CN107544669B - 伪力装置 - Google Patents

伪力装置 Download PDF

Info

Publication number
CN107544669B
CN107544669B CN201710475381.2A CN201710475381A CN107544669B CN 107544669 B CN107544669 B CN 107544669B CN 201710475381 A CN201710475381 A CN 201710475381A CN 107544669 B CN107544669 B CN 107544669B
Authority
CN
China
Prior art keywords
acceleration
force
user
control signal
actuator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201710475381.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107544669A (zh
Inventor
S.马蒂
D.迪森索
J.E.纳曼
M.斯帕索耶维奇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Harman International Industries Inc
Original Assignee
Harman International Industries Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Harman International Industries Inc filed Critical Harman International Industries Inc
Publication of CN107544669A publication Critical patent/CN107544669A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107544669B publication Critical patent/CN107544669B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D15/00—Control of mechanical force or stress; Control of mechanical pressure
    • G05D15/01—Control of mechanical force or stress; Control of mechanical pressure characterised by the use of electric means
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/011—Arrangements for interaction with the human body, e.g. for user immersion in virtual reality
    • G06F3/012—Head tracking input arrangements
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/016—Input arrangements with force or tactile feedback as computer generated output to the user
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H1/00—Apparatus for passive exercising; Vibrating apparatus; Chiropractic devices, e.g. body impacting devices, external devices for briefly extending or aligning unbroken bones
    • A61H1/008—Apparatus for applying pressure or blows almost perpendicular to the body or limb axis, e.g. chiropractic devices for repositioning vertebrae, correcting deformation
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B15/00—Systems controlled by a computer
    • G05B15/02—Systems controlled by a computer electric
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/011—Arrangements for interaction with the human body, e.g. for user immersion in virtual reality
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B6/00—Tactile signalling systems, e.g. personal calling systems
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00—Magnets
    • H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/18—Circuit arrangements for obtaining desired operating characteristics, e.g. for slow operation, for sequential energisation of windings, for high-speed energisation of windings

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Pain & Pain Management (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Physical Education & Sports Medicine (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Rehabilitation Therapy (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • User Interface Of Digital Computer (AREA)
  • Navigation (AREA)

Abstract

本发明提供一种用于对用户施加力的系统。所述系统包括用户安装的装置，所述用户安装的装置具有沿着一个或多个轨道安置的一个或多个质量块。所述系统还包括处理器，所述处理器被配置来产生第一致动器控制信号来配置第一致动器，以使所述一个或多个质量块中包括的第一质量块沿着所述一个或多个轨道中包括的第一轨道在第一方向上以第一加速度移动。所述处理器被进一步配置来产生第二致动器控制信号来配置所述第一致动器和第二致动器中的至少一个，以使所述第一质量块沿着所述第一轨道在所述第一方向上以第二加速度移动。所述第一加速度的量值高于阈值加速度，而所述第二加速度的量值低于所述阈值加速度。

