CN111966222A - 一种高安全性vr虚拟现实装置、系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于虚拟现实技术领域，公开了一种高安全性VR虚拟现实装置、系统及方法，包括：机壳、显示器、机箱、数据线接口、数据线、VR眼镜、3D扫描仪、声音设备以及数据手套。本发明可以根据用户的终端设备的参与数据，对参与远程会话的终端设备的虚拟对象进行位置排布，使虚拟对象加入到远程会话场景中的相应位置，得到用于进行显示的虚拟会话场景，给用户较为真实的感受，提升远程会话的效果；同时，允许提供全功能的同步并且创建深度感官真实性；将虚拟环境中的任何变化发送给用户的感官感知层面，且获得事件的最多体验；在用户与数字环境智能之间建立即时的交互式直接连接和反馈，提高交互性效果。
Description
技术领域
本发明属于虚拟现实技术领域，尤其涉及一种高安全性VR虚拟现实装置、系统及方法。
背景技术
虚拟现实技术(VR)是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，它利用计算机生成一种模拟环境，使用户沉浸到该环境中。虚拟现实技术就是利用现实生活中的数据，通过计算机技术产生的电子信号，将其与各种输出设备结合使其转化为能够让人们感受到的现象，这些现象可以是现实中真真切切的物体，也可以是我们肉眼所看不到的物质，通过三维模型表现出来。因为这些现象不是我们直接所能看到的，而是通过计算机技术模拟出来的现实中的世界，故称为虚拟现实。然而，现有高安全性VR虚拟现实装置虚拟场景不够真实，体验效果差；同时，生理参数与虚拟环境即时交互性差。
综上所述，现有技术存在的问题是：现有高安全性VR虚拟现实装置虚拟场景不够真实，体验效果差；同时，生理参数与虚拟环境即时交互性差。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种高安全性VR虚拟现实装置、系统及方法。
本发明是这样实现的，一种实现高安全性VR虚拟现实的方法，所述实现高安全性VR虚拟现实的方法包括：
步骤一，扫描建模模块利用3D扫描仪人体数据获取，并基于获取的数据构建人体模型；场景生成模块获取构建的人体模型，并对构建的人体模型以及其他虚拟对象进行识别；
步骤二，得到人体模型以及其他虚拟对象的识别结果，基于识别结果获取虚拟会话场景；并获取远程会话中一个或者多个终端设备的参与数据；
步骤三，根据得到的参与数据，确定每个终端设备对应的虚拟对象在虚拟会话场景中的优先级；
步骤四，根据得到的每个虚拟对象的优先级，获取远程会话中处于第一现实场景即包括物理桌体的现场场景中的第一终端设备，以及远程会话中处于第二现实场景即相对所述现场场景的远程场景的第二终端设备；
步骤五，从第一终端设备的参与数据中获取第一终端设备与物理桌体之间的相对空间位置信息，并根据所述相对空间位置信息，对第一终端设备对应的虚拟对象进行虚拟会话场景中的位置排布；
步骤六，根据第一终端设备对应的虚拟对象的位置排布结果获取虚拟会话场景中的剩余排布位置；
步骤七，根据第二终端设备的参与数据，对第二终端设备对应的虚拟对象在剩余排布位置中进行位置排布，得到每个终端设备对应的虚拟对象在虚拟会话场景中的位置排布结果；
步骤八，根据位置排布的结果，获取虚拟会话场景中每个虚拟对象的位置；获取远程会话中目标设备的姿态信息以及虚拟对象的位置信息；
步骤九，根据获取的位置信息以及虚拟对象位置信息，获取其他虚拟对象与目标设备之间的第一相对位置关系以及其他虚拟对象的第一内容数据；
步骤十，基于第一相对位置关系及第一内容数据，生成包括其他虚拟对象的虚拟会话场景；
步骤十一，根据姿态信息及虚拟会话场景生成用于在目标设备中显示的虚拟场景画面；
步骤十二，生理同步模块通过监测芯片获取所述用户的生物特征参数和/或运动参数；将用户的生物特征参数和/或运动参数传递给服务器；
步骤十二，服务器接收用户的生物特征参数和/或运动参数产生反馈信号；
步骤十三，将产生的反馈信号发送至终端设备；处理反馈信号并且供给通过与所述用户的皮肤的接触激发用户的神经系统中的物理知觉的反馈脉冲；
