CN116726478A - 一种基于方向盘的游戏手感反馈方法、设备、装置及介质 - Google Patents

一种基于方向盘的游戏手感反馈方法、设备、装置及介质 Download PDF

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CN116726478A CN202210211004.9A CN202210211004A CN116726478A CN 116726478 A CN116726478 A CN 116726478A CN 202210211004 A CN202210211004 A CN 202210211004A CN 116726478 A CN116726478 A CN 116726478A
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Abstract

本申请实施例提供一种基于方向盘的游戏手感反馈方法、设备、装置及介质。该方法包括：响应于游戏模式启动指令，在车辆处于安全状态时，启动游戏模式；根据获取到的方向盘参数和所述游戏模式中虚拟目标运行状态，生成手感反馈力矩；根据所述手感反馈力矩控制第一驱动电机驱动所述方向盘产生驱动力，以便用户通过所述方向盘控制所述虚拟目标的运行轨迹。控制器将该手感反馈力矩转换为控制信号发送给用于驱动方向盘的第一驱动电机产生用于模拟真实手感的驱动力。使得用户通过方向盘控制游戏中虚拟目标的运行轨迹的时候，能够获得更加真实的手感，从而使得用户获得更好的游戏体验。

Description

一种基于方向盘的游戏手感反馈方法、设备、装置及介质
技术领域
本申请涉及车辆控制技术领域，尤其涉及一种基于方向盘的游戏手感反馈方法、设备、装置及介质。
背景技术
随着智能驾驶技术的发展以及智能汽车的普及，智能汽车不仅能够满足用户出行需求，还可以为用户提供丰富多样化的娱乐功能。
现有技术当中，用户可以利用车载设备中的显示屏和扬声器获得听音乐、看视频等基本的视听娱乐体验。有的智能汽车还提供了游戏功能，使得用户能够获得更好的参与感。例如，在设计的游戏中，将方向盘作为游戏手柄，进而用户可以通过方向盘控制游戏角色。方向盘与车辆转向轮连接，用户在游戏模式中通过转动方向盘控制游戏角色的时候，车辆转向轮会跟随方向盘一起转动。
发明内容
本申请实施例提供一种基于方向盘的游戏手感反馈方法、设备、装置及介质，用以实现用户通过方向盘获得更好游戏手感的方案。
第一方面，本申请实施例提供一种基于方向盘的游戏手感反馈方法，包括：
响应于游戏模式启动指令，在车辆处于安全状态时，启动游戏模式；
根据获取到的方向盘参数和所述游戏模式中虚拟目标运行状态，生成手感反馈力矩；
发送所述手感反馈力矩。
第二方面，本申请实施例提供一种基于方向盘的游戏手感反馈装置，应用于车辆设备上，所述装置包括：
控制单元、传感器；所述传感器用于获取方向盘参数；
所述控制单元中包括启动模块，用于响应于游戏模式启动指令，在车辆处于安全状态时，则启动游戏模式；
生成模块，用于根据获取到的方向盘参数和所述游戏模式中虚拟目标运行状态，生成手感反馈力矩；
发送模块，用于发送所述手感反馈力矩。
第三方面，本申请实施例提供一种车辆设备，包括：车身，方向盘，传感器，以及用于驱动所述方向盘的第一驱动电机；
所述车身上安装有存储器、处理器、通信组件和人机交互设备；
所述存储器，用于存储一条或多条计算机指令；所述处理器用于执行所述一条或多条计算机指令以用于：执行基于方向盘的游戏手感反馈方法中的步骤。
第四方面，本申请实施例提供一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，计算机程序被执行时能够实现基于方向盘的游戏手感反馈方法中的步骤。
