[發明專利]基于坐姿的VR全身動作控制方法、系統及計算機可讀介質

有效

• 申請號: 202011401579.4
• 申請日: 2020-12-04
• 公開（公告）號: CN112527109B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 葉玉寧
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01;G06F3/0346;A63F13/212
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

1.一種基于坐姿的VR全身動作控制方法，其特征在于，包括：

-根據上半身定位設備和定位點牽引法控制上半身位姿；

-根據下肢控制器的輸入信息控制下半身位姿；

-根據VR頭顯的旋轉信息和手部控制器上的按鍵控制人體中心的三自由度旋轉；

-通過下肢控制器操作控制人體中心的平移；

-通過角色實體的特定部位離地高度或碰撞信息決定是否開啟人體重力；

所述上半身位姿分為靈魂體和角色實體，靈魂體頭部和手部相對于人體中心系的位姿由相對應的傳感器數據決定；角色實體在沒有碰撞時能夠通過定位點牽引法與靈魂體重合，受到碰撞時遵守游戲里的物理定律且擁有向靈魂體運動的趨勢；

所述定位點牽引法是以角色實體中的定位點為向量起點，靈魂體中的定位點為向量終點，定義向量a；每一個物理幀賦給角色實體上的相應部位一個相對于人體中心的新速度v，v等于向量a乘以縮放系數k再除以物理幀刷新時間。

2.根據權利要求1所述的基于坐姿的VR全身動作控制方法，其特征在于，根據IK算法能夠確定角色實體上半身的位姿。

3.根據權利要求1所述的基于坐姿的VR全身動作控制方法，其特征在于，將靈魂體的頭部質心和手部質心作為定位點，并鎖定頭部和手部的旋轉自由度；角色實體對應頭部質心和手部質心也作為定位點。

4.根據權利要求1所述的基于坐姿的VR全身動作控制方法，其特征在于，下半身部位自帶有關節和剛體組件，下半身位姿會自動根據IK算法進行修正。

5.根據權利要求1所述的基于坐姿的VR全身動作控制方法，其特征在于，人體中心的旋轉是鎖死的，只由玩家自己控制，不受力矩影響；

根據相應部位質量，之前的速度和動量定理在下半身位施加反作用力。

6.根據權利要求1所述的基于坐姿的VR全身動作控制方法，其特征在于，默認著地狀態為false，以下軀干為原點向下發射射線獲取地面高度h，若左腳和右腳中較低的一個距離地面高度h小于預設值，則著地狀態為true；

或者在手部和腳部設置有觸發器，當觸發器接觸到帶有地面標簽的物體時著地狀態變為true。

7.一種基于坐姿的VR全身動作控制系統，其特征在于，包括：

模塊M1：根據上半身定位設備和定位點牽引法控制上半身位姿；

模塊M2：根據下肢控制器的輸入信息控制下半身位姿；

模塊M3：根據VR頭顯的旋轉信息和手部控制器上的按鍵控制人體中心的三自由度旋轉；

模塊M4：通過下肢控制器操作控制人體中心的平移；

模塊M5：通過角色實體的特定部位離地高度或碰撞信息決定是否開啟人體重力；

所述定位點牽引法是以角色實體中的定位點為向量起點，靈魂體中的定位點為向量終點，定義向量a；每一個物理幀賦給角色實體上的相應部位一個相對于人體中心的新速度v，v等于向量a乘以縮放系數k再除以物理幀刷新時間。

8.一種計算機可讀介質，其特征在于，其存儲有可由基于坐姿的VR全身動作控制系統執行的計算機程序，當所述計算機程序在基于坐姿的VR全身動作控制系統上運行時，使得所述基于坐姿的VR全身動作控制系統執行權利要求1-6中任一項所述的基于坐姿的VR全身動作控制方法的步驟。