[發明專利]集成手勢識別與超聲波觸覺反饋的裝置及其方法和用途

在審

• 申請號: 201710611569.5
• 申請日: 2017-07-25
• 公開（公告）號: CN107340871A
• 公開（公告）日: 2017-11-10
• 發明（設計）人: 袁昱
• 申請（專利權）人: 深識全球創新科技（北京）有限公司
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01
• 代理公司: 北京辰權知識產權代理有限公司11619
• 代理人: 郎志濤

技術領域

本發明涉及虛擬現實技術領域，特別涉及一種集成手勢識別與超聲波觸覺反饋的裝置及其方法和用途。

背景技術

虛擬現實技術是利用計算機仿真技術，在虛擬世界中進行真實世界物體的再現還原，并且通過設置一定的交互命令，使得用戶可以與虛擬世界中的物體進行感官上的交互，從而沉浸于虛擬世界中。由于VR技術本身高度的沉浸性仿真效果，以及在國防、醫學、教育、商業、制造業和娛樂游戲等領域的突出作用，虛擬現實技術被視為21世紀最有應用價值和市場前景的技術之一，而觸覺反饋一直被認為是實現虛擬現實完全沉浸的重要組成部分。

當前在虛擬現實環境里面缺乏觸覺的模擬以及輸入方式單一被認為是影響沉浸感的一個重要的問題。缺乏觸覺反饋會讓人無法感覺到真正手持虛擬物品。現有的機械式觸覺反饋方案無法做到全方位覆蓋，而且只能提供方向單一的力。

部分公司的虛擬現實、增強現實產品使用手柄控制器來進行輸入，這是在目前手勢識別方案還有欠缺情況下的權宜方案。但是VR手柄也有著明顯的缺陷：對于手部關節的精細動作無法還原；無法進行手部動作的精準定位；容易受周圍環境的影響而降低精度。

目前已經面世的骨架式帶壓力板的手套只能在各個手指關節之間放置一片壓力板，與真正的現實世界完全不同。只能小部分模擬壓力，無法保證逼真度，用戶體驗差。

手勢識別在虛擬現實和增強現實領域被部分公司采用。但是單純通過攝像頭識別手勢需要將手置于攝像頭的視野范圍且使用者的手需一直抬起，無法長時間使用。而且由于使用環境非常復雜，周圍的各種環境干擾也很大，會造成識別精度低，識別速度慢。

為了保證VR和AR交互控制的逼真度和沉浸度，需要進一步提高用戶之間的交互性以及用戶與識別設備之間的可交互性，因此，需要更加精確地識別手部運動及動作細節。現有技術通過在識別設備中加裝三維攝像模組來識別游戲過程中的用戶手部動作，但是經常遇到識別精度低，夜晚不能正常識別等問題。

發明內容

本發明的目的是至少解決上述缺陷與不足之一，該目的是通過以下技術方案實現的。

本發明提供了一種集成手勢識別與超聲波觸覺反饋的裝置，包括：手套本體以及鑲嵌在所述手套本體上的多個功能單元，所述功能單元用于對處于所述手套本體內的人手進行手勢數據采集并根據采集到的人手手勢數據對所述人手提供超聲波觸覺反饋。

進一步地，所述多個功能單元包括用于獲取人手手勢數據的攝像頭、為所述攝像頭提供光線的照明單元以及超聲波噴頭組件，其中，所述多個功能單元中的第一功能單元包括所述攝像頭、所述照明單元以及所述超聲波噴頭組件中的至少一種，所述多個功能單元中的第二功能單元包括所述攝像頭、所述照明單元以及所述超聲波噴頭組件中的至少另一種，所述多個功能單元中的第三功能單元包括所述攝像頭、所述照明單元以及所述超聲波噴頭組件中的至少其余一種。

進一步地，每個功能單元均包括用于獲取人手手勢數據的攝像頭、為所述攝像頭提供光線的照明單元以及超聲波噴頭組件。

進一步地，還包括計算模塊，所述計算模塊用于對采集到的手勢數據進行計算處理，進行手勢識別，并生成手勢反饋信息。

進一步地，還包括計算模塊，所述計算模塊用于對所述攝像頭采集到的手勢數據進行計算處理，進行手勢識別，并生成手勢反饋信息。

進一步地，還包括控制模塊以及通訊模塊，所述控制模塊用于接收所述手勢反饋信息并根據所述手勢反饋信息控制所述超聲波噴頭組件發出超聲波。

進一步地，所述超聲波噴頭組件包括至少一個超聲波噴頭。

進一步地，所述通訊模塊為USB模塊、藍牙模塊、GPRS/3G/4G/5G模塊、WiFi模塊、ZigBee模塊或特定協議的網絡通訊模塊中的一種或多種。

進一步地，所述集成手勢識別與超聲波觸覺反饋的裝置還包括內置的電池和/或能夠與外部電源以有線或無線的方式連接的電源接口。

進一步地，所述手套本體固定在手腕處或者所述手套本體不固定在手腕處。

進一步地，所述手套本體為方形體、圓形體或其他任意形狀。

進一步地，所述手套本體外部為柔性材質或剛性材質。

進一步地，所述手套本體內部表面覆有單色涂層或帶圖案的涂層。

進一步地，還包括終端設備，并且所述終端設備能夠接收所述攝像頭采集到的手勢數據，進行手勢識別，并生成手勢反饋信息。

本發明還提供了一種利用上述集成手勢識別與超聲波觸覺反饋的裝置進行超聲波手勢識別和觸覺反饋的方法，包括：