本申请实施例提供的基于方向盘的游戏手感反馈方法、设备、装置及介质中，在确保车辆处于安全状态(比如，车辆处于静止状态)的情况下，驾驶员或者其他用户可以基于车载的人机交互设备进入游戏模式。将车辆的方向盘作为用户参与游戏的控制手柄的角色，为了使得用户获得更好的游戏体验，可以根据获取到的当前方向盘参数(比如，旋转角度、角速度等)和游戏模式中用户控制的虚拟目标的运行状态，经过综合计算得到手感反馈力矩。进而，控制器将该手感反馈力矩转换为控制信号发送给用于驱动方向盘的第一驱动电机产生用于模拟真实手感的驱动力。使得用户通过方向盘控制游戏中虚拟目标的运行轨迹的时候，能够获得更加真实的手感，从而使得用户获得更好的游戏体验。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为本申请实施例提供的一种车辆线控转向系统的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的一种基于方向盘的游戏手感反馈方法的流程示意图；
图3为本申请实施例举例说明车辆安全状态判断的流程示意图；
图4为本申请实施例举例说明的确定回正力矩的示意图；
图5为本申请实施例举例说明的确定虚拟转向止点力矩的示意图；
图6为本申请实施例举例说明的确定虚拟场景反馈力矩的示意图；
图7为本申请实施例举例说明的确定阻尼力矩的示意图；
图8为本申请实施例提供的车辆设备的结构示意图；
图9为本申请实施例提供的基于方向盘的游戏手感反馈装置的示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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。
在本发明的说明书、权利要求书及上述附图中描述的一些流程中，包含了按照特定顺序出现的多个操作，这些操作可以不按照其在本文中出现的顺序来执行或并行执行。操作的序号如101、102等，仅仅是用于区分各个不同的操作，序号本身不代表任何的执行顺序。另外，这些流程可以包括更多或更少的操作，并且这些操作可以按顺序执行或并行执行。需要说明的是，本文中的“第一”、“第二”等描述，是用于区分不同的消息、设备、模块等，不代表先后顺序，也不限定“第一”和“第二”是不同的类型。
首先需要说明的是，本申请技术方案是基于车辆线控转向系统实现的。如图1为本申请实施例提供的一种车辆线控转向系统的结构示意图。从图1中可以看到车辆线控转向系统包括方向盘总成1、转向执行总成2和控制器3(Electronic Control Unit，ECU，电子控制单元)三个主要部分，以及必要时还包括电源等辅助系统等。
方向盘总1成包括方向盘11、传感器12(包括比如，转角传感器、力矩传感器、角速度传感器等)、方向盘的第一驱动电机13。方向盘、传感器、第一驱动电机通过管柱连接。方向盘总成的主要功能是将驾驶员的转向意图(例如通过测量方向盘转角)传递给控制器；同时接受控制器送来的力矩控制信号，产生方向盘回正力矩，以提供给驾驶员相应的手感和/或路感信息。转向执行总成包括前轮转角传感器、转向轮驱动电机、转向轮驱动电机控制器和前轮转向组件(比如，齿条、拉杆机械总成)等组成。转向执行总成2的功能是接受控制器的命令，通过转向轮驱动电机控制器控制转向车轮转动，实现驾驶员的转向意图。
为了便于理解，下面将结合具体实施例对本申请技术方案进行说明。
如图2为本申请实施例提供的一种基于方向盘的游戏手感反馈方法的流程示意图。该方法可以应用于车辆。该方法具体包括如下步骤：
步骤201：响应于游戏模式启动指令，在车辆处于安全状态时，启动游戏模式。