Description

伪力装置
技术领域
各种实施方案大体涉及人机接口，并且更具体地说涉及一种伪力装置。
背景技术
许多电子装置的一个问题是依赖于传统的输出机制。具体而言，常规移动装置和可穿戴装置通常依赖于经由屏幕的视觉反馈和/或经由一个或多个扬声器的听觉反馈来向用户传递信息。例如，移动电话通常通过向用户显示图形地图且有时用听觉导航指令对图形地图进行补充来提供导航指令。
然而，尽管视觉和听觉反馈往往有效地向用户传递详细信息，但是在某些情况下，特定用户的视觉和/或听觉通道可能会变得信息饱和。在这类情况下，用户通常无法经由他或她的视觉和/或听觉通道来接收任何附加信息。例如，当用户经由电子邮件或文本消息进行通信时，或当用户参与面向语音的对话时，用户的视觉和/或听觉通道可能无法有效地接收和处理附加视觉和/或听觉信息，诸如上文描述的视觉和/或听觉导航指令。因此，当向用户呈现附加视觉和/或听觉信息时，所述信息可能会被用户忽略或者无法被用户准确地感知。
另外，在一些情况下，将用户淹没在附加视觉和/或听觉信息中可能会分散用户的注意力，从而造成潜在有危险的情况。例如，当用户正在驾驶车辆或步行导航时，要求用户向下看屏幕来查看导航指令需要用户将他/她的注意力从驾驶、步行、跑步等行为转移出去。这类转移降低了用户安全地避免周围环境中的障碍的能力，从而可能会危及用户和周围环境中的那些的安全。
如上所述，用于向用户提供信息的非视觉和非听觉技术将是有用的。
发明内容
本公开的实施方案阐述了一种用于对用户施加力的方法。所述方法包括产生第一致动器控制信号来配置第一致动器，以使第一质量块沿着第一轨道在第一方向上以第一加速度移动。所述方法还包括产生第二致动器控制信号来配置第一致动器和第二致动器中的至少一个，以使第一质量块沿着第一轨道在第一方向上以第二加速度移动。所述第一加速度的量值高于阈值加速度，而所述第二加速度的量值低于所述阈值加速度。
另外的实施方案尤其提供一种系统和一种非暂时计算机可读存储介质，它们被配置来实施上文阐述的技术。
本文描述的技术的至少一个优点是可以向用户提供非视觉和非听觉信息，从而防止用户的视觉和/或听觉通道被信息淹没。因此，用户可以经由本文描述的技术来接收指令、警报和通知，与此同时经由他或她的视觉和/或听觉通道来接收其他类型的信息，而不会造成潜在有危险的情况。
附图说明
藉由能够详细地理解上文阐述的一个或多个实施方案的所述特征，对上文简单概述的一个或多个实施方案的更具体的描述可以通过参考某些特定实施方案来进行，其中一些特定实施方案示出于附图中。然而，应注意到，附图仅示出典型的实施方案并且因此不应视为以任何方式限制其范围，因为各种实施方案的范围同样包含其他实施方案。
图1A-图1D示出根据各种实施方案的用于对用户施加力的力装置；
图2是根据各种实施方案的可以结合图1A-图1D的力装置实施的或联接至所述力装置的计算装置的方框图；
图3示出根据各种实施方案的用于使质量块不对称地加速来对用户施加伪力的技术；
图4A和图4B示出根据各种实施方案的用于对用户施加连续的力的力装置；
图5A-图5C示出根据各种实施方案的用于使力装置中包括的质量块不对称地加速来对用户施加连续的伪力的技术；
图6A-图6C示出根据各种实施方案的可以在力装置内实施的一系列轨道和质量块的不同配置；
图7A和图7B示出根据各种实施方案图6A-图6C的力装置可以如何安装在用户身上的不同位置处；
图8A-图8D示出根据各种实施方案的用于经由力装置而向用户提供导航指令的技术；并且
图9是根据各种实施方案的用于对用户施加力来向用户传达信息的方法步骤的流程图。
具体实施方式
在以下描述中，阐述了许多具体细节以提供对本公开的实施方案的更全面的理解。然而，对于本领域技术人员将明显的是，可以在没有这些具体细节中的一个或多个的情况下实践本公开的实施方案。
图1A-图1D示出了根据各种实施方案的用于对用户施加力的力装置100。力装置100可以包括但不限于：一个或多个质量块110、一个或多个轨道112、一个或多个力控制模块115以及头部支撑件120。力装置100例如但不限于通过使质量块110沿着轨道112以各种速度和加速度移动来对用户产生力。
在一些实施方案中，质量块110基于由力装置100接收和/或产生的力事件而对用户施加力。举例来说，但不带限制性，由力装置100接收的力事件可以指定有待经由质量块110而对用户施加的力的类型(例如，线性力、旋转力等)、即将施加力的方向、和/或有待施加的力的量值。此外，力事件可以指定开始和/或结束力的施加的时间、即将施加力的持续时间、和/或力装置100在开始和/或结束力的施加时所处的位置和/或取向。
一般而言，力事件意在向用户传达各种类型的信息。举例来说，但不带限制性，可以产生力事件来向用户传达导航指令，向用户提供与周围环境中的对象相关联的信息，并且向用户提供警报信息，诸如当某人试图接触用户时或当用户潜在有危险时。另外，在一些实施方案中，可以产生力事件来向用户传达其他类型的信息，诸如潜意识感知的反馈(例如，导致用户界面仅需要用户部分注意力)，意在指示用户矫正他或她的平衡或姿势(经由用户的前庭感觉)的信息，以及意在消除各种类型的无意识的用户移动(例如，刻板症)的信息。
力控制模块115被配置来接收传感器数据，移动质量块110并且协调力装置100的整体操作。一般而言，力控制模块115操作联接至质量块110和/或轨道112的致动器114，以使质量块110相对于力装置100不对称地加速。使质量块110相对于力装置100以各种速率加速会对用户的头部和/或身体产生力。举例来说，但不带限制性，如图1D所示，力装置100可以通过使质量块110-3沿着轨道112在第一方向150上以一个加速度从起始位置(例如，力装置100的前部134处)快速移动而对用户产生伪力152，所述加速度的量值高于用户可感知的最小加速度。然后，在到达轨道112的结束位置(例如，力装置100的后部136处)之前，力装置100可以使质量块110的加速度减小至第二加速度(例如，负加速度)，所述第二加速度的量值低于用户可感知的最小加速度。在这种实施方案中，用户将感知到与使质量块110从起始位置加速相关联的力，但是用户不会感知到与质量块到达结束位置之前使质量块110减速相关联的力。因此，通过利用不对称的加速度，可以由力装置100产生伪力来向用户传递非视觉、非听觉输出。
对用户施加伪力(又称为“假想力”)可以用于各种目的。在一些实施方案中，对用户施加力来指示用户应看向特定方向或在所述特定方向上移动，或者将用户的注意力吸引到环境中的特定对象或位置。在其他实施方案中，力装置100可以对用户施加伪力，以警告用户危险情况，诸如当车辆正以高速率从某一方向接近用户时。此外，可以通过以不对称方式反复地使一个或多个质量块110加速来对用户施加一系列伪力，(例如但不限于)以指示用户已经拐错了弯或处于危险情况。
在又另一个非限制性实例中，可以对用户施加伪力来模拟特定动作或体验，诸如当用户正与虚拟现实装置交互时。仍然在另一个非限制性实例中，可以使用伪力或伪力模式来向用户提供通知，诸如用户正接听电话呼入的通知。另外，可以使用轻拍力模式来提供更微妙的通知-类似于拍打肩部-诸如当用户正通过耳机收听音乐时，并且一个或多个传感器确定某人正试图对用户说话或引起用户注意。因此，力装置100使得能够为用户产生替代形式的反馈、方向信息和通知。
在各种实施方案中，可以由力装置100产生前向力，以便于指示用户在前向方向上移动，将用户的兴趣引向位于用户前方的对象，和/或模拟将向前推动或拉动用户的头部的动作或体验。举例来说，但不带限制性，力装置100可以通过以下方式来在前向方向上产生伪力：使质量块110-1和质量块110-3以高于用户可感知的最小加速度的加速度快速移向力装置100的后部136，并且之后在到达力装置100的后部136之前使质量块110-1、110-3缓慢地减速，以便于避免在相反方向上产生类似量值的力。此外，还可以通过以下方式来增大前向力的量值：使质量块110-2朝向力装置100的前部134移动，和/或增大质量块110中的一个或多个的初始加速度的量值。在一些实施方案中，前向力的量值可以指示用户应在前向方向上移动的距离，位于用户前方的对象的重要性，或者动作或体验诸如重力或另一种类型的加速度将推动或拉动用户的头部的程度。