步骤十四，语音识别模块进行语音获取用户语音数据，并对语音数据中包含的命令进行识别；同时交互模块利用数据手套进行人机交互；
步骤十五，显示模块利用VR眼镜以及显示器进行场景的显示；声音输出模块，生成并输出三维立体声音。
进一步，所述实现高安全性VR虚拟现实的方法还包括：数据传输模块利用有线以及无线的方式进行数据传输。
进一步，步骤三中，所述根据得到的参与数据，确定每个终端设备对应的虚拟对象在虚拟会话场景中的优先级包括：
按照各个终端设备参与时间的先后顺序，对各个终端设备对应的虚拟对象在虚拟会话场景中的优先级进行从高到低的排序，得到各个终端设备对应的虚拟对象的优先级。
进一步，步骤十三中，所述处理反馈信号并且供给通过与所述用户的皮肤的接触激发用户的神经系统中的物理知觉的反馈脉冲包括：
2.1)使用电脉冲的级联分布供给所述反馈脉冲，使得在第一电极接触点处的初次电脉冲具有最大功率，并且在第二电极接触点处的二次电脉冲具有更小功率；
2.2)根据所述初次电脉冲的功率和预编程值计算所述二次电脉冲；其中，电脉冲的功率按电子方式计算并且取决于虚拟环境中的冲击类型，从根据冲击类型进行分类的数值库中获取功率级。
进一步，步骤二中，所述人体模型以及其他虚拟对象的识别结果至少包括虚拟人体模型、其他虚拟对象以及终端设备相对虚拟人体模型和其他虚拟对象的空间位置信息。
本发明的另一目的在于提供实施所述实现高安全性VR虚拟现实的方法的高安全性VR虚拟现实装置，所述高安全性VR虚拟现实装置包括：
机壳、显示器、机箱、数据线接口、数据线、VR眼镜、3D扫描仪、声音设备以及数据手套；
机壳正面中央嵌装有显示器；机壳底部通过螺丝固定有机箱；机箱内下方左边设置有3D扫描仪；机箱内下方右边设置有声音设备；机箱正面右端开设有数据线接口；数据线接口通过数据线连接VR眼镜。
进一步，所述数据手套包括手套本体和若干个手关节姿态传感器。
本发明的另一目的在于提供一种实施所述实现高安全性VR虚拟现实的方法的高安全性VR虚拟现实系统，所述高安全性VR虚拟现实系统包括：
扫描建模模块、语音识别模块、数据传输模块、场景生成模块、交互模块、生理同步模块、显示模块、声音输出模块；
扫描建模模块，用于利用3D扫描仪人体数据获取，并基于获取的数据构建人体模型；
语音识别模块，用于进行语音获取用户语音数据，并对语音数据中包含的命令进行识别；
数据传输模块，用于利用有线以及无线的方式进行数据传输；
场景生成模块，用于生成虚拟场景；
交互模块，用于利用数据手套进行人机交互；
生理同步模块，用于将用户的生物特征参数和/或运动参数与虚拟环境的进行同步；
显示模块，用于利用VR眼镜以及显示器进行场景的显示；
声音输出模块，用于生成并输出三维立体声音。
本发明的优点及积极效果为：本发明通过场景生成模块获取远程会话中一个或者多个终端设备的参与数据，根据参与数据，对每个终端设备对应的虚拟对象进行虚拟会话场景中的位置排布，根据位置排布结果，获取虚拟会话场景中每个虚拟对象的位置，基于虚拟对象的位置，生成包含虚拟对象的虚拟会话场景。因此，可以根据用户的终端设备的参与数据，对参与远程会话的终端设备的虚拟对象进行位置排布，使虚拟对象加入到远程会话场景中的相应位置，得到用于进行显示的虚拟会话场景，给用户较为真实的感受，提升远程会话的效果；同时，通过生理同步模块允许提供全功能的同步并且创建深度感官真实性；将虚拟环境中的任何变化发送给用户的感官感知层面，且获得事件的最多体验；在用户与数字环境智能之间建立即时的交互式直接连接和反馈，提高交互性效果。
附图说明
图1是本发明实施例提供的实现高安全性VR虚拟现实的方法流程图。
图2是本发明实施例提供的高安全性VR虚拟现实装置结构框图；
图中：1、机壳；2、显示器；3、机箱；4、数据线接口；5、数据线；6、VR眼镜；7、3D扫描仪；8、声音设备。
图3是本发明实施例提供的高安全性VR虚拟现实系统结构示意图；
图中：10、扫描建模模块；11、语音识别模块；12、数据传输模块；13、场景生成模块；14、交互模块；15、生理同步模块；16、显示模块；17、声音输出模块。
图4是本发明实施例提供的场景生成方法流程图。
图5是本发明实施例提供的生理同步方法流程图。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。
