CN111782046A - 触觉效果获取方法、系统 - Google Patents

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Abstract

一种触觉效果获取方法、系统，包括：S101：搭建设置有致动器的触觉效果实现结构载体，并对触觉效果实现结构载体进行检测；S102：获取电压信号，根据电压信号激励致动器，并采集触觉效果实现结构载体的触觉效果数据；S103：根据触觉效果数据判断触觉效果是否满足要求，若是，则确定获取理想触觉效果对应的电压信号，若否，则执行S102，如此方法并不依赖实验室工装模型和先验知识，而是完全盲信号生成，相比基于实验室工装模型的现有信号设计技术具有适用性更广和更灵活的特点，能够应用于各种复杂的触觉效果设计环境，降低了实际触觉效果设计的难度。

Description

触觉效果获取方法、系统
【技术领域】
本发明涉及一种触觉反馈技术领域，具体指一种触觉效果获取方法、系统。
【背景技术】
如今触觉反馈技术应用越来越广泛，在各类电子设备(如手机，平板，触摸板)、车载触控系统等随处可见由致动器所产生的Haptic(触觉)效果，且，随着生活水平的提高，人们对于触觉反馈的体验要求也越来越高。相比实验室工装环境，实际Haptic效果设计环境要十分复杂，比如除了致动器本身的共振频率外，还会存在负载结构所带来的新共振频率，以及更多的结构响应等。这些复杂的负载环境，给Haptic效果设计带来的非常大的挑战。因此，本专利提出一种整体的触觉效果获取方案和实现路径。
【发明内容】
本发明针对解决触觉效果设计环境十分复杂的问题，而提供一种触觉效果获取方法、系统。
为实现上述目的，本发明提供了一种触觉效果获取方法，包括：S101：搭建设置有致动器的触觉效果实现结构载体，并对所述触觉效果实现结构载体进行检测；S102：获取电压信号，根据所述电压信号激励致动器，并采集所述触觉效果实现结构载体的触觉效果数据；S103：根据所述触觉效果数据判断触觉效果是否满足要求，若是，则确定获取理想触觉效果对应的电压信号，若否，则执行S102。
作为一种改进，所述对所述触觉效果实现结构载体进行检测的步骤具体包括：获取所述触觉效果实现结构载体的测试数据，根据所述测试数据判断所述触觉效果实现结构载体是否稳定。
作为一种改进，所述对所述触觉效果实现结构载体进行检测的步骤具体包括：向所述致动器输出激励所述致动器的STEP信号，并采集所述触觉效果实现结构载体的预设测量点的测试数据，根据所述测试数据的时域或频域波形判断所述触觉效果实现结构载体是否稳定。
作为一种改进，所述获取电压信号的步骤具体包括：获取期望触觉效果对应的加速度波形，根据所述加速度波形、所述触觉效果实现结构载体的频率响应函数获取所述加速度波形对应的电压信号。
作为一种改进，根据所述电压信号激励致动器的步骤具体包括：通过采集卡将所述电压信号转换为模拟电信号，并通过功率放大器将所述模拟电信号加载于所述致动器两端进行激励。
作为一种改进，所述致动器为马达。
作为一种改进，所述触觉效果数据包括所述触觉效果实现结构载体的振动数据、位移数据、速度数据中的至少一种。
作为一种改进，通过加速度计采集所述触觉效果实现结构载体的振动数据。
作为一种改进，所述电压信号包括方波、正弦波、拼接波形中的任一种。
作为一种改进，前弹簧件与壳体连接的连接点及后弹簧件与壳体连接的连接点位于壳体的一侧壁，中间弹簧件与壳体连接的连接点位于壳体的另一侧壁。
作为一种改进，前弹簧件、中间弹簧件、后弹簧件的结构相同，中间弹簧件的弹性部的延伸方向异于前弹簧件或后弹簧件的弹性部的延伸方向。
本发明的实施方式还提供了一种触觉效果获取系统，包括：控制终端、触觉效果实现结构载体，所述控制终端与所述触觉效果实现结构载体连接，通过所述触觉效果实现结构载体实现上述实施方式所涉及的触觉效果获取方法。
本发明的有益效果是：通过电压信号激励触觉效果实现结构载体，并采集激励该载体产生的触觉效果数据，根据该触觉效果数据调整电压信号以获取理想触觉效果对应的电压信号，如此方法并不依赖实验室工装模型和先验知识，而是完全盲信号生成，相比基于实验室工装模型的现有信号设计技术具有适用性更广和更灵活的特点，能够应用于各种复杂的触觉效果设计环境，降低了实际触觉效果设计的难度。
【附图说明】
图1是本发明触觉效果获取方法的流程图。
图2是图1所示触觉效果获取方法进一步的整体流程图。
图3是本发明触觉效果获取方法应用的实验室工装测试环境的示意图。
图4是本发明触觉效果获取方法中电压信号的波形图。
图5本发明触觉效果获取系统的结构图。
【具体实施方式】
下面结合图1至图4对本发明作详细描述。
如图1、图2所示，本发明触觉效果获取方法包括：
S101：搭建设置有致动器的触觉效果实现结构载体，并对触觉效果实现结构载体进行检测。