另外，力装置100可以通过以下方式来在后向方向上产生伪力：使质量块110-1和质量块110-3(以及任选地质量块110-2)以高于用户可感知的最小加速度的加速度快速移向力装置100的前部134，并且之后在到达力装置100的前部134之前使质量块110-1、110-3缓慢地减速。在各种实施方案中，可以由力装置100产生后向力，以便于指示用户后退，指示用户拐180°，将用户的兴趣引向位于用户后方的对象，和/或模拟将向后推动或拉动用户的头部的动作或体验。另外，后向力的量值可以指示用户应在向后方向上移动(例如，通过拐180°并向前步行)的距离，位于用户后方的对象的重要性，或者动作或体验将向后推动或拉动用户的头部的程度。在一些实施方案中，前向力或后向力的量值可以是基于用户矫正他或她的姿势所需的运动的幅度，诸如用户应移动他或她的肩部和/或向后移动来使用户的脊柱适当地对准的距离。
另外，力装置100可以通过以下方式来在顺时针方向上产生旋转伪力：以均高于用户可感知的最小加速度的加速度使质量块110-1朝向力装置100的前部134移动并且使质量块110-3朝向力装置100的后部136移动。力装置100之后分别使质量块110-1、110-3在到达力装置100的前部134和后部136之前缓慢地减速，以便于避免在相反方向上产生类似量值的力。在各种实施方案中，可以由力装置100产生顺时针和逆时针旋转力，以便于指示用户向左或向右导航，将用户的兴趣引向位于用户的左侧或右侧的对象，和/或模拟将使用户的头部旋转到左侧或右侧的动作或体验。在一些实施方案中，旋转力的量值可以指示用户应向左或向右转动多少度，位于用户的左侧或右侧的对象的重要性，或者动作或体验将会使用户的头部向左或向右旋转的程度。
在一些实施方案中，力装置100可以施加具有意在影响用户的头部的量值的伪力或者具有意在影响用户的总体平衡的更大的量值的伪力，从而使用户的身体在特定方向上移动。举例来说，但不带限制性，相对较小的力仅影响用户的头部，而较大的力可能会影响用户的整个身体。在第一技术中，用户可以在其头部处感知到微小的力，并且将所述力解释为将其注意力引向某一方向的提示。相比之下，在第二技术中，用户可以将施加到头部的力感知为是替代地施加到其整个身体(例如，归因于颈部或脊柱的侧向屈曲)，并且将所述力解释为在某一方向上步行或导航的指令。
一旦已经对用户施加力，力控制模块115就可以根据需要来监测传感器和质量块110的重新定位，以对用户施加附加的力。例如，在用特定质量块110对用户施加伪力之后，可以通过以低于用户可感知的最小加速度的加速度移动质量块110来使所述质量块沿轨道112返回至起始位置。然后，一旦完成力的施加(例如，一旦用户已经到达所需的位置和/或取向)，力控制模块115就可以将质量块110返回至中性位置。
虽然图1A-图1D、图2、图4A、图4B、图6A-图6C、图7A和图7B所示的质量块110是固体重量，但是在其他实施方案中，力装置100可以包括任何其他技术上可行类型的质量块，其能够加速来对用户施加力。另外，虽然本文描述的质量块110被示出为经由轨道112而移动至力装置100上的特定位置，但是在其他实施方案中，质量块110可以经由其他技术而移动至力装置100上的其他位置。另外，在一些实施方案中，数目更大(例如，4个或更多个)或者更小(例如，1个或2个)质量块110可以在一个或多个不同位置处联接至力装置100，并且选择性地移动来对用户施加各种类型的单一或累积的力。以下结合图4A-图9描述了质量块110的替代类型、质量块110在力装置100上的替代放置以及用于使质量块110加速来对用户施加伪力的替代技术的实例。
在各种实施方案中，力装置100包括一个或多个传感器，所述一个或多个传感器跟踪力装置100的位置和/或取向，和/或跟踪周围环境的各个方面。传感器可以包括但不限于全球导航卫星系统(GNSS)装置、磁力计、惯性传感器、陀螺仪、加速度计、可见光传感器、热成像传感器、基于激光的装置、超声波传感器、红外传感器、雷达传感器和/或深度传感器，诸如飞行时间传感器、结构光传感器等。这些传感器可以使得力装置100的位置能够以绝对坐标(例如，GPS坐标)和/或相对于周围环境中的对象跟踪。
在一些实施方案中，传感器安置在力控制模块115中。然后可以使用由传感器获取的数据来在力装置100内产生力事件，或者可以将传感器数据传输至单独的装置以供分析。在相同或其他实施方案中，传感器中的一个或多个可以安置在辅助装置诸如智能手机、移动计算机、可穿戴装置等内。
另外，在各种实施方案中，力装置100包括一个或多个致动器114，所述一个或多个致动器114使与力装置100相关联的质量块110重新定位。致动器114可以包括但不限于：电动机、压电电机、磁致动器、弹簧、液压致动器、气动致动器、泵等。举例来说，但不带限制性，参考图1A-图1D，致动器114可以包括联接至轨道112并且沿着轨道112的长度和/或宽度移动来使质量块110重新定位的电动机。在其他实施方案中，一个或多个弹簧可以沿着轨道112中的一个或多个安置和/或联接至质量块110中的一个或多个，以便于使质量块110加速和/或减速，从而使得质量块110能够更有效地在起始位置与结束位置之间行进。举例来说，但不带限制性，第一弹簧可以定位在每个轨道112的起始位置附近，以便于使质量块110加速，和/或第二弹簧可以定位在每个轨道112的结束位置附近，以便于使质量块110减速和/或使质量块110返回至起始位置。另外，在一些实施方案中，一个或多个磁体(例如，电磁体或永磁体)可以安置在起始位置、结束位置或者介于起始位置与结束位置之间的任何位置处，以便于使质量块110朝向结束位置加速，使质量块110减速，和/或使质量块110返回至起始位置。一般而言，致动器114使得质量块110能够不对称地加速，以便于对用户施加伪力。
在一些实施方案中，力控制模块115被配置来从其他装置(例如，智能手机或移动计算机)接收力事件。此外，在一些实施方案中，力控制模块115接收经由一个或多个传感器(图1A-图1D中未示出)获取的传感器数据，基于传感器数据而产生力事件，并且产生控制信号来移动一个或多个质量块110以对用户施加力。举例来说，但不带限制性，当力控制模块115接收到力事件时，力控制模块115可以查询一个或多个传感器，并且在用户的当前取向和/或位置(例如，用户的头部的当前取向/位置)的情况下计算使质量块110中的一个或多个移动来施加由力事件指定的力时所处的必要的加速度和/或位置。力控制模块115之后(如果合适的话)通过激活对应的致动器114来移动质量块110，以沿着所述矢量对用户施加力。
图2是根据各种实施方案的可以结合图1A-图1D的力装置100实施的或联接至所述力装置100的计算装置200的方框图。如图所示，计算装置200包括但不限于：处理单元210、输入/输出(I/O)装置220和存储器装置230。存储器装置230包括被配置来与数据库234交互的力控制应用232。
处理单元210可以包括中央处理单元(CPU)、数字信号处理单元(DSP)等等。在各种实施方案中，处理单元210被配置来分析由一个或多个传感器获取的传感器数据，以确定力装置100的位置和/或取向，确定质量块110的位置和/或取向，和/或检测和/或识别周围环境中的对象。在一些实施方案中，处理单元210被进一步配置来确定力装置100相对于周围环境的位置和/或取向，和/或接收和/或产生基于力装置100的位置和/或取向和/或周围环境中的对象的力事件。举例来说，但不带限制性，处理单元210可以执行力控制应用232来分析传感器数据，确定力装置100具有特定的取向和位置，并且产生意在通过经由质量块110来对用户施加力而使用户修改取向和位置的力事件。处理单元210可以进一步产生控制信号(例如，经由力控制应用232)，所述控制信号使致动器114移动质量块110来对用户施加力，直到力装置100到达所需的取向和/或位置为止。
