CN113467617B - 触觉反馈方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种触觉反馈方法、装置、设备及存储介质，其中，触觉反馈方法，包括获取用户对虚拟场景中目标对象的行为；根据所述用户对所述目标对象的行为，从多个不同的触觉反馈方案中选取一个作为目标触觉反馈方案，并以所述目标触觉反馈方案进行触觉反馈。上述方案，可以根据用户对虚拟场景中目标对象的行为，从多个不同的触觉反馈方案中选取一个作为目标触觉反馈方案，并以该目标触觉反馈方案进行触觉反馈，实现了用户对虚拟环境/空间内的对象进行操作时，进行触觉反馈，以提高使用体验的目的。
Description
技术领域
本发明一般涉及VR/AR技术领域，具体涉及一种触觉反馈方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
虚拟现实(VirtualReality，VR)、增强现实(Augmented Reality，AR) 是近些年新兴的技术。VR可以指创建用户可与之交互的全沉浸式虚拟环境/空间体验。AR可以指VR元素与现实生活的混合。例如，AR 可涉及提供物理现实环境环境的实况显示体验。
现有的VR、AR产品中，缺少实时的触觉反馈，表现为用户始终是凭空点击、抓捏、拖拽虚拟环境/空间内的目标。然而，触觉是人感觉环境的一个重要途径，在虚拟环境/空间内凭空点击、抓捏、拖拽虚目标，而得不到相应的触觉反馈，严重影响使用体验。
发明内容
本申请期望提供一种触觉反馈方法、装置、设备及存储介质，在用户对虚拟环境/空间内的对象进行操作时，进行触觉反馈，以提高使用体验。
第一方面，本发明提供一种触觉反馈方法，包括：
获取用户对虚拟场景中目标对象的行为；
根据所述用户对所述目标对象的行为，从多个不同的触觉反馈方案中选取一个作为目标触觉反馈方案，并以所述目标触觉反馈方案进行触觉反馈。
作为可实现方式，所述获取用户对虚拟场景中目标对象的行为，具体为：
检测所述用户与虚拟场景中的对象是否发生接触，若是，则将所接触对象作为所述目标对象；
以接触时所述用户接触所述目标对象的动作，作为对虚拟场景中目标对象的行为。
作为可实现方式，所述根据所述用户对所述目标对象的行为，从多个不同的反馈方案中选取一个作为目标触觉反馈方案，具体为：
根据所述用户对所述目标对象的所述行为，确定所述行为的事件类型；
根据事件类型与触觉反馈方案的映射关系，确定所述目标触觉反馈方案。
作为可实现方式，所述触觉反馈至少包括振动反馈。
作为可实现方式，不同振动反馈的振动频率和振动时长中的至少任一不相同。
作为可实现方式，根据所述行为的出现频率，确定所述振动频率，且出现频率大于频率阈值的多个所述行为中，任意两者所对应的振动频率均不相同。
第二方面，本发明提供一种触觉反馈装置，包括：
行为获取单元，用于获取用户对虚拟场景中目标对象的行为；
触觉反馈单元，用于根据所述用户对所述目标对象的行为，从多个不同的触觉反馈方案中选取一个作为目标触觉反馈方案，并以所述目标触觉反馈方案进行触觉反馈。
作为可实现方式，所述行为获取单元包括：
目标对象检测模块，用于检测所述用户与虚拟场景中的对象是否发生接触，若是，则将所接触对象作为所述目标对象；
行为确定模块，用于以接触时所述用户接触所述目标对象的动作，作为对虚拟场景中目标对象的行为。
作为可实现方式，所述触觉反馈单元包括：
控制模块，用于根据所述用户对所述目标对象的所述行为，确定所述行为的事件类型；并根据事件类型与触觉反馈方案的映射关系，确定所述目标触觉反馈方案；
执行模块，用于根据所述目标触觉反馈方案进行触觉反馈。
作为可实现方式，所述执行模块包括线性马达或偏心马达。
第三方面，本发明提供一种终端设备，其特征在于，所述设备包括：一个或多个处理器；存储器，用于存储一个或多个程序；当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器执行如上述的触觉反馈方法。
第四方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，所述计算机程序用于实现如上述的触觉反馈方法。
上述方案，可以根据用户对虚拟场景中目标对象的行为，从多个不同的触觉反馈方案中选取一个作为目标触觉反馈方案，并以该目标触觉反馈方案进行触觉反馈，实现了用户对虚拟环境/空间内的对象进行操作时，进行触觉反馈，以提高使用体验的目的。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明实施例提供的触觉反馈方法流程图；
图2为本发明另一实施例提供的步骤S10的具体流程图；
图3为本发明再一实施例提供的步骤S20的具体流程图；