步骤202：根据获取到的方向盘参数和所述游戏模式中虚拟目标运行状态，生成手感反馈力矩。
步骤203：发送所述手感反馈力矩。
需要说明的是，这里所说的虚拟目标，可以理解为在用户进入游戏模式后，通过显示设备或显示组件进行游戏场景显示后，可以由用户控制的游戏角色。该虚拟目标可以根据具体游戏场景确定，比如，游戏场景是车辆比赛场景，则虚拟目标是车辆行驶；游戏场景是滑雪比赛场景，则虚拟目标是动漫人物或者卡通形象。在实际应用中，可以根据用户启动的游戏类型确定虚拟目标的展示形式，这里仅作为举例说明，并不构成对本申请的限制。
在实际应用中，用户可以通过人机交互设备启动游戏模式。这里所说的人机交互设备，可以是具有显示组件的车载行车电脑，具体显示组件可以是抬头显示组件、行车仪表盘显示组件、中控台显示组件等等，当然也可以根据用户需求自行选择通过哪个位置的显示组件进行游戏。此外，若车辆上还有其他乘客想要参与游戏或者观看游戏，还可以通过副驾显示组件或后排乘客显示组件进行显示，方便更多用户参与到游戏当中，提升用户参与感。为了满足用户多样化使用需求，人机交互设备还可以是能够与车辆连接的可穿戴显示设备(比如，AR眼镜、VR眼镜等等)。
游戏模式启动指令，可以是用户通过操控车载的人机交互设备发出该启动指令，也可以是通过语音的形式发出该启动指令。在该启动指令中，用户可以明确指定游戏的名称，进而通过人机交互设备开启对应的游戏；若用户的启动指令中并未明确指定游戏名称，车辆可以根据用户身份选择性推荐游戏，或者根据该用户身份对应的历史记录直接开启对应的游戏。比如，某车辆可以被用户1和用户2使用，用户1经常玩赛车竞技游戏，用户2经常玩滑雪竞技游戏。当用户1说“打开游戏”的游戏启动指令，由于用户1并未指明开启那个游戏，则会打开最近一次用户1玩过的赛车竞技游戏。当用户1说“打开滑雪游戏”，虽然此前历史记录中用户1经常玩的是赛车竞技游戏，但是由于此次用户1明确指定游戏名称，则会响应启动指令打开对应的滑雪竞技游戏。
在实际应用中，控制器可以将手感反馈力矩发送至第一驱动电机，这里所说的第一驱动电机可以理解为用于使得方向盘产生反馈力矩的电机，该第一驱动电机与控制器通信连接，同时与方向盘机械连接(如图1所示)。在游戏模式中，用户可以通过所述方向盘控制游戏中的虚拟目标的运行轨迹。需要说明的是，控制器可以直接将手感反馈力矩参数发送给第一驱动电机，也可以将手感反馈力矩对应的电信号发送给第一驱动电机，进而使得第一驱动电机产生对应的力矩，通过方向盘反馈给用户。
为了确保车辆安全，启动游戏模式之前，还包括：切断与用于驱动车辆转向轮的第二驱动电机的通信连接。需要说明的是，这里所说的第二驱动电机，是根据控制器的控制指令驱动车辆转向轮转动的驱动电机，在车辆驾驶过程中，方向盘转动时，第二驱动电机会驱动车辆转向轮跟随方向盘转动。在切断该通信连接之后，方向盘转动不会有控制信号发给第二驱动电机，也就是车辆转向轮不会跟随方向盘一起转动。也就避免用户通过方向盘进行游戏过程中，对车辆转向轮的轮胎造成不必要的磨损。
在实际应用中，若用户想要利用车辆启动游戏模式，需要确保用户和车辆的安全。下面将对确定车辆安全状态的相关技术方案进行具体说明。
一种情况是车辆处于静止状态，所述响应于游戏模式启动指令，在车辆处于安全状态时，则启动游戏模式，具体包括：响应于游戏模式启动指令，检测车辆运行状态和电量状态是否为安全状态。若车辆运行状态为停止状态且所述电量状态大于等于电量阈值的安全状态，则(基于人机交互设备)启动游戏模式。