I/O装置220可以包括输入装置、输出装置以及能够接收输入和提供输出两者的装置。举例来说，但不带限制性，I/O装置220可以包括向力装置100中包括的传感器发送数据和/或从所述传感器接收数据的有线和/或无线通信装置。另外，I/O装置220可以包括(例如，经由网络，诸如局域网和/或互联网)接收使致动器114移动质量块110的力事件的一个或多个有线或无线通信装置。I/O装置220还可以包括致动器控制器，诸如线性致动器控制器。
存储器单元230可以包括存储器模块或存储器模块的集合。存储器单元230内的力控制应用232可以由处理单元210执行来实施计算装置200的整体功能，并且因此整体协调力装置100的操作。数据库234可以存储数字信号处理算法、导航数据、对象识别数据、力事件数据等等。
计算装置200作为整体可以是微处理器、专用集成电路(ASIC)、片上系统(SoC)、移动计算装置诸如平板计算机或手机、可穿戴装置诸如智能手表或头部安装式显示器、VR/AR装置诸如视频护目镜、媒体播放器等等。在一些实施方案中，计算装置200整合在与力装置100相关联的力控制模块115中。通常，计算装置200可以被配置来协调力装置100的整体操作。在其他实施方案中，计算装置200可以联接至力装置100但是与所述力装置100分开。在这类实施方案中，力装置100可以包括单独的处理器，所述单独的处理器从计算装置200接收数据(例如，力事件)，并且向所述计算装置200传输数据(例如，传感器数据)，所述计算装置200可以被包括在消费者电子装置，诸如智能手机、便携式媒体播放器、个人计算机、可穿戴装置等等中。然而，本文公开的实施方案涵盖被配置来实施力装置100的功能的任何技术上可行的系统。
图3示出根据各种实施方案的用于使质量块110不对称地加速来对用户施加伪力的技术。如上所述，使一个或多个质量块110相对于力装置100不对称地加速会对用户的头部和/或身体产生力。在各种实施方案中，质量块110的不对称的加速度可以包括初始加速度，所述初始加速度具有高于用户可感知的最小加速度的量值；以及后续加速度或减速度，所述后续加速度或减速度具有低于用户可感知的最小加速度或减速度的量值。
举例来说，但不带限制性，如图3所示，在第一时间段(t1)期间，力装置100可以使质量块110沿着轨道以高于用户可感知的最小加速度量值310的速率加速。因此，在t1期间，用户会在与使质量块110加速时所处方向相反的方向上感知到力。然后，在第二时间段(t2)期间，力装置100可以使质量块110以低于用户可感知的最小加速度或减速度量值310的速率减速。因此，在t2期间，用户不会感知到在质量块110移动的方向上施加的微小的力。
可替代地，质量块110可以以下加速度和减速度不对称地加速：初始加速度，所述初始加速度具有低于用户可感知的最小加速度量值310的量值；以及后续减速度，所述后续减速度具有高于用户可感知的最小加速度或减速度量值310的量值。仍然在其他实施方案中，当在轨道112的起始位置与轨道112的结束位置之间行进时，质量块110可以三个或更多个不同的速率加速。举例来说，但不带限制性，当在轨道112的起始位置与轨道112的结束位置之间行进时，质量块110可以在以下两者之间交替：高于最小加速度量值310的一个或多个加速度，以及低于最小加速度量值310的一个或多个加速度。另外，当将质量块110返回至轨道112的起始位置时，可以实施用于使质量块110不对称地加速的类似技术。此外，如以下结合图4A-图9进一步详细所描述，可以通过用多个质量块110顺序地产生伪力来对用户施加连续的力。
图4A和图4B示出根据各种实施方案的用于对用户施加连续的力的力装置100。如图所示，力装置100包括多个质量块110，所述多个质量块110沿着多个轨道112行进。在操作中，力装置100通过使质量块110在不同的相位偏移下沿着轨道112不对称地加速来对用户产生连续的力。更具体而言，如上所述，当给定质量块110在特定方向150上不对称地加速来对用户施加伪力152时，将存在质量块110的加速度的量值必须保持低于用户可感知的最小加速度量值310的时间段，以便于避免在与伪力152相反的方向上产生可感知的力。因此，在各种实施方案中，当给定质量块110(例如，质量块110-16)以低于用户可感知的最小加速度量值310的速率加速时，一个或多个其他质量块110(例如，质量块110-18和质量块110-19)可以高于用户可感知的最小加速度量值310的速率加速，以便于对用户施加伪力。当通过使多个质量块110在不同的相位偏移下不对称地加速来顺序地执行这项技术时，用户感知到了连续的伪力。以下结合图5A-图5C进一步详细描述一个这样的实施方案。
图5A示出根据各种实施方案的用于使包括在图4A的力装置100中的质量块110不对称地加速来对用户施加连续的伪力的技术。如图所示，可以顺序方式将不对称的加速度施加至安置在平行轨道112上的质量块110。举例来说，但不带限制性，每个质量块110可以在时间段t1期间以高于用户可感知的最小加速度量值310的速率加速，并且在时间段t2期间以低于用户可感知的最小加速度量值310的速率减速。
在各种实施方案中，与每个质量块110相关联的时间段t1和t2相对于与力装置100中包括的其他质量块110相关联的时间段t1和t2存在相位移位。举例来说，但不带限制性，如图5A所示，特定质量块110(例如，质量110-10)的时间段t1的结束可以与力装置100中包括的另一个质量块110(例如，质量块110-11)的时间段t1的开始基本上对准。另外，在一些实施方案中，为了确保力装置100的用户感知到连续的力，每个质量块110的时间段t1可以与一个或多个其他质量块110的时间段t1重叠。例如，如图4A和图5A所示，在时间t3，由于同质量块110-18相关联的时间段t1与同质量块110-19相关联的时间段t1之间存在轻微重叠，所以质量块110-18和质量块110-19都对用户施加力152。
图5B和图5C中示出用于使包括在其他类型的力装置100中的质量块110不对称地加速来对用户施加连续的伪力的附加技术。具体而言，图5B和图5C示出实施分别具有八个轨道112和四个轨道112的力装置的技术。如图所示，在各种实施方案中，质量块110可以以下加速度和减速度不对称地加速：初始加速度，所述初始加速度具有高于用户可感知的最小加速度或减速度量值310的量值；以及后续减速度，所述后续减速度具有也高于用户可感知的最小加速度或减速度量值310的量值。因此，在这类实施方案中，质量块110的加速度和减速度可以促成对用户施加的连续的伪力。
在一些实施方案中，为了在以顺序方式使质量块110不对称地加速时沿着基本上相同的轴线施加连续的伪力，可以同时使两个或更多个质量块110彼此同相地不对称地加速。举例来说，但不带限制性，参考图4A，为了沿着同质量块110-16相关联的轨道112与同质量块110-15相关联的轨道112之间限定的中心轴线420施加连续的伪力，两个质量块110(例如，质量块110-20和质量块110-10，质量块110-19和质量110-11，质量块110-18和质量块110-12等)可以同相地不对称地加速。因此，由于同时加速的两个质量块中的每一个距离中心轴线420的距离基本上相同，所以用户将在多对质量块110沿着轨道112顺序地加速时感知到由力装置100施加的类似的线性力(如果两个加速度的用户可感知部分处于相同方向)或扭转(旋转)力(如果两个加速度的用户可感知部分处于相反方向)。
为了清楚起见，图5A仅示出从起始位置410至结束位置412的不对称加速期间的质量块110的速度。在一些实施方案中，当将每个质量块110返回至起始位置410时，使质量块110以低于用户可感知的最小加速度量值310的速率同时进行加速和减速。在其他实施方案中，当使质量块110从结束位置412移回到起始位置410时，可以使质量块110中的一个或多个不对称地加速。举例来说，但不带限制性，在将质量块110返回至起始位置410时，可以使每个质量块110以低于用户可感知的最小加速度量值310的速率从结束位置412加速，并且之后以高于用户可感知的最小加速度量值310的速率减速，以便于对用户施加附加的伪力152。
