嗅覺(jué)感知、味覺(jué)感知和滑動(dòng)覺(jué)感知等。

接觸覺(jué)感知是指，當(dāng)使用者接觸到物體的時(shí)候，產(chǎn)生的一種與物體相接觸的感覺(jué)，這種感覺(jué)是使用者感覺(jué)到物體存在的一種觸覺(jué)感知。

壓力覺(jué)感知是指，當(dāng)使用者與物體接觸時(shí)，由于使用者對(duì)物體的按壓動(dòng)作和移動(dòng)速度使得物體對(duì)使用者進(jìn)行反作用，使其感受到壓力的一種觸覺(jué)感知。

滑動(dòng)覺(jué)感知是指，當(dāng)使用者與物體接觸時(shí)，由于使用者與物體相對(duì)滑動(dòng)而產(chǎn)生的一種滑動(dòng)感覺(jué)，也就是使用者感覺(jué)到物體表面粗糙程度的一種觸覺(jué)感知。