下面结合附图对本发明的结构作详细的描述。
如图1所示，本发明实施例提供的实现高安全性VR虚拟现实的方法包括：
S101，扫描建模模块利用3D扫描仪人体数据获取，并基于获取的数据构建人体模型；场景生成模块获取构建的人体模型并生成虚拟场景；
S102，生理同步模块将用户的生物特征参数和/或运动参数与虚拟环境的进行同步；
S103，语音识别模块进行语音获取用户语音数据，并对语音数据中包含的命令进行识别；同时交互模块利用数据手套进行人机交互；
S104，显示模块利用VR眼镜以及显示器进行场景的显示；声音输出模块，生成并输出三维立体声音。
如图2所示，本发明实施例提供的高安全性VR虚拟现实装置包括：
机壳1、显示器2、机箱3、数据线接口4、数据线5、VR眼镜6、3D扫描仪7、声音设备8以及数据手套；
机壳1正面中央嵌装有显示器2；机壳1底部通过螺丝固定有机箱3；机箱3内下方左边设置有3D扫描仪7；机箱3内下方右边设置有声音设备8；机箱3正面右端开设有数据线接口4；数据线接口4通过数据线5连接VR眼镜6。
本发明实施例提供的数据手套包括手套本体和若干个手关节姿态传感器。
如图3所示，本发明实施例提供的高安全性VR虚拟现实系统包括：
扫描建模模块10、语音识别模块11、数据传输模块12、场景生成模块13、交互模块14、生理同步模块15、显示模块16、声音输出模块17；
扫描建模模块10，用于利用3D扫描仪人体数据获取，并基于获取的数据构建人体模型；
语音识别模块11，用于进行语音获取用户语音数据，并对语音数据中包含的命令进行识别；
数据传输模块12，用于利用有线以及无线的方式进行数据传输；
场景生成模块13，用于生成虚拟场景；
交互模块14，用于利用数据手套进行人机交互；
生理同步模块15，用于将用户的生物特征参数和/或运动参数与虚拟环境的进行同步；
显示模块16，用于利用VR眼镜以及显示器进行场景的显示；
声音输出模块17，用于生成并输出三维立体声音。
下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
实施例1
本发明实施例提供的实现高安全性VR虚拟现实的方法如图1所示，作为优选实施例，如图4所示，本发明实施例提供的场景生成方法如下：
S201，识别虚拟对象，得到所述虚拟对象的识别结果，所述识别结果至少包括所述终端设备相对所述虚拟对象的空间位置信息；基于所述空间位置信息，显示虚拟模型，从而获取虚拟会话场景；获取远程会话中一个或者多个终端设备的参与数据；
S202，根据所述参与数据，对每个所述终端设备对应的虚拟对象进行虚拟会话场景中的位置排布；根据位置排布的结果，获取所述虚拟会话场景中每个所述虚拟对象的位置；基于所述虚拟对象的位置，生成包含所述虚拟对象的虚拟会话场景。
本发明实施例提供的根据所述参与数据，对每个所述终端设备对应的虚拟对象进行虚拟会话场景中的位置排布，包括：
根据所述参与数据，确定每个所述终端设备对应的虚拟对象在虚拟会话场景中的优先级；根据每个所述虚拟对象的优先级，对每个所述虚拟对象进行所述虚拟会话场景中的位置排布。
本发明实施例提供的参与数据包括终端设备参与所述远程会话的参与时间，所述根据所述参与数据，确定每个所述终端设备对应的虚拟对象在虚拟会话场景中的优先级，包括：
按照各个终端设备参与时间的先后顺序，对所述各个终端设备对应的虚拟对象在虚拟会话场景中的优先级进行从高到低的排序，得到所述各个终端设备对应的虚拟对象的优先级。
本发明实施例提供的根据所述参与数据，对每个所述终端设备对应的虚拟对象进行虚拟会话场景中的位置排布，包括：
获取所述远程会话中处于第一现实场景中的第一终端设备，以及所述远程会话中处于第二现实场景的第二终端设备，所述第一现实场景为包括物理桌体的现场场景，所述第二现实场景为相对所述现场场景的远程场景；
从所述第一终端设备的参与数据中获取所述第一终端设备与所述物理桌体之间的相对空间位置信息，并根据所述相对空间位置信息，对所述第一终端设备对应的虚拟对象进行虚拟会话场景中的位置排布；
根据所述第一终端设备对应的虚拟对象的位置排布结果获取所述虚拟会话场景中的剩余排布位置；