图6A-图6C示出根据各种实施方案的可以在力装置100内实施的一系列轨道112和质量块110的不同配置。如图6A所示，一个或多个质量块110可以安置在平行轨道112上，以便于沿着特定轴线产生单一的、周期性的和/或连续的伪力。举例来说，但不带限制性，与图6A所示的力装置100相关联的质量块110中的一个或多个可以顺序方式不对称地加速来对用户施加连续的伪力。
可替代地，质量块110行进所沿的轨道112中的一个或多个可以彼此岔开，使得力装置100能够产生离轴力。举例来说，但不带限制性，如图6B所示，力装置100可以包括第一组轨道112，所述第一组轨道112垂直于第二组轨道112，从而使得在由第一组轨道112和第二组轨道112限定的平面内的任何方向上能够产生离轴力(例如，单一的、周期性的和/或连续的力)。更具体而言，可以沿着第一轨道112产生伪力，与此同时沿着第二垂直轨道112产生伪力，使得力的方向和量值产生偏离第一轨道112和第二轨道112的净力。
在另一个非限制性实例中，力装置100可以包括第一组轨道112、第二组轨道112和第三组轨道112，其中每组轨道112垂直于另外两组轨道112。在这类实施方案中，可以在六个自由度(DoF)下产生离轴力：三个平移自由度和三个旋转自由度。更具体而言，可以同时沿着三个不同的轨道112产生伪力，其中每个轨道112垂直于另外两个轨道112，使得力的方向和量值产生偏离第一轨道112、第二轨道112和第三轨道112的净力。因此，在这类实施方案中，可以在任何方向上产生离轴力(例如，单一的、周期性的和/或连续的力)，而不管力装置100的取向如何。
这类离轴力可以由力装置100产生，以便于指示用户在更具体的方向(例如，东南(SE)方向、西北偏北(NNW)方向等)上导航，将用户的兴趣引向位于相对于用户的特定方向的对象，矫正朝向特定方向倾斜的用户的姿势，和/或模拟将在特定方向上推动或拉动用户的身体部分的动作或体验。
图7A和图7B示出根据各种实施方案图6A-图6C的力装置100可以如何安装在用户身上的不同位置处。虽然本文结合头部安装式力装置100(例如，图1A-图1C和图4A所示的头部安装式力装置100)描述了力装置100的各个方面，但是本文提供的描述和技术同样适用于定位在用户身上其他位置处的其他类型的力装置100。举例来说，但不带限制性，如图7A所示，本文描述的任何类型的力装置100(例如，具有一个DoF、两个DoF或三个DoF等的力装置100)可以是对用户的上部躯干施加力的肩部安装式装置。更具体而言，一个或多个力装置100可以联接至用户的一个或两个肩部，从而使得能够对用户的肩部施加单一的、周期性的和/或连续的伪力(例如，线性力，旋转力等)。在其他实施方案中，一个或多个力装置100可以联接至用户的下半身(例如，腰部和/或腿部)，以便于对用户的下半身施加本文描述的任何伪力。
另外，如图7B所示，力装置100可以联接至另一种类型的装置，诸如一对耳机710。仍然在其他实施方案中，力装置100可以与服装、首饰、臂章、其他类型的可穿戴物、手持式装置、袖珍型装置等整合在一起，以便于对用户的手、手臂或其他身体部分施加力。举例来说，但不带限制性，力装置100可以与手表(例如，智能手表)和/或表带整合在一起，从而使得能够对用户的腕部施加伪力。在另一个非限制性实例中，力装置100可以与智能手机整合在一起，所述智能手机感测到用户正接近十字路口，并且作为响应，产生朝向智能手机的左侧或右侧的伪力，以指示用户在十字路口左转或右转。
此外，多个力装置100可以彼此结合操作来在多个方向上施加力，从而使得能够实现更宽范围的力方向。举例来说，但不带限制性，第一力装置100可以沿着x轴线对第一身体部分提供力，而第二力装置100沿着y轴线对第二身体部分施加力。另外，即使当沿着一个或多个相同的轴线实施时，也可以使用多个力装置100来指示指令、警报或通知的重要性。举例来说，但不带限制性，与肩垫整合在一起的力装置100可以对用户的肩部施加微小的力通知，与头部安装式装置整合在一起的力装置100可以对用户的头部施加更显著的力通知，并且当通知重要时，两个力装置100均可以施加力。
图8A-图8D示出根据各种实施方案的用于经由力装置100而向用户提供导航指令的技术。如上所述，力装置100可以包括一个或多个传感器，所述一个或多个传感器能够跟踪力装置100的位置和/或取向，和/或跟踪周围环境的各个方面。在一些实施方案中，传感器可以用于导航目的。举例来说，但不带限制性，步行或慢跑的用户可以在智能手机上执行导航应用，并且智能手机可以与力装置100配对。因此，代替用视觉和/或听觉导航指令打断用户，力装置100可以在用户需要拐入特定街道时施加伪力(例如，左线性/旋转力和右线性/旋转力)。
举例来说，但不带限制性，力装置100可以监测用户的位置，并且当用户需要右转时，力装置100可以如图8B所示产生右线性力来向右轻推用户的头部。另外，在用户正在拐弯时，如图8C所示，传感器可以检测用户的位置和取向的变化，使质量块110重新定位来施加方向适宜的力，并且之后使一个或多个质量块110不对称地加速来继续在正确的方向上引导用户。然后，在拐入正确的街道之后，如图8D所示，力装置100可以停止对质量块110加速，并且任选地将质量块110返回至中性位置。此外，当用户到达他或她的目的地时，力装置100可以产生特定的力模式来指示用户已经到达他或她的目的地。
在一些实施方案中，诸如上文描述的那些的各种类型的力装置100可以与安全装置整合在一起，诸如识别周围环境中的潜在危险并发出警报来警告用户潜在危险的系统。在这类实施方案中，力装置100可以经由传感器来分析用户的周围环境并且检测潜在的危险。然后，当力装置100检测到危险状况时，力装置100可以施加力来使用户将他或她的头部转向危险状况，诸如脱离车道的汽车。
在另一个非限制性实例中，力装置100可以与以下各项整合在一起：头部安装式环绕(例如，半球形)成像器，所述头部安装式环绕成像器捕获用户周围的360°全景图；或捕获与用户周围的环境相关联的信息的任何其他传感器。举例来说，但不带限制性，成像器或传感器可以识别位于用户后方的树上的鸟。力装置100之后可以对用户施加力(例如，经由具有三个线性DoF的力装置100施加朝向右上方的力)来指示用户-资深鸟类爱好者-应将他或她的视线移到右上方。
在又另一个非限制性实例中，力装置100可以与增强现实(AR)头部安装式装置(HMD)整合在一起。当用户走在街道上并且操作力装置100时，HMD可以显示与周围环境中的对象相关联的各种AR信息。然后，当与AR信息相关联的对象离开用户的视野时，力装置100可以施加力来将用户的注意力引向所述对象。举例来说，但不带限制性，力装置100可以包括GNSS传感器，所述GNSS传感器确定用户正在经过三楼上的公寓比较醒目的公寓楼。作为响应，力装置100可以施加力来指示用户将他或她的视线引向所述公寓，使得与公寓相关联的AR信息可以被提供给用户。
在又另一个非限制性实例中，力装置100可以包括陀螺传感器、加速度计和/或成像器，以检测用户何时绊倒或失去他或她的平衡。在这种情况下，力装置100可以向用户的头部或身体施加一个或多个力，以尝试阻止用户跌落和/或矫正用户的平衡。举例来说，但不带限制性，力装置100中包括的一个或多个传感器可以检测到用户的姿势在阈值范围(例如，角度范围)之外。作为响应，力装置100可以施加一个或多个力来影响用户的姿势，直到姿势回到阈值范围内为止。另外，当力装置100经由一个或多个传感器检测到用户即将撞上对象，诸如灯杆或消防栓时，可以对用户的头部或身体施加力。