当接收到用户的游戏模式启动指令之后，首先需要对车辆安全状态进行确认，只有车辆在安全状态下才能够允许用户启动游戏模式，若判断当前车辆并非处于安全状态，则会向用户反馈“因路况复杂/电量不足，当前条件无法启动游戏模式”。在判断车辆是否处于静止状态的时候，具体判断当前车辆的车速是否为零、驻车功能是否启动(比如，是否开启手刹驻车功能)、车辆的电量状态是否不小于电量阈值(比如，设定电量阈值为总电量的50％)。当然，这里所说的电量阈值可以根据用户需要进行调整，还可以根据其他形式进行动态调整，将在下述实施例中对电量阈值的确定方式进行举例说明，这里就不再重复赘述。
例如，如图3为本申请实施例举例说明车辆安全状态判断的流程示意图。用户在车辆驾驶为，说出“打开游戏”用于启动游戏模式的语音指令。人机交互设备接收并识别语音内容后，迅速对当前车辆安全状态进行检查，对车速、电量等基本参数进行检查判断，发现车速为零，电量为百分之百满足电量阈值要求(在实际应用中可以通过电池电压判断电量是否满足电压阈值)。但是手刹为启动驻车模式，存在溜车风险，则会发出提示“请在进行游戏前开启驻车”，在用户完成驻车操作后，启动游戏模式。当然，若车辆会在停车后自动启动驻车(无需用户启动驻车)，则可以不进行该条件的检查判断。
另一种情况是车辆处于行驶状态，所述响应于游戏模式启动指令，在车辆处于安全状态时，则游戏模式，包括：响应于游戏模式启动指令，若车辆运行状态为行驶状态，则判断获取到的车辆周围环境状态和电量状态是否为安全状态。若所述车辆周围环境状态满足托管条件，且所述电量状态大于等于所述电量阈值的安全状态，则(基于人机交互设备)启动游戏模式。
需要说明的是，这里所说的托管条件，可以理解为车辆周围环境能够满足自动驾驶需求时则认为满足托管条件。容易理解的是，不同自动驾驶等级对应的托管条件不同，比如，低等级自动驾驶车辆将车辆稀少的高速环境认定为满足自动驾驶的托管条件，高等级自动驾驶车辆将路况复杂的城市道路等各种环境认定为满足自动驾驶的托管条件。
随着车辆智能驾驶技术发展，在允许车辆自动驾驶的情况下，允许用户启动游戏模式，但是仍然需要对车辆安全状态进行判断。具体来说，在车辆行驶过程中，判断当前车速不为零，则表示当前车辆正在行驶当中。若判断车辆周围环境状态，发现路况比较复杂(比如，大雨或者大雪天气)，则在用户发出游戏模式启动指令后会向用户反馈“因路况复杂，当前条件无法启动游戏模式”，表示当前车辆周围环境状态不满足托管条件。若判断车辆周围环境状态比较好(比如，在车辆密度比较低的高速公路上、视野良好的城市道路)，可以实现自动驾驶，则认为满足托管条件，可以启动游戏模式。需要说明的是，在启动游戏模式之前，若用户处于非自动驾驶模式，则会先将自驾模式切换到自动驾驶模式，然后再启动游戏模式。
在实际应用中，电量阈值是可以根据用户需求或者实际情况进行调整和确定的。在本申请的一个或者多个实施例中，所述电量阈值的确定方式包括：获取车辆位置以及充换电站位置；根据所述车辆位置与所述充换电站位置之间的距离，确定所述电量阈值。
这里所说的充换电站，可以理解为充电站，或者换电站，或者同时支持充电和换电的电站。
如前文所述，用户在游戏过程中，有一些功能属于比较耗电的，因此，开启游戏模式之前，需要先确保电量状态大于等于电量阈值(比如，电池电压大于等于电压阈值)。这里所说的电量阈值，可以是固定值，比如用户或者出厂设置的固定值。
作为一可选实施例，在启动游戏模式之前，先获取车辆位置，以及充换电站位置。根据车辆位置与充换电站位置计算两地之间的距离，以及车辆从当前车辆位置行驶到充换电站位置所需电量，进而确定电量阈值。例如，通过定位计算知道车辆位置与充换电站位置之间的距离为10KM，车辆从当前车辆位置行驶到充换电站位置所需电量为总电量的5％，则可以将电量阈值设为5％。在实际应用中，避免从车辆位置行驶到充换电站位置的路上因为其他原因(比如，开启车载空调)导致电量损耗，可以将电量阈值设定更高(比如，可以设定10％或20％)。