根据应用需求，设计并完成触觉效果实现结构载体的成型，同时完成测试环境的搭建。一般来说，为了检验触觉效果是否理想，需要采集电压激励触觉效果实现结构载体上的致动器后，结构上某测量点处的加速度数据或其他如位移、速度等，与理想的效果进行对比进行判断，因此，需要搭建相应的与结构适配的测试环境。下面以图3展示的一种实验室工装测试环境为例对本发明的触觉效果获取方法作具体说明，其中，本发明触觉效果获取方法的应用环境不限于图3展示的环境，实际应用环境可根据需求进行调整。
其中，实验室工装测试环境中的触觉效果实现结构载体包括计算机、采集卡、功率放大器、致动器、工装以及海绵体。致动器、工装、海绵体按从上到下的顺序依次叠置。通过海绵体承载工装以及工装上的致动器。
本发明中，功率放大器包括第一功率放大器、第二功率放大器，第一功率放大器，第一功率放大器一端与工装的ACC(电源输入端)连接，另一端与采集卡连接，第二功率放大器一端与采集卡连接，另一端与马达连接，且通过采集卡将采集的触觉效果数据发送给计算机。
本发明中，第一功率放大器的放大倍数为10，采集卡为NI-DAQ4431数据采集卡。
其他实施例中，第一功率放大器的放大倍数也可以不为10，采集卡也可以其他能够进行模拟信号和数字信号之间的转换的数据采集器件。
本发明将马达(LRA：Linear Resonant Actuator)作为致动器的复杂环境Haptic效果生成，而马达只是致动器的一种典型示例，其他致动器类型同样可以适用本发明方案。
一般来说，复杂的结构可能会包含较多的零部件和组成成分，容易出现安装松动等不希望出现的情况。因此，在激励致动器以获取理想触觉效果之前，需要对触觉效果实现结构载体进行检测。检查方式可以包括人工观察、测试数据分析等能够检测触觉效果实现结构载体是否稳定的方式。本发明获取所述触觉效果实现结构载体的测试数据，根据所述测试数据判断所述触觉效果实现结构载体是否稳定。
这里举例一种途径，计算机通过多次系统扫频响应的一致性进行判断结构是否稳定。计算机向致动器输出激励所述致动器的STEP信号，并采集触觉效果实现结构载体的预设测量点的测试数据，根据所述测试数据的时域或频域波形判断所述触觉效果实现结构载体是否稳定，即通过一定幅度的STEP信号激励致动器，采集系统某测量点的加速度等数据，进行分析。可以对比多次扫频响应数据的时域或频域波形判断系统是否稳定，一致性好，则触觉效果实现结构载体稳定。
S102：获取电压信号，根据电压信号激励致动器，并采集触觉效果实现结构载体的触觉效果数据。
本发明中，通过采集卡将所述电压信号转换为模拟电信号，并通过功率放大器将所述模拟电信号加载于所述致动器两端进行激励。
本发明中，触觉效果数据包括所述触觉效果实现结构载体的振动数据、位移数据、速度数据中的至少一种。通过加速度计采集所述触觉效果实现结构载体的振动数据。
其他实施例中，也可以通过读数显微镜、激光测振仪以及其他能够检测振动的传感器。
本发明中，电压信号包括方波、正弦波以及拼接波中的任一种，其中，拼接波可以为方波、正弦波、余弦波、三角波、阶梯波以及其他波形中的至少两种的组合。
请参阅图2，本发明通过两种路线获取电压信号和根据电压信号激励致动器。
路线一：
计算机获取输入的电压信号，该电压信号可以为设计人员根据期望触觉效果设计的电压信号。
计算机根据该电压信号激励致动器，并采集触觉效果实现结构载体的触觉效果数据以及进行触觉效果检验：如图3中示例的结构测试环境下，即电压激励马达并采集工装加速度数据进行是否理想化的判断。若效果理想，则电压信号设计完成，否则重新修改电压信号再次进行测试检验，反复迭代直到理想为止。
在复杂环境下，以拼接的方波为例，初始电压波形可如图4所示。图4所展示的电压信号波形，可看作三段波形的拼接效果{T1,V1},{T2,V2},{T3,V3}，T1、T2、T3表示三段的时长，V1、V2、V3表示三段的电压幅值。计算机根据该电压信号波形的参数激励马达，可测得实际振动波形，根据其实际振动波形可以进行电压信号三段幅值和时长的调整，甚至可以再增加第四段电压信号波形{T4,V4}。如期望产生的触觉效果是高频振动，而实际振动为低频振动，可以缩短每段时长T来实现；如实际振动拖尾差，希望产生干净的刹车效果，可以调整最后一段{T3,V3}的幅值和时长以不断调整触觉效果。
同样的，波形为正弦波形的电压信号也可以根据振动效果相应进行幅值和频率调整。
路线二：
获取设计人员期望的触觉效果：如以工装加速度波形作为触觉效果的评判方式，那么则由设计师进行理想加速度波形的设计。定义期望触觉效果对应加速度的函数为ap(t)(即加速度a是时间t的函数)。根据系统辨识结果进行电压信号求解：系统辨识即是获得当前触觉效果实现结构载体下，输入信号到输出信号之间的频率响应函数，例如输入信号为激励电压信号，输出信号为工装加速度，则需要测试激励电压到工装加速度的频率响应函数。本发明中，频率响应函数可以通过Chirp、STEP、核函数等方法测量得到。以Chirp信号为例，对于需要测量的频段f1-f2，f1为起始频率，f2为终止频率，相应信号表示为x(t)，激励马达后测得加速度为a(t)，频率响应函数
Figure BDA0002563655170000061
其中A(f)＝fft(a),X(f)＝fft(x),分别表示a(t)和x(t)的傅里叶变换。其他频率响应辨识方法均为现有技术，此处不做赘述。得到系统辨识的频率响应函数后，即可以由输出信号和频率响应函数逆向求解出相应的输入信号，公式为
Figure BDA0002563655170000062
Ap(f)＝fft(ap)，马达激励电压u(t)＝ifft(U(f))。根据该马达激励电压激励触觉效果实现结构载体以获取触觉效果数据。
S103：根据触觉效果数据判断触觉效果是否满足要求，若是，则确定获取理想触觉效果对应的电压信号，若否，则执行S102。
本发明中，将触觉效果数据与期望的触觉效果进行对比，根据对比结果判断产生的触觉效果是否满足要求。
本发明的实施方式还提供了一种触觉效果获取系统，下面结合图5对本发明的触觉效果获取系统作详细描述。
本发明中触觉效果获取系统包括：控制终端、触觉效果实现结构载体，控制终端与触觉效果实现结构载体连接，通过触觉效果实现结构载体实现上述实施方式所涉及的触觉效果获取方法。
具体的，控制终端可以直接向触觉效果实现结构载体发送电压信号以激励触觉效果实现结构载体中的致动器，也可以通过采集卡、功率放大器将输出的信号转换为触觉效果实现结构载体能够接受的激励信号，并通过相应的采集器件采集触觉效果数据。具体发送电压信号的方式可根据控制终端的信号输出方式以及触觉效果实现结构载体的信号接收方式进行设置。
以上所述的仅是本发明的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种触觉效果获取方法，其特征在于：所述触觉效果获取方法包括：
S101：搭建设置有致动器的触觉效果实现结构载体，并对所述触觉效果实现结构载体进行检测；
S102：获取电压信号，根据所述电压信号激励致动器，并采集所述触觉效果实现结构载体的触觉效果数据；
S103：根据所述触觉效果数据判断触觉效果是否满足要求，若是，则确定获取理想触觉效果对应的电压信号，若否，则执行S102。
2.根据权利要求1所述的触觉效果获取方法，其特征在于：所述对所述触觉效果实现结构载体进行检测的步骤具体包括：
获取所述触觉效果实现结构载体的测试数据，根据所述测试数据判断所述触觉效果实现结构载体是否稳定。
3.根据权利要求2所述的触觉效果获取方法，其特征在于，所述对所述触觉效果实现结构载体进行检测的步骤具体包括：
向所述致动器输出激励所述致动器的STEP信号，并采集所述触觉效果实现结构载体的预设测量点的测试数据，根据所述测试数据的时域或频域波形判断所述触觉效果实现结构载体是否稳定。
4.根据权利要求1所述的触觉效果获取方法，其特征在于：所述获取电压信号的步骤具体包括：
获取期望触觉效果对应的加速度波形，根据所述加速度波形、所述触觉效果实现结构载体的频率响应函数获取所述加速度波形对应的电压信号。
5.根据权利要求1所述的触觉效果获取方法，其特征在于：根据所述电压信号激励致动器的步骤具体包括：
通过采集卡将所述电压信号转换为模拟电信号，并通过功率放大器将所述模拟电信号加载于所述致动器两端进行激励。
6.根据权利要求1所述触觉效果获取方法，其特征在于：所述致动器为马达。
7.根据权利要求1所述的触觉效果获取方法，其特征在于，所述触觉效果数据包括所述触觉效果实现结构载体的振动数据、位移数据、速度数据中的至少一种。
8.根据权利要求7所述的触觉效果获取系统，其特征在于：通过加速度计采集所述触觉效果实现结构载体的振动数据。
9.根据权利要求1所述的触觉效果获取系统，其特征在于：所述电压信号包括方波、正弦波、拼接波形中的任一种。
10.一种触觉效果获取系统，其特征在于：所述触觉效果获取系统包括：控制终端、触觉效果实现结构载体，所述控制终端与所述触觉效果实现结构载体连接，通过所述触觉效果实现结构载体实现如权利要求1-9任一项所述的触觉效果获取方法。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102657572A (zh) * 2012-03-22 2012-09-12 张东林 电子点阵式智能盲人图像触觉传感装置和传感实现方法
CN103970270A (zh) * 2013-02-05 2014-08-06 英默森公司 过驱动致动器电压以生成触觉效果
CN104679251A (zh) * 2009-06-09 2015-06-03 意美森公司 利用执行器产生触觉效果的方法和装置
CN107479708A (zh) * 2012-02-01 2017-12-15 意美森公司 偏心旋转质量致动器的触觉效应优化
CN107665051A (zh) * 2016-07-27 2018-02-06 意美森公司 用于触觉致动器的制动特性检测系统
CN111106783A (zh) * 2019-12-18 2020-05-05 瑞声科技(新加坡)有限公司 一种信号制作方法、信号制作装置、振动马达及触屏设备
CN111338477A (zh) * 2020-02-25 2020-06-26 瑞声科技(新加坡)有限公司 触觉振动效果的实现方法、装置和存储介质