在一些实施方案中，力装置100可以针对由用户进行的通常被称为刻板症的无意识的身体运动提供警报。刻板症可以包括重复运动、姿势或话语，诸如身体摇晃、自我爱抚、双腿交叠/不交叠以及原地走动。因此，可以实施陀螺传感器、加速度计、成像器等来检测这类运动并且施加力来使用户注意到所述运动。另外，力装置100可以施加力来对用户想要抵消的用户的头部或身体的轻微运动进行补偿。在这类实施方案中，力装置100可以识别无意识的身体运动模式并且产生具有基本上相同的量值但是相位/方向相反的力模式，以便于抵消不想要的身体运动模式。
图9是根据各种实施方案的用于对用户施加力来向用户传达信息的方法步骤的流程图。尽管结合图1A-图8D的系统描述了方法步骤，但是本领域技术人员将理解，被配置来以任何次序执行方法步骤的任何系统都落在各种实施方案的范围内。
如图所示，方法900开始于步骤910，其中力控制应用232接收或产生力事件并且处理力事件来确定力方向，诸如线性力或旋转力，和/或力量值。如上所述，可以产生各种类型和量值的力，以便于向用户提供指令、警报、通知等。在一些实施方案中，由力事件指示的力方向可以包括相对于用户的方向，或者力方向可以包括绝对方向(例如，基于地理基本方向)。
在步骤920处，力控制应用232分析传感器数据来确定力装置100的取向和/或位置(例如，相对坐标或绝对坐标)。在各种实施方案中，力装置100的取向和/或位置可以指示质量块110应如何定位和/或质量块110应在哪些方向上加速和加速多少距离，以便于产生具有由力事件指定的方向和/或量值的力。举例来说，但不带限制性，在步骤920处，力控制应用232可以确定起始位置和结束位置，在所述两个位置之间，一个或多个质量块110中的每一个应不对称地加速和减速。另外，当力装置100包括多个质量块110时，力装置100的取向和/或位置可以指示哪些质量块110应被选择和加速来产生具有由力事件指定的方向和/或量值的力(例如，连续的力)。因此，在步骤930处，力控制应用232任选地基于由力事件指示的力方向、由力事件指示的力量值、力装置100的取向和/或力装置100的位置而选择一个或多个质量块110和/或对其进行重新定位。
接着，在步骤940处，力控制应用232确定目标取向或位置是否是由力事件指定。在一些实施方案中，目标取向可以包括与用户的姿势、头部取向、身体取向等相关联的阈值范围(例如，角度范围或距离范围)。另外，在一些实施方案中，目标位置可以包括GPS坐标。如果目标取向或目标位置不是由力事件指定的，那么方法900进行到步骤945，其中力控制应用232产生一个或多个致动器控制信号来让致动器114使一个或多个质量块110不对称地加速，从而根据力事件而对用户施加单一的、周期性的和/或连续的伪力。方法900之后返回至步骤910，其中力控制应用232等待来接收或产生附加的力事件。
然而，如果在步骤940处，目标取向或目标位置是由力事件指定的，那么方法900进行到步骤950，其中力控制应用232产生一个或多个致动器控制信号来让致动器114使一个或多个质量块110加速，从而根据力事件对用户施加单一的、周期性的和/或连续的伪力。然后，在步骤960处，力控制应用232分析传感器数据来检测力装置100的取向和/或位置。在步骤970处，力控制应用232通过确定力装置100是否处于目标取向和/或目标位置来确定用户是否已经遵从伪力和/或对所述伪力作出适当的响应。
如果在步骤970处，力控制应用232确定力装置100不处于目标取向和/或不处于目标位置，那么方法900进行到步骤980，其中力控制应用232再次任选地基于由力事件指示的力方向、由力事件指示的力量值、力装置100的取向和/或力装置100的位置而选择一个或多个质量块110和/或对其进行重新定位。方法900之后返回至步骤950，其中力控制应用232产生一个或多个致动器控制信号来让致动器114使质量块110不对称地加速，以对用户施加一个或多个附加的力。
然而，如果在步骤970处，力控制应用232确定力装置100处于目标取向和/或目标位置，那么方法900返回至步骤910，其中力控制应用232等待来接收或产生附加的力事件。
总之，力控制应用接收或产生指示力方向和/或力量值的力事件。力控制应用之后基于传感器数据而确定力装置的取向和/或位置。力控制进一步基于力事件以及力装置的取向和/或位置而确定有待对用户施加的力。接着，力控制应用产生一个或多个致动器控制信号来任选地使一个或多个质量块110重新定位并且使质量块110不对称地加速，以便于对用户施加一个或多个伪力。
本文描述的技术的至少一个优点是可以向用户提供非视觉和非听觉信息，从而防止用户的视觉和/或听觉通道被信息淹没。因此，用户可以经由本文描述的技术来接收指令、警报和通知，与此同时经由他或她的视觉和/或听觉通道来接收其他类型的信息，而不会造成潜在有危险的情况。此外，通过借助于使不同的质量块不对称地加速来使相位偏移，可以连续的方式对用户施加伪力。
已经出于说明的目的提供了对各个实施方案的描述，但是所述描述并不意在是详尽的或限于所公开的实施方案。在不脱离所描述的实施方案的范围和精神的情况下，许多修改和变化对于本领域普通技术人员而言将是明显的。
本实施方案的各方面可以体现为系统、方法或计算机程序产品。因此，本公开的各方面可以采用纯硬件实施方案、纯软件实施方案(包括固件、常驻软件、微代码等)或结合了在本文中通常可以全部称为“电路”、“模块”或“系统”的软件和硬件方面的实施方案的形式。另外，本公开的各方面可以采用计算机程序产品的形式，所述计算机程序产品体现于上面体现了计算机可读程序代码的一个或多个计算机可读介质。
可以利用一个或多个计算机可读介质的任何组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或计算机可读存储介质。计算机可读存储介质可以是例如但不限于：电子、磁、光、电磁、红外或半导体系统、设备或装置，或者以上各项的任何合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的实例(非穷尽列表)将包括以下各项：具有一条或多条导线的电子连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便携式压缩盘只读存储器(CD-ROM)、光存储装置、磁存储装置或以上各项的任何合适的组合。在本文件的上下文中，计算机可读存储介质可以是可以含有或存储供指令执行系统、设备或装置使用或与之结合使用的程序的任何有形介质。
以上参考根据本公开的实施方案的方法、设备(系统)和计算机程序产品的流程图图示和/或方框图来描述本公开的各方面。将理解，流程图图示和/或方框图的每个方框以及流程图图示和/或方框图中的方框的组合可以通过计算机程序指令来实施。这些计算机程序指令可以被提供给通用计算机、特殊用途计算机或用来生产机器的其他可编程数据处理设备的处理器，使得经由计算机或其他可编程数据处理设备的处理器而执行的指令使得能够实施一个或多个流程图和/或方框图方框中指定的功能/动作。这类处理器可以为但不限于通用处理器、特定用途处理器、专用处理器或者现场可编程处理器或门阵列。
附图中的流程图和方框图示出根据本公开的各种实施方案的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的架构、功能性和操作。在此方面，流程图或方框图中的每个方框可以表示代码模块、代码段或代码部分，它们包括用于实施指定逻辑功能的一个或多个可执行指令。还应注意到，在一些替代实现中，方框中提到的功能可以不按附图中提到的次序出现。例如，连续显示的两个方框实际上可以基本上同时执行，或者所述方框有时可以按相反的次序执行，这取决于所涉及的功能性。还将注意到，方框图和/或流程图图示的每个方框以及方框图和/或流程图图示中的方框的组合可以通过执行指定功能或动作的、基于特殊用途硬件的系统或者特殊用途硬件和计算机指令的组合来实施。
虽然前文是针对本公开的实施方案，但是在不脱离其基本范围的情况下可以想出本公开的其他和另外的实施方案，并且本公开的范围由以下权利要求书确定。