若车辆在行驶状态，则车辆位置与充换电站位置之间的距离会动态变化，相应的，电量阈值也可以进行动态调整。比如，当车辆位置与充换电站位置之间的距离为10KM时电量阈值为10％，则当车辆行驶到车辆位置与充换电站位置之间的距离为5KM时电量阈值调整为7.5％。
用户在游戏过程中，当消耗一定电量后，剩余电量将要达到电量阈值时，会提醒用户。当剩余电量达到或者低于电量阈值时，会强制退出游戏模式。
再一种情况是车辆处于充电状态，所述响应于游戏模式启动指令，在车辆处于安全状态时，则启动游戏模式，包括：若所述车辆处于充电状态，则确定车辆处于安全状态；基于充电控制策略为人机交互设备供电并启动所述游戏模式。
在车辆处于充电状态的时候，车辆静止(当然，也可能在移动过程中采用无线充电方式进行充电)，而且用户也不用担心剩余电量多少。但是，为了不影响电池寿命和充电效率，在启动游戏模式的是，需要根据充电控制策略为人机交互设备进行供电。比如，可以从电池组中选择部分电池单元为人机交互设备供电，使得用户能够启动游戏模式。具体的在充电控制策略可以根据需要进行制定，这里仅作为举例说明，并不构成对本申请技术方案的限制。
通过上述多个实施例确保车辆处于安全状态之后，可以响应用户发出的启动指令，开启游戏模式。进入游戏模式之后，会综合各种因素生成手感反馈力矩，使得用户手握方向盘的时候，能够通过方向盘获得更好的手感体验。下面将对手感反馈力矩生成相关技术进行说明。
在本申请的一个或者多个实施例中，所述根据获取到的方向盘参数和所述游戏模式中虚拟目标运行状态，生成手感反馈力矩，包括：
获取方向盘参数，所述方向盘参数包括：旋转角度、角速度、转速方向和手力矩中至少一个；
根据所述方向盘参数以及所述游戏模式中虚拟目标运行状态，确定回正力矩、虚拟转向止点力矩、虚拟场景反馈力矩和阻尼力矩；
基于所述回正力矩、所述虚拟转向止点力矩、所述虚拟场景反馈力矩和所述阻尼力矩计算得到所述手感反馈力矩。
这里所说的手力矩可以理解为用户通过手握方向盘对方向盘所施加力产生的力矩。
方向盘参数包括：旋转角度、角速度和转速方向和手力矩中至少一个，对应的传感器可以是集成传感器，也可以是多个传感器，比如，角度传感器、角速度传感器、力矩传感器等等。
这里所说的回正力矩可以理解为方向盘主动会到中间位置的所产生的力矩。由于线控转向系统不存在机械止点，虚拟转向止点力矩可以理解为为了提高虚拟驾驶感，系统需要提供方向盘的虚拟转向止点，达到止点后方向盘无法转动。虚拟场景反馈力矩可以理解为根据游戏上位机传递过来的游戏虚拟场景信息(比如，虚拟目标发生碰撞)方向盘需要给出不同的反馈力矩。阻尼力矩可以理解为为了模拟游戏场景所产生的方向盘阻尼感所需的力矩。
下面将分别针对上述各种理解的确定方式的相关方案进行举例说明。
在本申请的一个或者多个实施例中，所述回正力矩的确定方式包括：获取方向盘的所述旋转角度和角速度、手力矩，和所述虚拟目标的虚拟速度；根据方向盘的预设目标位置、所述旋转角度和角速度，确定对应的目标回正力矩；基于所述目标回正力矩、所述手力矩和虚拟速度查找预设的回正力矩数据表，确定所述回正力矩。
这里所说的方向盘的预设目标位置可以理解为方向盘回正的中间位置，当方向盘位于该目标位置的时候，可以控制虚拟目标直线运动。这里所说的虚拟速度，可以理解为在游戏模式中的虚拟目标在对应的虚拟场景中运动的速度，比如，赛车场景中该虚拟速度为车辆行驶速度，在滑雪场景中该虚拟速度为动漫人物的滑雪速度，不同场景对应的虚拟速度不同。
如图4为本申请实施例举例说明的确定回正力矩的示意图。从图4中可以看到，首先，根据方向盘目标位置与当前方向盘的实际位置之间的角度差，通过比例积分微分(Proportion Integral Differential，PID)控制器，计算出方向盘的目标角速度；然后根据目标角速度与当前用户转动方向盘的实际角速度之间的速度差，通过PID控制器之后得到目标回正力矩；最后再根据驾驶员手力矩信号和虚拟目标的虚拟速度信号查找预设的回正力矩数据表，得到回正系数并乘上目标回正力矩，得到最终回正力矩。
在本申请的一个或者多个实施例中，所述虚拟转向止点力矩的确定方式包括：获取方向盘的所述旋转角度和角速度；根据方向盘的预设止点位置和所述旋转角度确定弹簧力矩；根据所述角速度和转速方向确定末端阻尼力矩；基于所述弹簧力矩和所述末端阻尼力矩确定所述虚拟转向止点力矩。
这里所说的预设止点位置可以理解为方向盘向左或向右旋转后能够达到的最大角度对应的位置。由于线控转向系统中不存在机械止点，因此，为了提升用户手感可以设定虚拟的止点位置。
如图5为本申请实施例举例说明的确定虚拟转向止点力矩的示意图。从图5中可以看到，虚拟转向止点力矩作用范围为距离方向盘虚拟末端的给定范围，主要分为实际弹簧力矩和实际末端阻尼力矩两个部分。其中，弹簧力矩特性为越靠近方向盘虚拟末端弹簧力矩越大，不能让方向盘大过预设止点位置，并且弹簧力矩的方向是始终指向方向盘的目标位置(中间位置)。在实际应用中，可以根据当前角度到预设止点位置的距离来查表得到弹簧力矩，并且经过梯度限制(Ramp)与上下极限限制(Saturation)的比值，以及最大值限制之后得到最终的实际弹簧力矩。末端阻尼力矩主要用来提高方向盘转向末端的稳定性能，末端阻尼力矩的方向与方向盘的转速方向相反，转速越大，阻尼力矩越大，根据方向盘的角速度和转速方向信号查找末端阻尼力矩数据表，再经过梯度限制(Ramp)与上下极限限制(Saturation)的比值，以及最大值限制之后得到最终的实际末端阻尼力矩。最后对两部分力矩进行求和得到虚拟转向止点力矩。
在本申请的一个或者多个实施例中，所述虚拟场景反馈力矩的确定方式包括：获取所述虚拟目标的碰撞位置和碰撞类型；根据所述碰撞位置和碰撞类型查找预设的虚拟场景反馈力矩数据表，确定所述虚拟场景反馈力矩。
在游戏场景中，用户控制虚拟目标完成既定任务的时候，难免会发生主动或被动的碰撞(这里所说的碰撞可以理解为各种有形或者无形的与虚拟目标发生虚拟物理接触所带来的效果，比如，碰撞石头或者被袭击等等导致虚拟目标感受到外力)，为了使得用户获得更好的体验，当虚拟目标发生碰撞的时候，可以通过方向盘向用户传递虚拟场景反馈力矩。
如图6为本申请实施例举例说明的确定虚拟场景反馈力矩的示意图。从图6中可以看到，虚拟速度信号、左边撞击到障碍物、右边撞击到障碍物、左边撞击到坑、右边撞击到坑、被袭击等虚拟碰撞信号，方向盘需要给出不同的反馈力矩，以此来提高游戏的逼真效果。左边撞击到障碍物的时候，方向盘需要向右的冲击力矩，震荡递减(大小可标定)；右边撞击到障碍物的时候，方向盘需要向左的冲击力矩，震荡递减(大小可标定)；左侧撞击到坑的时候，方向盘需要提供向左侧的冲击力矩，震荡递减(大小可标定)；右侧撞击到坑的时候，方向盘需要提供向右侧的冲击力矩，震荡递减(大小可标定)；持续颠簸路面的时候，方向盘需要提供大幅低频的正弦震荡力矩(幅值频率可标定)；被袭击的时候，方向盘需要提供小幅高频的正弦震荡力矩(幅值频率可标定)。
在本申请一个或多个实施例中，所述阻尼力矩的确定方式包括：获取方向盘的当前时刻的角速度和转速方向，以及所述游戏模式中路面摩擦系数、风阻参数；根据所述角速度和转速方向，以及所述路面摩擦系数、风阻参数查找预设的阻尼力矩数据表，确定所述阻尼力矩。
在实际应用中，能够为用户提供的游戏场景是多种多样的，比如，可以是赛车场景，或者滑雪场景。在赛车场景中，可以是山地赛车、雪地赛车、公路赛车等等。不同场景，驾驶车辆感受不同，因此，为了提升用户的真实感受，需要充分考虑游戏模式中的路面摩擦系数、风阻参数等等。比如，在公路赛车场景中的路面摩擦系数大于在雪地场景中的路面摩擦系数，但是公路场景中的风阻参数小于雪地场景中的风阻参数。
如图7为本申请实施例举例说明的确定阻尼力矩的示意图。从图7中可以看到，游戏阻尼控制模块，该模块主要功能是为了提高转向系统阻尼感，增强系统稳定性能。其作用范围是方向盘虚拟转角全范围(也就是方向盘左右方向分别对应的预设止点位置之间的范围)，方向一直与方向盘转速方向相反，转速越高，阻尼力矩越大。首先根据角速度和转速方向，以及所述路面摩擦系数、风阻参数查找预设的阻尼力矩数据表，得到目标阻尼力矩，然后对其进行Ramp限制、饱和限制最终得到实际的阻尼力矩。
当用户体验完上述游戏之后主动退出游戏，或者由于电池电量等于或者小于电量阈值的情况下使得用户被动退出游戏。具体相关技术方案如下：
在本申请的一个或者多个实施例中，响应于游戏模式退出指令，退出所述游戏模式。建立与第二驱动电机的通信连接。
这里所说的游戏模式退出指令可以是由用户发出的，比如，用户想要下车，所以需要终止游戏；也可以是由车辆的控制系统发出的，比如，当前电量比较低，所以需要终止游戏从而节约电量损耗。此外，还可以是车速不为零、线控系统出现故障、游戏开关被关闭、车辆行驶驱动电机转速或发动机转速不为零等等条件下，也将退出游戏模式。在退出游戏后，需要恢复方向盘对车辆转向的实际控制功能，也就是需要建立与第二驱动电机的通信连接。在实际应用中，为了确保重新建立通信连接的可靠性，在建立方向盘与所述第二驱动电机的通信连接后，将向所述第二驱动电机发送测试信号。基于所述测试信号，通过所述第二驱动电机驱动车辆转向轮进行复位校正。这里发送测试信号是为了确保方向盘与车辆转向轮之间联动正常，方向盘的转动动作能够得到车辆转向轮的及时响应。这里的复位校正是确保当方向盘位于中间位置的时候，车辆转向轮也朝向车辆正前方，并且方向盘转动的时候车辆转向轮能够精准跟随方向盘进行相应转动。
在实际应用中，还可以基于线控转向系统，综合利用线控制动、线控油门、线控悬挂、线控换挡等功能中至少一个实现对虚拟目标的控制，从而能够使得用户获得更好的游戏体验。比如，用户可以利用线控换挡和线控油门配合控制虚拟目标的虚拟速度。比如，可以通过控制线控悬挂让用户体验虚拟目标发生碰撞、颠簸等事件时的抖动体感。需要说明的是，当需要多个线控功能参与游戏模式的时候，可以根据游戏场景或者根据用户需求或者根据电量多少对线控功能进行选择性开启。
图8为本申请实施例提供的车辆设备的结构示意图，如图8所示，该车辆设备包括：存储器801以及控制器802。
存储器801，用于存储计算机程序，并可被配置为存储其它各种数据以支持在车辆设备上的操作。这些数据的示例包括用于在车辆设备上操作的任何应用程序或方法的指令，联系人数据，电话簿数据，消息，图片，视频等。
其中，存储器801可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(Static Random-Access Memory，SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable read only memory，EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(Electrical Programmable Read Only Memory，EPROM)，可编程只读存储器(Programmable read-only memory，PROM)，只读存储器(Read-Only Memory，ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。
