[發明專利]虛擬現實環境的觸覺產生模擬方法

在審

• 申請號: 201910262629.6
• 申請日: 2019-04-02
• 公開（公告）號: CN109933207A
• 公開（公告）日: 2019-06-25
• 發明（設計）人: 黃立新
• 申請（專利權）人: 黃立新
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 劉冰

本發明提供虛擬現實環境的觸覺產生模擬方法，屬于虛擬現實技術領域。本發明根據虛擬場景中的虛擬物品設置對應的道具，利用輸送設備將用戶在虛擬場景中即將觸碰到的虛擬物體所對應的道具，輸送到相應位置，用戶觸碰到該道具，配合虛擬現實的圖形、聲音輸出，產生真實的觸感。本發明解決了現有虛擬現實技術的觸覺不真實的問題。本發明可用于虛擬現實環境的觸覺模擬。

技術領域

本發明涉及虛擬現實環境的觸覺產生模擬方法，屬于虛擬現實技術領域。

背景技術

虛擬現實技術是一種可以創建和體驗虛擬世界的計算機仿真系統，它利用計算機生成一種模擬環境，是一種多源信息融合的、交互式的三維動態視景和實體行為的系統仿真使用戶沉浸到該環境中。

目前市面上出現了越來越多的虛擬現實頭戴式顯示設備(簡稱VR頭顯)，虛擬現實技術通過眼鏡和耳機基本解決了視覺聽覺需求，但觸覺還沒有很好的解決方案，目前的觸覺手套，只能模擬輕微壓力的觸覺刺激，且生硬不真實。如果觸覺不能很好解決，虛擬和現實就存在明顯的界限，虛擬現實給人的感覺就會大打折扣。

發明內容

本發明為解決現有虛擬現實技術的觸覺不真實的問題，提供了虛擬現實環境的觸覺產生模擬方法。

本發明所述虛擬現實環境的觸覺產生模擬方法，通過以下技術方案實現：根據虛擬場景中的虛擬物品設置對應的道具，利用輸送設備將用戶在虛擬場景中即將觸碰到的虛擬物體所對應的道具，輸送到相應位置，用戶觸碰到該道具，配合虛擬現實的圖形、聲音輸出，產生真實的觸感。

作為對上述技術方案的進一步闡述：

進一步的，用戶在虛擬場景中是否即將觸碰到虛擬物品，通過動作捕捉設備對用戶身體關節的轉動動作進行捕捉，結合用戶與虛擬場景中虛擬物品的位置關系進行判斷。

進一步的，所述用戶與虛擬場景中虛擬物品的位置關系，通過將虛擬場景與現實場景的方位進行同步，并結合角度、高度、距離來確定。

進一步的，所述根據虛擬場景中的虛擬物品設置對應的道具，利用輸送設備將用戶在虛擬場景中即將觸碰到的虛擬物體所對應的道具，輸送到相應位置，用戶觸碰到該道具，配合虛擬現實的圖形、聲音輸出，產生真實的觸感，具體通過以下步驟實現：

S1、動作捕捉設備實時捕捉用戶身體關節的轉動數據并傳送至虛擬現實系統的控制服務器；

S2、虛擬現實系統的控制服務器接收動作捕捉設備傳送的數據，并結合該用戶身體關節的轉動數據與虛擬場景中的虛擬物品位置，判斷用戶是否即將與虛擬物品發生觸碰；

S3、若判斷結果為即將發生觸碰，則虛擬現實系統的控制服務器向輸送設備發送指令將相應的道具輸送至虛擬場景中對應的位置；若判斷結果為不會發生觸碰，則虛擬現實系統的控制服務器向輸送設備發送指令將道具輸送至初始位置；

S4、輸送設備接收到控制服務器發送的指令后，結合該道具當前所處位置獲得道具的運動軌跡，并按照該運動軌跡將道具輸送至指定位置；

S5、用戶觸碰到該道具，配合虛擬現實高沉浸感的圖形、聲音輸出，產生真實的觸感。

進一步的，所述輸送設備呈圓環狀設置在用戶周圍，用戶身體位于該圓環的圓心處。

進一步的，所述輸送設備包括圓環導軌、滑座、滑座驅動組件以及若干輸送單元；

每一所述輸送單元上設置有一個載物臺，載物臺上設置有道具，所述輸送單元上設有平移組件和垂直移位組件；平移組件用于驅動載物臺在圓環與圓心之間的水平位移，垂直移位組件用于驅動載物臺的垂直位移；所述輸送單元底部固設在滑座上；所述滑座套設在所述圓環導軌上，該滑座能夠在滑座驅動組件的驅動下沿圓環導軌轉動，并帶動所述輸送單元同步轉動。

進一步的，所述滑座與導軌之間設置有滑輪。