Claims (20)

1.一种用于对用户施加力的系统，所述系统包括：
用户安装的装置，所述用户安装的装置包括沿着一个或多个轨道安置的一个或多个质量块；以及
处理器，所述处理器被配置来：
产生第一致动器控制信号来配置第一致动器，以使所述一个或多个质量块中包括的第一质量块沿着所述一个或多个轨道中包括的第一轨道在第一方向上以第一加速度移动，以及
产生第二致动器控制信号来配置所述第一致动器和第二致动器中的至少一个，以使所述第一质量块沿着所述第一轨道在所述第一方向上以第二加速度移动，
产生第三致动器控制信号来配置第三致动器，以使所述一个或多个质量块中包括的第二质量块沿着所述一个或多个轨道中包括的第二轨道在所述第一方向上以第三加速度移动，
其中所述第一加速度的量值高于阈值加速度，而所述第二加速度的量值低于所述阈值加速度，并且所述第三致动器控制信号的至少一部分与所述第二致动器控制信号的至少一部分重叠。
2.如权利要求1所述的系统，其中所述处理器被进一步配置来：
产生第四致动器控制信号来配置所述第三致动器和第四致动器中的至少一个，以使所述第二质量块沿着所述第二轨道在所述第一方向上以第四加速度移动，
其中所述第三加速度的量值高于所述阈值加速度，所述第四加速度的量值低于所述阈值加速度。
3.如权利要求2所述的系统，其中所述处理器被进一步配置来：
产生第五致动器控制信号来配置第五致动器，以使所述第一质量块沿着所述第一轨道在第二方向上以第五加速度移动，其中所述第五加速度低于所述阈值加速度，以及
产生第六致动器控制信号来配置所述第五致动器和第六致动器中的至少一个，以使第三质量块沿着所述一个或多个轨道中包括的第三轨道在所述第一方向上以第六加速度移动，
其中所述第六加速度的量值高于所述阈值加速度，并且所述第五致动器控制信号的至少一部分与所述第六致动器控制信号的至少一部分重叠。
4.如权利要求2所述的系统，其中所述处理器被进一步配置来：
产生第五致动器控制信号来配置第五致动器，以使所述一个或多个质量块中包括的第三质量块沿着所述一个或多个轨道中包括的第三轨道在第二方向上以第五加速度移动，其中所述第三轨道基本上垂直于所述第一轨道和所述第二轨道，以及
产生第六致动器控制信号来配置所述第五致动器和第六致动器中的至少一个，以使所述第三质量块沿着所述第三轨道在所述第二方向上以第六加速度移动，其中所述第五加速度的量值高于所述阈值加速度，所述第六加速度的量值低于所述阈值加速度，并且所述第五致动器控制信号的至少一部分与所述第一致动器控制信号的至少一部分重叠。
5.如权利要求4所述的系统，其还包括一个或多个传感器，所述一个或多个传感器被配置来获取传感器数据，其中所述处理器被进一步配置来：
基于所述传感器数据而确定与所述用户安装的装置相关联的取向和位置中的至少一个；以及
基于所述取向和所述位置中的至少一个而计算经由所述一个或多个质量块对所述用户施加的力方向，
其中所述第一致动器控制信号和所述第五致动器控制信号是基于所述力方向而产生的。
6.如权利要求1所述的系统，其中所述阈值加速度对应于所述用户可感知的最小加速度。
7.如权利要求1所述的系统，其还包括一个或多个传感器，所述一个或多个传感器被配置来获取传感器数据，并且所述处理器被进一步配置来：
基于所述传感器数据而确定与所述用户安装的装置相关联的取向和位置中的至少一个；以及
基于所述取向和所述位置中的至少一个而计算经由所述一个或多个质量块对所述用户施加的力，
其中所述第一致动器控制信号是基于所述力产生的。
8.如权利要求7所述的系统，其中所述一个或多个传感器包括以下至少一项：全球导航卫星系统(GNSS)接收机、磁力计、加速度计以及光传感器。
9.如权利要求7所述的系统，其中所述用户安装的装置包括头部安装式装置，并且与所述用户安装的装置相关联的所述取向和所述位置分别包括头部取向和头部位置。
10.如权利要求7所述的系统，其中所述处理器被进一步配置来接收与导航指令相关联的力事件，并且其中要对所述用户施加的所述力进一步基于与所述力事件相关联的力方向。
11.如权利要求7所述的系统，其中所述处理器被进一步配置来基于所述力、所述取向和所述位置中的至少一个而计算所述第一质量块沿着所述第一轨道的起始位置和所述第一质量块沿着所述第一轨道的结束位置。
12.如权利要求1所述的系统，其中所述第一致动器和所述第二致动器中的至少一个包括以下至少一项：接近于所述第一轨道的第一端的第一弹簧；以及接近于所述第一轨道的第二端的第二弹簧。
13.如权利要求1所述的系统，其中所述第一致动器和所述第二致动器中的至少一个包括沿着所述第一轨道安置的一个或多个磁体。
14.如权利要求1所述的系统，其中所述用户安装的装置包括以下至少一项：肩部安装式装置、臂安装式装置、手安装式装置以及腿安装式装置。
15.一种非暂时计算机可读存储介质，所述非暂时计算机可读存储介质包括指令，所述指令在由处理器执行时配置所述处理器来通过执行以下步骤而对用户施加力：
产生第一致动器控制信号来配置第一致动器，以使第一质量块沿着第一轨道在第一方向上以第一加速度移动；以及
产生第二致动器控制信号来配置所述第一致动器和第二致动器中的至少一个，以使所述第一质量块沿着所述第一轨道在所述第一方向上以第二加速度移动，
产生第三致动器控制信号来配置第三致动器，以使第二质量块沿着第二轨道在所述第一方向上以第三加速度移动，
其中所述第一加速度的量值高于阈值加速度，所述第二加速度的量值低于所述阈值加速度，并且所述阈值加速度对应于所述用户可感知的最小加速度，并且所述第三致动器控制信号的至少一部分与所述第二致动器控制信号的至少一部分重叠。
16.如权利要求15所述的非暂时计算机可读存储介质，其还包括：
产生第四致动器控制信号来配置所述第三致动器和第四致动器中的至少一个，以使所述第二质量块沿着所述第二轨道在所述第一方向上以第四加速度移动；
其中所述第三加速度的量值高于所述阈值加速度，所述第四加速度的量值低于所述阈值加速度。
17.如权利要求16所述的非暂时计算机可读存储介质，其还包括：
产生第五致动器控制信号来配置第五致动器，以使所述第一质量块沿着所述第一轨道在第二方向上以第五加速度移动，其中所述第五加速度低于所述阈值加速度；以及
产生第六致动器控制信号来配置所述第五致动器和第六致动器中的至少一个，以使第三质量块沿着所述一个或多个轨道中包括的第三轨道在所述第一方向上以第六加速度移动；
其中所述第六加速度的量值高于所述阈值加速度，并且所述第五致动器控制信号的至少一部分与所述第六致动器控制信号的至少一部分重叠。
18.如权利要求15所述的非暂时计算机可读存储介质，其还包括：
经由以下至少一项来获取传感器数据：全球导航卫星系统(GNSS)接收机、磁力计、加速度计以及光传感器；
基于所述传感器数据而确定与所述系统相关联的取向和位置中的至少一个；以及
基于所述取向和所述位置中的至少一个而计算经由所述一个或多个质量块对所述用户施加的力，
其中所述第一致动器控制信号是基于所述力产生的。
19.如权利要求15所述的非暂时计算机可读存储介质，其中所述第一致动器和所述第二致动器中的至少一个包括沿着所述第一轨道安置的一个或多个磁体，并且所述第一致动器控制信号和所述第二致动器控制信号中的至少一个包括电磁信号。
20.一种用于对用户施加力的方法，所述方法包括：
产生第一致动器控制信号来配置第一致动器，以使第一质量块沿着第一轨道在第一方向上以第一加速度移动；
产生第二致动器控制信号来配置所述第一致动器和第二致动器中的至少一个，以使所述第一质量块沿着所述第一轨道在所述第一方向上以第二加速度移动；
产生第三致动器控制信号来配置第三致动器，以使第二质量块沿着第二轨道在所述第一方向上以第三加速度移动；以及
产生第四致动器控制信号来配置所述第三致动器和第四致动器中的至少一个，以使所述第二质量块沿着所述第二轨道在所述第一方向上以第四加速度移动，
其中所述第一加速度的量值高于阈值加速度，所述第二加速度的量值低于所述阈值加速度，所述第三加速度的量值高于所述阈值加速度，所述第四加速度的量值低于所述阈值加速度，并且所述第三致动器控制信号的至少一部分与所述第二致动器控制信号的至少一部分重叠。
CN201710475381.2A 2016-06-23 2017-06-21 伪力装置 Active CN107544669B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/191,271 US10296018B2 (en) 2016-06-23 2016-06-23 Pseudo force device
US15/191,271 2016-06-23