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106411217B (zh) * 2016-08-31 2018-11-02 歌尔股份有限公司 主动控制线性马达的方法、装置、系统及电子设备
CN106461727B (zh) * 2016-10-31 2019-11-15 北京小米移动软件有限公司 控制马达振动的方法及装置、电子设备
KR20180083710A (ko) * 2017-01-13 2018-07-23 삼성전자주식회사 전자장치 및 이를 활용한 액츄에이터 제어 방법
CN107370899B (zh) * 2017-06-29 2021-03-16 北京小米移动软件有限公司 一种发出震动信号的方法和装置
US10241577B2 (en) * 2017-08-01 2019-03-26 Immersion Corporation Single actuator haptic effects
CN111552370B (zh) * 2019-12-24 2023-06-16 瑞声科技(新加坡)有限公司 振动信号的校准方法、存储介质及电子设备
CN111552371B (zh) * 2019-12-25 2023-11-03 瑞声科技(新加坡)有限公司 激励电压生成方法、装置、设备及介质、测试方法及系统
CN111352509A (zh) * 2020-03-03 2020-06-30 瑞声科技(新加坡)有限公司 一种振动控制方法、存储介质及设备
CN111679735A (zh) * 2020-05-20 2020-09-18 瑞声科技(新加坡)有限公司 激励信号的生成方法、装置、终端及存储介质

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104679251A (zh) * 2009-06-09 2015-06-03 意美森公司 利用执行器产生触觉效果的方法和装置
CN107479708A (zh) * 2012-02-01 2017-12-15 意美森公司 偏心旋转质量致动器的触觉效应优化
CN102657572A (zh) * 2012-03-22 2012-09-12 张东林 电子点阵式智能盲人图像触觉传感装置和传感实现方法
CN103970270A (zh) * 2013-02-05 2014-08-06 英默森公司 过驱动致动器电压以生成触觉效果
CN108919941A (zh) * 2013-02-05 2018-11-30 意美森公司 过驱动致动器电压以生成触觉效果
CN107665051A (zh) * 2016-07-27 2018-02-06 意美森公司 用于触觉致动器的制动特性检测系统
CN111106783A (zh) * 2019-12-18 2020-05-05 瑞声科技(新加坡)有限公司 一种信号制作方法、信号制作装置、振动马达及触屏设备
CN111338477A (zh) * 2020-02-25 2020-06-26 瑞声科技(新加坡)有限公司 触觉振动效果的实现方法、装置和存储介质

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