根据所述第二终端设备的参与数据，对所述第二终端设备对应的虚拟对象在所述剩余排布位置中进行位置排布。
本发明实施例提供的基于所述虚拟对象的位置，生成所述虚拟会话场景，包括：
获取所述远程会话中目标设备的姿态信息及位置信息；
根据所述位置信息及所述虚拟对象的位置，获取其他虚拟对象与所述目标设备之间的第一相对位置关系，所述其他虚拟对象为除所述目标设备外的其他终端设备对应的虚拟对象；
获取所述其他虚拟对象的第一内容数据；
基于所述第一相对位置关系及所述第一内容数据，生成包括所述其他虚拟对象的所述虚拟会话场景；
根据所述姿态信息及所述虚拟会话场景生成用于在所述目标设备中显示的虚拟场景画面。
实施例2
本发明实施例提供的实现高安全性VR虚拟现实的方法如图1所示，作为优选实施例，如图5所示，本发明实施例提供的生理同步方法如下：
S301，通过监测芯片获取所述用户的生物特征参数和/或运动参数；将所述用户的所述生物特征参数和/或运动参数传递给应用程序；在所述应用程序中产生反馈信号；
S302，将所述反馈信号发送至计算设备；处理所述反馈信号并且供给反馈脉冲，所述反馈脉冲通过与所述用户的皮肤的接触激发所述用户的神经系统中的物理知觉。
本发明实施例提供的反馈脉冲方法：
使用电脉冲的级联分布供给所述反馈脉冲，使得在第一电极接触点处的初次电脉冲具有最大功率，并且在第二电极接触点处的二次电脉冲具有更小功率；根据所述初次电脉冲的功率和预编程值计算所述二次电脉冲；其中，电脉冲的功率按电子方式计算并且取决于虚拟环境中的冲击类型，从根据冲击类型进行分类的数值库中获取功率级。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用全部或部分地以计算机程序产品的形式实现，所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载或执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL)或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输)。所述计算机可读取存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘SolidState Disk(SSD))等。
以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种实现高安全性VR虚拟现实的方法，其特征在于，所述实现高安全性VR虚拟现实的方法包括：
步骤一，扫描建模模块利用3D扫描仪人体数据获取，并基于获取的数据构建人体模型；场景生成模块获取构建的人体模型，并对构建的人体模型以及其他虚拟对象进行识别；
步骤二，得到人体模型以及其他虚拟对象的识别结果，基于识别结果获取虚拟会话场景；并获取远程会话中一个或者多个终端设备的参与数据；
步骤三，根据得到的参与数据，确定每个终端设备对应的虚拟对象在虚拟会话场景中的优先级；
步骤四，根据得到的每个虚拟对象的优先级，获取远程会话中处于第一现实场景即包括物理桌体的现场场景中的第一终端设备，以及远程会话中处于第二现实场景即相对所述现场场景的远程场景的第二终端设备；
步骤五，从第一终端设备的参与数据中获取第一终端设备与物理桌体之间的相对空间位置信息，并根据所述相对空间位置信息，对第一终端设备对应的虚拟对象进行虚拟会话场景中的位置排布；
步骤六，根据第一终端设备对应的虚拟对象的位置排布结果获取虚拟会话场景中的剩余排布位置；
步骤七，根据第二终端设备的参与数据，对第二终端设备对应的虚拟对象在剩余排布位置中进行位置排布，得到每个终端设备对应的虚拟对象在虚拟会话场景中的位置排布结果；
步骤八，根据位置排布的结果，获取虚拟会话场景中每个虚拟对象的位置；获取远程会话中目标设备的姿态信息以及虚拟对象的位置信息；
步骤九，根据获取的位置信息以及虚拟对象位置信息，获取其他虚拟对象与目标设备之间的第一相对位置关系以及其他虚拟对象的第一内容数据；
步骤十，基于第一相对位置关系及第一内容数据，生成包括其他虚拟对象的虚拟会话场景；
步骤十一，根据姿态信息及虚拟会话场景生成用于在目标设备中显示的虚拟场景画面；