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107544669A CN107544669A (zh) 2018-01-05
CN107544669B true CN107544669B (zh) 2020-07-21

Family

ID=59014431

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710475381.2A Active CN107544669B (zh) 2016-06-23 2017-06-21 伪力装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10296018B2 (zh)
EP (1) EP3260952B1 (zh)
JP (2) JP7241458B2 (zh)
KR (1) KR102029943B1 (zh)
CN (1) CN107544669B (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108448935B (zh) * 2018-05-02 2024-05-14 南京邮电大学 一种双阶级圆弧型压电式能量收集器
GB2578589B (en) * 2018-10-31 2021-07-14 Sony Interactive Entertainment Inc Head-mountable apparatus, systems and methods
CN111506189B (zh) * 2020-03-31 2023-05-09 哈尔滨工业大学 面向人体复杂运动的运动模式预测及切换控制方法
WO2023095475A1 (ja) * 2021-11-25 2023-06-01 ソニーグループ株式会社 可動部の位置を制御する情報処理装置
WO2023182264A1 (ja) 2022-03-24 2023-09-28 株式会社アライドマテリアル ビトリファイドボンド超砥粒ホイール

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104137183A (zh) * 2012-03-30 2014-11-05 国际商业机器公司 数据存储设备中的振动控制
CN105378823A (zh) * 2013-07-11 2016-03-02 皮克斯特隆尼斯有限公司 经配置以用于模拟控制的数字光调制器

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4111278B2 (ja) * 2003-11-20 2008-07-02 独立行政法人産業技術総合研究所 触力覚情報提示システム
US9802225B2 (en) * 2005-06-27 2017-10-31 General Vibration Corporation Differential haptic guidance for personal navigation
EP1907086B1 (en) * 2005-06-27 2011-07-20 Coactive Drive Corporation Synchronized vibration device for haptic feedback
WO2007086426A1 (ja) 2006-01-24 2007-08-02 Nippon Telegraph And Telephone Corporation 加速度発生装置及び擬似力覚発生装置
JP4658983B2 (ja) 2007-03-16 2011-03-23 日本電信電話株式会社 加速度発生装置
US7788032B2 (en) * 2007-09-14 2010-08-31 Palm, Inc. Targeting location through haptic feedback signals
JP4752896B2 (ja) 2008-10-27 2011-08-17 ブラザー工業株式会社 携帯型装置
JP4692605B2 (ja) * 2008-10-27 2011-06-01 ブラザー工業株式会社 携帯型装置
JP5632927B2 (ja) * 2009-12-17 2014-11-26 エムシー１０ インコーポレイテッドＭｃ１０，Ｉｎｃ． 力および動作変化のうちの少なくとも一方をコンフォーマルに検知する方法および装置
US8818714B2 (en) 2010-12-10 2014-08-26 Sony Corporation Portable navigation device and method with active elements
US9219901B2 (en) * 2012-06-19 2015-12-22 Qualcomm Incorporated Reactive user interface for head-mounted display
JP2014020871A (ja) 2012-07-17 2014-02-03 Patent Connections Co Ltd プログラム、情報記録媒体、および携帯端末
JP2016095153A (ja) * 2014-11-12 2016-05-26 株式会社Ｎｔｔドコモ システム

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104137183A (zh) * 2012-03-30 2014-11-05 国际商业机器公司 数据存储设备中的振动控制
CN105378823A (zh) * 2013-07-11 2016-03-02 皮克斯特隆尼斯有限公司 经配置以用于模拟控制的数字光调制器

Also Published As

Publication number Publication date
EP3260952B1 (en) 2019-07-03
KR102029943B1 (ko) 2019-10-08
JP2022048144A (ja) 2022-03-25
JP2017228285A (ja) 2017-12-28
US10296018B2 (en) 2019-05-21
US20170371358A1 (en) 2017-12-28
CN107544669A (zh) 2018-01-05
EP3260952A1 (en) 2017-12-27
KR20180000676A (ko) 2018-01-03
JP7241458B2 (ja) 2023-03-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107544669B (zh) 伪力装置
EP2952301B1 (en) Humanoid robot with collision avoidance and trajectory recovery capabilities
CN105748265B (zh) 一种导航装置及方法
US10169880B2 (en) Information processing apparatus, information processing method, and program
US20150070274A1 (en) Methods and systems for determining 6dof location and orientation of head-mounted display and associated user movements
EP3253283B1 (en) Fan-driven force device
CN107209205B (zh) 重心移动力设备
EP3187968A1 (en) Force display device, force display system, and force display method
WO2020110659A1 (ja) 情報処理装置、情報処理方法、およびプログラム
JP7173024B2 (ja) 情報処理装置、情報処理方法、およびプログラム
KR20180069041A (ko) 가상 현실 환경에서의 내비게이션을 위한 제어 시스템
US11156844B2 (en) Information processing apparatus, information processing method, and program

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant