CN111782044B - 虚拟摇杆的动态触觉反馈实现方法及电子设备 - Google Patents

虚拟摇杆的动态触觉反馈实现方法及电子设备 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种虚拟摇杆的动态触觉反馈实现方法及电子设备。所述虚拟摇杆的动态触觉反馈实现方法包括当用户触摸到虚拟摇杆可操作区域时，所述虚拟摇杆给予用户第一触觉反馈；当用户操作所述虚拟摇杆移动时，所述虚拟摇杆给予用户第二触觉反馈；当用户操作所述虚拟摇杆转动时，所述虚拟摇杆给予用户第三触觉反馈；当所述虚拟摇杆复位时给予用户第四触觉反馈。本发明提供的虚拟摇杆的动态触觉反馈实现方法及电子设备，通过对虚拟摇杆操作提供触觉反馈，从触觉反馈维度来丰富虚拟摇杆操作的体验，满足用户的操控感要求。

Description

虚拟摇杆的动态触觉反馈实现方法及电子设备
【技术领域】
本发明涉及虚拟摇杆触觉反馈技术领域，尤其涉及一种虚拟摇杆的动态触觉反馈实现方法及电子设备。
【背景技术】
随着电子技术的日益进步，人们对虚拟操作体验要求也越来越高，虚拟摇杆作为遥控操作的一种便捷方式，如图1所示，在游戏操控、机器人遥控、无人机操控等领域广泛应用，而目前市场上已有产品的虚拟摇杆集中在视觉的操控反馈上(少部分虚拟摇杆同时增加听觉的操控反馈)，无法满足用户在使用过程中的盲操作、操控边界感、移动质感的体验要求。
【发明内容】
本发明提供一种虚拟摇杆的动态触觉反馈实现方法及电子设备，旨在解决在操作虚拟摇杆时的盲操作、操控边界感、移动质感的体验问题。
为实现上述目的，本发明提供一种虚拟摇杆的动态触觉反馈实现方法，该方法包括：
当用户触摸到虚拟摇杆可操作区域时，所述虚拟摇杆给予用户第一触觉反馈；
当用户操作所述虚拟摇杆移动时，所述虚拟摇杆给予用户第二触觉反馈；
当用户操作所述虚拟摇杆转动时，所述虚拟摇杆给予用户第三触觉反馈；
当所述虚拟摇杆复位时给予用户第四触觉反馈。
进一步地，所述第一触觉反馈为可进行操作处理的提示感体验。
进一步地，所述第二触觉反馈为增加移动过程的阻力感体验。
进一步地，所述阻力感体验是第一触觉强度的触觉反馈，所述第一触觉强度是以虚拟摇杆的中心为原点、并以操作虚拟摇杆被移动的位置与原点的距离和/或操作虚拟摇杆移动的速度作为计算第一触觉强度的参数，通过线性函数或非线性函数关系式计算得到所述第一触觉强度。
进一步地，所述第三触觉反馈为增加转动的摩擦感体验。
进一步地，所述摩擦感体验是第一触觉强度与第二触觉强度的叠加的触觉反馈；所述第二触觉强度是基于用户操作所述虚拟摇杆转动的角度通过线性函数或非线性函数关系式计算得到。
进一步地，所述第四触觉反馈为提示用户虚拟摇杆已复位的迅速及时的触觉反馈。
进一步地，所述第二触觉反馈产生的触感效果和第三触觉反馈产生的触感效果相同并叠加进行触觉反馈。
进一步地，所述第二触觉反馈产生的触感效果和第三触觉反馈产生的触感效果相同并分别独立进行触觉反馈。
进一步地，所述第二触觉反馈产生的触感效果和第三触觉反馈产生的触感效果不同并叠加进行触觉反馈。
进一步地，所述第二触觉反馈产生的触感效果和第三触觉反馈产生的触感效果不同并分别独立进行触觉反馈。
同时，本发明提供一种电子设备，所述电子设备应用上述的虚拟摇杆的动态触觉反馈实现方法。
本发明提供的虚拟摇杆的动态触觉反馈实现方法及电子设备，通过对虚拟摇杆操作提供触觉反馈，从触觉反馈维度来丰富虚拟摇杆操作的体验，满足用户的操控感要求。
【附图说明】
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：
图1为现有技术中的虚拟摇杆操作示意图；
图2为本发明一实施例提供的触摸虚拟摇杆的示意图；
图3为本发明一实施例提供的操作虚拟摇杆移动时的操作示意图；
图4为本发明一实施例提供的操作虚拟摇杆转转动时的操作示意图；
图5为本发明一实施例提供的虚拟摇杆复位的示意图。
【具体实施方式】
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种虚拟摇杆的动态触觉反馈实现方法，该方法包括：
当用户触摸到虚拟摇杆可操作区域时，所述虚拟摇杆给予用户第一触觉反馈；
当用户操作所述虚拟摇杆移动时，所述虚拟摇杆给予用户第二触觉反馈；
当用户操作所述虚拟摇杆转动时，所述虚拟摇杆给予用户第三触觉反馈；
当所述虚拟摇杆复位时给予用户第四触觉反馈。
具体在虚拟摇杆操作过程中，至少包含上述任意一种触觉反馈。
请参阅图2，在本发明提供的一实施例中，用户当用户触摸到虚拟摇杆可操作区域时，所述虚拟摇杆给予用户第一触觉反馈；所述第一触觉反馈为可进行操作处理的提示感体验。如图2所示，用户手指只要触碰到虚拟摇杆10的操作区域100，便会有轻快干脆的触觉反馈提示用户可进行虚拟摇杆10的操作，方便用户盲操作下的定位与确认。
请参阅图3，在本发明提供的一实施例中，当用户操作所述虚拟摇杆10移动时，所述虚拟摇杆10给予用户第二触觉反馈；所述第二触觉反馈为增加移动过程的阻力感体验。所述阻力感体验是第一触觉强度的触觉反馈，所述第一触觉强度是以虚拟摇杆10的中心为原点1、并以操作虚拟摇杆10被移动的位置2与原点1的距离L和/或操作虚拟摇杆10移动的速度作为计算第一触觉强度的参数，通过线性函数或非线性函数关系式计算得到所述第一触觉强度；其中，线性函数关系式(如，S1＝a*L+b)，即等刻度变化，触觉强度变化程度一致；非线性函数关系式(如，S1＝eL，S1＝-L2等)，即非等刻度变化，例如触觉强度先逐渐增大、再逐渐减小。
第一触觉强度随距离均匀等刻度线性变化的计算如下：定义操作虚拟摇杆10被移动的位置2与原点1的距离为L，虚拟摇杆10的最大可移动距离为Lmax，致动器最大第一触觉强度为Smax，先将虚拟摇杆10移动距离进行归一化处理
Figure BDA0002563097350000041
再计算对应致动器的第一触觉强度S1：
Figure BDA0002563097350000042
Figure BDA0002563097350000043
其中，
Figure BDA0002563097350000044
的范围是[0，1]
第一触觉强度随距离非等刻度变化以及随操作虚拟摇杆移动的速度进行的计算类似，在此不再赘述。
请参阅图4，在本发明提供的一实施例中，当用户操作所述虚拟摇杆10转动时，所述虚拟摇杆10给予用户第三触觉反馈；所述第三触觉反馈为增加转动的摩擦感体验。所述摩擦感体验是第一触觉强度与第二触觉强度的叠加的触觉反馈；所述第二触觉强度是基于用户操作所述虚拟摇杆10转动的角度通过线性函数或非线性函数关系式计算得到。
如图4所示，定义用户操作虚拟摇杆10当前所在的位置A的角度为0°，转动所述虚拟摇杆10到另一位置B时，角度变化为x，其中，x的范围为[0°，360°]。设当前所在的位置A时的第一触觉强度为Sp，转动产生的第二触觉强度为Sx，则第二触觉强度为Sx与角度x存在的函数关系式设为：Sx＝H(x)；当操作虚拟摇杆10转动时，触觉强度会在第一触觉强度Sp的基础上进行变化，设转动时产生的触觉强度为S2，则S2＝Sp+Sx＝Sp+H(x)。同样的，该函数关系式可以是线性函数关系式(如，S2＝Sp+k*x)，即等刻度变化，触觉强度变化程度一致；也可以是非线性函数关系式(如，S2＝Sp+ex，S2＝Sp-x2等)，即非等刻度变化，例如触觉强度先逐渐增大、再逐渐减小；或者函数关系式还可以是等强度变化(如，S2＝Sp+c)。
第二触觉强度随用户操作所述虚拟摇杆转动10的角度通过非线性函数关系式的计算如下：设定转动角度x在[0°，180°]区间时第二触觉强度随转动角x度均匀增大，转动角度x在[180°，360°]区间时第二触觉强度随转动角度x均匀减小，设虚拟摇杆10的转动的第二触觉强度最大为ΔSmax，初始0°位置的第一触觉强度为Sp，先将虚拟摇杆10转动角度进行归一化处理
Figure BDA0002563097350000051
再计算对应致动器的转动产生的触觉强度S2，则：
当x在[0°，180°]时，
Figure BDA0002563097350000052
当x在[180°，360°]时，
Figure BDA0002563097350000053