图4为本发明实施例提供的触觉反馈装置的结构示意图；
图5为本发明另一实施例提供的触觉反馈装置的结构示意图；
图6为本发明再一实施例提供的触觉反馈装置的结构示意图；
图7为本发明又一实施例提供的控制模块与横向直线电机及AR 设备的连接关系图；
图8为本发明实施例提供的终端设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
如图1所示，本发明实施例示出的一种触觉反馈方法，至少应用于VR、AR使用环境中，包括：
S10：获取用户对虚拟场景中目标对象的行为；
例如但不限于，在应用于AR使用环境时，用户佩戴AR头盔， AR头盔包括：摄像头，用来实时拍摄用户周围物理环境的实景信息 (Camera View)，该实景信息可以包括深度信息，其中，该摄像头也可以使用具备显存功能的摄像头，以实时缓存拍摄到的实景信息；显示屏幕，为用户呈现摄像头拍摄实景信息在增强现实内容修饰渲染下增强现实内容视图(Augmented Reality View；AR View)；指南针、传感器等，用来采集AR头盔状态，包括：AR头盔中摄像头的朝向、与地面夹角等。
本文以用户对虚拟场景中目标对象的行为手势动作为例进行说明，可以通过图像识别的方式进行手势动作的识别，即在摄像头所拍摄的实景信息中对用户的手势进行识别，例如，识别出的手势可包括手指点击、抓取、拖拽、释放等动作。此外，由于实景信息中还具有深度信息，则可以根据该深度信息确定当初用户对虚拟场景中的目标对象，也就是根据深度信息在虚拟场景/空间中对目标对象及手部进行定位。如，识别出用户的手势动作为抓取，手部的深度信息为(x1， y1，z1)，相应地，该深度信息为(x1，y1，z1)映射到虚拟场景中，的坐标位置为(x1’，y1’，z1’)，若(x1’，y1’，z1’)的位置处有一花瓶，那么，就可以认为用户对虚拟场景中目标对象的行为，是抓取虚拟场景中，坐标位置为(x1’，y1’，z1’)的花瓶。
S20：根据所述用户对所述目标对象的行为，从多个不同的触觉反馈方案中选取一个作为目标触觉反馈方案，并以所述目标触觉反馈方案进行触觉反馈。
针对于用户对不同目标对象的行为，可以具有多种不同的目标触觉反馈方案，以提高触觉反馈的差异性。
例如，同样是抓取的动作，可以根据抓取的目标对象的不同，产生不同强度的触觉反馈，如抓取的目标对象越重，则触觉反馈越强烈。
上述方案，可以根据用户对虚拟场景中目标对象的行为，从多个不同的触觉反馈方案中选取一个作为目标触觉反馈方案，并以该目标触觉反馈方案进行触觉反馈，实现了用户对虚拟环境/空间内的对象进行操作时，进行触觉反馈，以提高使用体验的目的。
作为可实现方式，如图2所示，所述获取用户对虚拟场景中目标对象的行为，具体为：
S101：检测所述用户与虚拟场景中的对象是否发生接触，若是，则将所接触对象作为所述目标对象；
检测用户与虚拟场景中的对象是否发生接触，也即在虚拟场景/ 空间中对目标对象及手部进行定位。除了上述可以利用视觉识别的方式进行定位外，还可以通过视觉+惯性测量单元(Inertial Measurement Unit；IMU)的方式进行定位，采用此方式时，使用者需要佩戴具有惯性测量单元的手套、指环、手镯等，并采用SLAM(Simultaneous Localizationand Mapping)算法来进行定位计算。
S102：以接触时所述用户接触所述目标对象的动作，作为对虚拟场景中目标对象的行为。
作为可实现方式，如图3所示，为了降低计算量，提高响应速度，所述根据所述用户对所述目标对象的行为，从多个不同的反馈方案中选取一个作为目标触觉反馈方案，具体为：
S201：根据所述用户对所述目标对象的所述行为，确定所述行为的事件类型；
S202：根据事件类型与触觉反馈方案的映射关系，确定所述目标触觉反馈方案。
预先划定多个不同的事件类型，每种事件类型可以对应一种触觉反馈方案，并且将用户对不同目标对应的不同行为定义到不同的事件类型中。
例如，将抓取盒子、花瓶等，划分为抓取较轻对象的事件类型；抓取20L矿泉水桶划分为抓取较重对象的事件类型；释放盒子、花瓶等，划分为释放较轻对象的事件类型；释放20L矿泉水桶等，划分为释放较重对象的事件类型；高速碰撞到障碍物划分为碰撞严重的事件类型；低速碰撞到障碍物划分为碰撞轻微的事件类型。上述六种事件类型，对应六种触觉反馈方案，依次为A触觉反馈方案；B触觉反馈方案；C触觉反馈方案；D触觉反馈方案；E触觉反馈方案；F触觉反馈方案(这里的字母A-F仅是用于表示不同的触觉反馈方案，当然还可以采用数字等其它形式进行表示)。
若检测到用户在虚拟环境中抓取的目标对象是手机，而手机是与盒子、花瓶等类似的较轻的对象，则抓取手机的事件类型为抓取较轻对象的事件类型，据此可以确定目标触觉反馈方案为A触觉反馈方案；依此规律来分别确定用户对目标对象的行为所对应的触觉反馈方案。
作为可实现方式，所述触觉反馈至少包括振动反馈。
例如通过线性马达或偏心马达进行振动反馈。线性马达或偏心马达的数量可以根据实际情况而定，这里不对其具体数量进行限定。
优选采用横向线性马达进行振动反馈。可以通过控制横向线性马达产生不同振动频率、振动时长的振动来提供多种振动反馈。采用横向线性马达，可以通过不同频率的交流电，实现丰富、细腻的振感，且横向线性马达启停响应快，震感跟手、有力，且振动方向性强。
作为可实现方式，不同振动反馈的振动频率和振动时长中的至少任一不相同。
作为可实现方式，根据所述行为的出现频率，确定所述振动频率，且出现频率大于频率阈值的多个所述行为中，任意两者所对应的振动频率均不相同。
将行为出现频率较高的几个，所对应的振动频率错开，即采用不同的振动频率，并且，可以尽量的拉大两者之间的振动频率差，以获得较为明显的区别振感。
第二方面，如图4所示，本发明提供一种触觉反馈装置，包括：
行为获取单元1，用于获取用户对虚拟场景中目标对象的行为；
触觉反馈单元2，用于根据所述用户对所述目标对象的行为，从多个不同的触觉反馈方案中选取一个作为目标触觉反馈方案，并以所述目标触觉反馈方案进行触觉反馈。
该触觉反馈装置用于实现上述触觉反馈方法，其工作原理及效果参见上述实施例，这里不再赘述。
作为可实现方式，如图5所示，所述行为获取单元1包括：
目标对象检测模块11，用于检测所述用户与虚拟场景中的对象是否发生接触，若是，则将所接触对象作为所述目标对象；
行为确定模块12，用于以接触时所述用户接触所述目标对象的动作，作为对虚拟场景中目标对象的行为。
作为可实现方式，如图6所示，所述触觉反馈单元2包括：
控制模块21，用于根据所述用户对所述目标对象的所述行为，确定所述行为的事件类型；并根据事件类型与触觉反馈方案的映射关系，确定所述目标触觉反馈方案；
执行模块22，用于根据所述目标触觉反馈方案进行触觉反馈。
作为可实现方式，所述执行模块包括线性马达或偏心马达。
另参见图7所示，执行模块例如为线性马达，且可选择横向线性马达M，控制模块21例如可以包括控制IC211和驱动IC212，控制 IC211接收AR设备3，如AR头盔所确定的目标触觉反馈方案，并将其转化为对横向线性马达M进行驱动的步长及频率信号，驱动IC212 根据该步长及频率信号，向横向线性马达M输出对应的交流电，以控制横向线性马达M的振动频率即振动时长。此外，驱动IC212还用于向控制IC211反馈横向线性马达M的工作状况等信息。AR头盔可以通过有线的方式或无线的方式与控制IC211进行数据通信。在采用有线的方式时，如通过具有Type-C接口的数据线，采用连接器213与控制I211C进行连接时，AR头盔同时为控制IC211等进行供电。
第三方面，本发明提供一种终端设备，所述设备包括：一个或多个处理器；存储器，用于存储一个或多个程序；当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器执行如上述的触觉反馈方法。
如图8所示，该终端设备500包括中央处理单元(CPU)501，其可以根据存储在只读存储器(ROM)502中的程序或者从存储部分508 加载到随机访问存储器(RAM)503中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM 503中，还存储有系统500操作所需的各种程序和数据。CPU 501、ROM 502以及RAM 503通过总线504彼此相连。输入 /输出(I/O)接口505也连接至总线504。
以下部件连接至I/O接口505：包括键盘(可以为虚拟键盘)等的输入部分506；包括诸如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD) 等以及扬声器等的输出部分507；包括硬盘等的存储部分508；以及包括诸如LAN卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分509。通信部分509经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器510也根据需要连接至I/O接口505。可拆卸介质511，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器510上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分508。
特别地，根据本公开的实施例，上文参考图1描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本公开的实施例包括一种触觉反馈方法，其包括有形地包含在机器可读介质上的计算机程序，上述触觉反馈方法包含用于执行图1的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分509从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质511被安装。
附图中的流程图和框图，图示了按照本发明各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，前述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
描述于本申请实施例中所涉及到的单元或模块可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。所描述的单元或模块也可以设置在处理器中。
第四方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是上述实施例中前述装置中所包含的计算机可读存储介质；也可以是单独存在，未装配入设备中的计算机可读存储介质。计算机可读存储介质存储有一个或者一个以上程序，前述程序被一个或者一个以上的处理器用来执行描述于本申请的触觉反馈方法。
需要理解的是，上文如有涉及术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。
Claims (10)
1.一种触觉反馈方法，其特征在于，包括：
获取用户对虚拟场景中目标对象的行为；
根据所述用户对所述目标对象的行为，从多个不同的触觉反馈方案中选取一个作为目标触觉反馈方案，并以所述目标触觉反馈方案进行触觉反馈；所述触觉反馈至少包括振动反馈；根据所述行为的出现频率，确定所述振动频率，且出现频率大于频率阈值的多个所述行为中，任意两者所对应的振动频率均不相同，且拉大任意两者之间的振动频率差，以获得区别振感。
2.根据权利要求1所述的触觉反馈方法，其特征在于，所述获取用户对虚拟场景中目标对象的行为，具体为：
检测所述用户与虚拟场景中的对象是否发生接触，若是，则将所接触对象作为所述目标对象；
以接触时所述用户接触所述目标对象的动作，作为对虚拟场景中目标对象的行为。
3.根据权利要求1所述的触觉反馈方法，其特征在于，所述根据所述用户对所述目标对象的行为，从多个不同的反馈方案中选取一个作为目标触觉反馈方案，具体为：
根据所述用户对所述目标对象的所述行为，确定所述行为的事件类型；
根据事件类型与触觉反馈方案的映射关系，确定所述目标触觉反馈方案。
4.根据权利要求1所述的触觉反馈方法，其特征在于，不同振动反馈的振动频率和振动时长中的至少任一不相同。
5.一种触觉反馈装置，其特征在于，包括：
行为获取单元，用于获取用户对虚拟场景中目标对象的行为；
触觉反馈单元，用于根据所述用户对所述目标对象的行为，从多个不同的触觉反馈方案中选取一个作为目标触觉反馈方案，并以所述目标触觉反馈方案进行触觉反馈；所述触觉反馈至少包括振动反馈；根据所述行为的出现频率，确定所述振动频率，且出现频率大于频率阈值的多个所述行为中，任意两者所对应的振动频率均不相同，且拉大任意两者之间的振动频率差，以获得区别振感。
6.根据权利要求5所述的触觉反馈装置，其特征在于，
所述行为获取单元包括：
目标对象检测模块，用于检测所述用户与虚拟场景中的对象是否发生接触，若是，则将所接触对象作为所述目标对象；
行为确定模块，用于以接触时所述用户接触所述目标对象的动作，作为对虚拟场景中目标对象的行为。
7.根据权利要求6所述的触觉反馈装置，其特征在于，
所述触觉反馈单元包括：
控制模块，用于根据所述用户对所述目标对象的所述行为，确定所述行为的事件类型；并根据事件类型与触觉反馈方案的映射关系，确定所述目标触觉反馈方案；
执行模块，用于根据所述目标触觉反馈方案进行触觉反馈。
8.根据权利要求7所述的触觉反馈装置，其特征在于，所述执行模块包括线性马达或偏心马达。
9.一种终端设备，其特征在于，所述设备包括：一个或多个处理器；存储器，用于存储一个或多个程序；当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器执行如权利要求1至4中任一项所述的触觉反馈方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，所述计算机程序用于实现如权利要求1至4中任一项所述的触觉反馈方法。
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