步骤十二，生理同步模块通过监测芯片获取所述用户的生物特征参数和/或运动参数；将用户的生物特征参数和/或运动参数传递给服务器；
步骤十二，服务器接收用户的生物特征参数和/或运动参数产生反馈信号；
步骤十三，将产生的反馈信号发送至终端设备；处理反馈信号并且供给通过与所述用户的皮肤的接触激发用户的神经系统中的物理知觉的反馈脉冲；
步骤十四，语音识别模块进行语音获取用户语音数据，并对语音数据中包含的命令进行识别；同时交互模块利用数据手套进行人机交互；
步骤十五，显示模块利用VR眼镜以及显示器进行场景的显示；声音输出模块，生成并输出三维立体声音。
2.如权利要求1所述实现高安全性VR虚拟现实的方法，其特征在于，所述实现高安全性VR虚拟现实的方法还包括：数据传输模块利用有线以及无线的方式进行数据传输。
3.如权利要求1所述实现高安全性VR虚拟现实的方法，其特征在于，步骤三中，所述根据得到的参与数据，确定每个终端设备对应的虚拟对象在虚拟会话场景中的优先级包括：
按照各个终端设备参与时间的先后顺序，对各个终端设备对应的虚拟对象在虚拟会话场景中的优先级进行从高到低的排序，得到各个终端设备对应的虚拟对象的优先级。
4.如权利要求1所述实现高安全性VR虚拟现实的方法，其特征在于，步骤十三中，所述处理反馈信号并且供给通过与所述用户的皮肤的接触激发用户的神经系统中的物理知觉的反馈脉冲包括：
2.1)使用电脉冲的级联分布供给所述反馈脉冲，使得在第一电极接触点处的初次电脉冲具有最大功率，并且在第二电极接触点处的二次电脉冲具有更小功率；
2.2)根据所述初次电脉冲的功率和预编程值计算所述二次电脉冲；其中，电脉冲的功率按电子方式计算并且取决于虚拟环境中的冲击类型，从根据冲击类型进行分类的数值库中获取功率级。
5.如权利要求1所述实现高安全性VR虚拟现实的方法，其特征在于，步骤二中，所述人体模型以及其他虚拟对象的识别结果至少包括虚拟人体模型、其他虚拟对象以及终端设备相对虚拟人体模型和其他虚拟对象的空间位置信息。
6.一种实施如权利要求1-5所述实现高安全性VR虚拟现实的方法的高安全性VR虚拟现实装置，其特征在于，所述高安全性VR虚拟现实装置包括：
机壳、显示器、机箱、数据线接口、数据线、VR眼镜、3D扫描仪、声音设备以及数据手套；
机壳正面中央嵌装有显示器；机壳底部通过螺丝固定有机箱；机箱内下方左边设置有3D扫描仪；机箱内下方右边设置有声音设备；机箱正面右端开设有数据线接口；数据线接口通过数据线连接VR眼镜。
7.如权利要求6所述高安全性VR虚拟现实装置，其特征在于，所述数据手套包括手套本体和若干个手关节姿态传感器。
8.一种实施如权利要求1-5所述实现高安全性VR虚拟现实的方法的高安全性VR虚拟现实系统，其特征在于，所述高安全性VR虚拟现实系统包括：
扫描建模模块、语音识别模块、数据传输模块、场景生成模块、交互模块、生理同步模块、显示模块、声音输出模块；
扫描建模模块，用于利用3D扫描仪人体数据获取，并基于获取的数据构建人体模型；
语音识别模块，用于进行语音获取用户语音数据，并对语音数据中包含的命令进行识别；
数据传输模块，用于利用有线以及无线的方式进行数据传输；
场景生成模块，用于生成虚拟场景；
交互模块，用于利用数据手套进行人机交互；
生理同步模块，用于将用户的生物特征参数和/或运动参数与虚拟环境的进行同步；
显示模块，用于利用VR眼镜以及显示器进行场景的显示；
声音输出模块，用于生成并输出三维立体声音。
9.一种存储在计算机可读介质上的计算机程序产品，包括计算机可读程序，供于电子装置上执行时，提供用户输入接口以实施如权利要求1-5任意一项所述实现高安全性VR虚拟现实的方法。
10.一种计算机可读存储介质，储存有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求1-5任意一项所述实现高安全性VR虚拟现实的方法。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20201120 |
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