当x在[0°，360°]时，
Figure BDA0002563097350000054
其中，
Figure BDA0002563097350000055
的范围[-1，1]。
第二触觉强度随转动角度的等刻度变化或其它非等刻度变化，以及随操作虚拟摇杆移动的速度进行的计算类似，在此不再赘述。
请参阅图5，为当所述虚拟摇杆10复位时给予用户第四触觉反馈，所述第四触觉反馈为提示用户虚拟摇杆10已复位的迅速及时的触觉反馈。具体地，用户不在操控操作虚拟摇杆10时，虚拟摇杆10会进行复位，当复位完全时，会有迅速及时的触觉反馈提示用户虚拟摇杆10已复位，给用户操作完成的确认感。
具体在应用所述虚拟摇杆的动态触觉反馈实现方法时，所述第二触觉反馈产生的触感效果和第三触觉反馈产生的触感效果可以采用相同的触感效果并叠加进行触觉反馈；也可以分别独立进行触觉反馈。所述第二触觉反馈产生的触感效果和第三触觉反馈产生的触感效果也可以不同，并叠加进行触觉反馈，或者分别独立进行反馈，上述触觉反馈仅代表本发明提供的虚拟摇杆的动态触觉反馈实现方法的应用案例的一部分，并不表示全部应用案例，使用本发明提供的虚拟摇杆的动态触觉反馈实现方法所提及的任意一种触觉反馈的方法，均属于本发明保护范围。
另外，本发明还提供一种电子设备，所述电子设备应用上述的虚拟摇杆的动态触觉反馈实现方法。
与现有技术相比，本发明提供的虚拟摇杆的动态触觉反馈实现方法及电子设备，通过对虚拟摇杆操作提供触觉反馈，从触觉反馈维度来丰富虚拟摇杆操作的体验，满足用户的操控感要求。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种虚拟摇杆的动态触觉反馈实现方法，其特征在于，包括：
当用户触摸到虚拟摇杆可操作区域时，所述虚拟摇杆给予用户第一触觉反馈；
当用户操作所述虚拟摇杆移动时，所述虚拟摇杆给予用户第二触觉反馈；
当用户操作所述虚拟摇杆转动时，所述虚拟摇杆给予用户第三触觉反馈；所述第三触觉反馈为增加转动的摩擦感体验；所述摩擦感体验是第一触觉强度与第二触觉强度的叠加的触觉反馈；所述第二触觉强度是基于用户操作所述虚拟摇杆转动的角度通过线性函数或非线性函数关系式计算得到；所述第一触觉强度是以虚拟摇杆的中心为原点、并以操作虚拟摇杆被移动的位置与原点的距离和/或操作虚拟摇杆移动的速度作为计算第一触觉强度的参数，通过线性函数或非线性函数关系式计算得到所述第一触觉强度；
当所述虚拟摇杆复位时给予用户第四触觉反馈。
2.根据权利要求1所述的虚拟摇杆的动态触觉反馈实现方法，其特征在于，所述第一触觉反馈为可进行操作处理的提示感体验。
3.根据权利要求1所述的虚拟摇杆的动态触觉反馈实现方法，其特征在于，所述第二触觉反馈为增加移动过程的阻力感体验。
4.根据权利要求3所述的虚拟摇杆的动态触觉反馈实现方法，其特征在于，所述阻力感体验是第一触觉强度的触觉反馈。
5.根据权利要求1所述的虚拟摇杆的动态触觉反馈实现方法，其特征在于，所述第四触觉反馈为提示用户虚拟摇杆已复位的迅速及时的触觉反馈。
6.根据权利要求1所述的虚拟摇杆的动态触觉反馈实现方法，其特征在于，所述第二触觉反馈产生的触感效果和第三触觉反馈产生的触感效果相同并叠加进行触觉反馈。
7.根据权利要求1所述的虚拟摇杆的动态触觉反馈实现方法，其特征在于，所述第二触觉反馈产生的触感效果和第三触觉反馈产生的触感效果相同并分别独立进行触觉反馈。
8.根据权利要求1所述的虚拟摇杆的动态触觉反馈实现方法，其特征在于，所述第二触觉反馈产生的触感效果和第三触觉反馈产生的触感效果不同并叠加进行触觉反馈。
9.根据权利要求1所述的虚拟摇杆的动态触觉反馈实现方法，其特征在于，所述第二触觉反馈产生的触感效果和第三触觉反馈产生的触感效果不同并分别独立进行触觉反馈。
10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备应用如权利要求1-9任一项所述的虚拟摇杆的动态触觉反馈实现方法。
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