该车辆设备还包括：人机交互设备803。控制器802，与存储器801耦合，用于执行存储器801中的计算机程序，以用于：
响应于游戏模式启动指令，在车辆处于安全状态时，启动游戏模式；
根据获取到的方向盘参数和所述游戏模式中虚拟目标运行状态，生成手感反馈力矩；
发送所述手感反馈力矩。
可选地，控制器802还用于通过传感器获取方向盘参数；所述方向盘参数包括：旋转角度、角速度和转速方向和手力矩中至少一个；
根据所述方向盘参数以及所述游戏模式中虚拟目标运行状态，确定回正力矩、虚拟转向止点力矩、虚拟场景反馈力矩和阻尼力矩；
基于所述回正力矩、虚拟转向止点力矩、虚拟场景反馈力矩和阻尼力矩计算得到所述手感反馈力矩。
可选地，控制器802还用于确定回正力矩，所述回正力矩的确定方式包括：
获取方向盘的所述旋转角度和角速度、手力矩，和所述虚拟目标的虚拟速度；
根据方向盘的预设目标位置、所述旋转角度和角速度，确定对应的目标回正力矩；
基于所述目标回正力矩、所述手力矩和虚拟速度查找预设的回正力矩数据表，确定所述回正力矩。
可选地，控制器802还用于确定虚拟转向止点力矩，所述虚拟转向止点力矩的确定方式包括：
获取方向盘的所述旋转角度和角速度；
根据方向盘的预设止点位置和所述旋转角度确定弹簧力矩；
根据所述角速度和转速方向确定末端阻尼力矩；
基于所述弹簧力矩和所述末端阻尼力矩确定所述虚拟转向止点力矩。
可选地，控制器802还用于确定虚拟场景反馈力矩，所述虚拟场景反馈力矩的确定方式包括：
获取所述虚拟目标的碰撞位置和碰撞类型；
根据所述碰撞位置和碰撞类型查找预设的虚拟场景反馈力矩数据表，确定所述虚拟场景反馈力矩。
可选地，控制器802还用于确定阻尼力矩，所述阻尼力矩的确定方式包括：
获取方向盘的当前时刻的角速度和转速方向，以及所述游戏模式中路面摩擦系数、风阻参数；
根据所述角速度和转速方向，以及所述路面摩擦系数、风阻参数查找预设的阻尼力矩数据表，确定所述阻尼力矩。
可选地，控制器802还用于响应于游戏模式启动指令，检测车辆运行状态和电量状态是否为安全状态；
若车辆运行状态为停止状态且所述电量状态大于等于电量阈值的安全状态，则启动游戏模式。
可选地，控制器802还用于响应于游戏模式启动指令，若车辆运行状态为行驶状态，则判断获取到的车辆周围环境状态和电量状态是否为安全状态；
若所述车辆周围环境状态满足托管条件，且所述电量状态大于等于所述电量阈值的安全状态，则启动游戏模式。
可选地，控制器802还用于确定电量阈值，所述电量阈值的确定方式包括：
获取车辆位置以及充换电站位置；
根据所述车辆位置与所述充换电站位置之间的距离，确定所述电量阈值。
可选地，控制器802还用于若所述车辆处于充电状态，则确定车辆处于安全状态；
基于充电控制策略为所述人机交互设备供电并启动所述游戏模式。
可选地，控制器802还用于启动游戏模式之前，还包括：切断与用于驱动车辆转向轮的第二驱动电机的通信连接。
可选地，控制器802还用于响应于游戏模式退出指令，退出所述游戏模式；
建立与第二驱动电机的通信连接。
可选地，控制器802还用于建立与所述第二驱动电机的通信连接，并向所述第二驱动电机发送测试信号；
基于所述测试信号，通过所述第二驱动电机驱动车辆转向轮进行复位校正。
上述图8中的人机交互设备803包括屏幕，其屏幕可以包括液晶显示器(LCD)和触摸面板(TP)。如果屏幕包括触摸面板，屏幕可以被实现为触摸屏，以接收来自用户的输入信号。触摸面板包括一个或多个触摸传感器以感测触摸、滑动和触摸面板上的手势。所述触摸传感器可以不仅感测触摸或滑动动作的边界，而且还检测与所述触摸或滑动操作相关的持续时间和压力。
上图8中的音频组件804，可被配置为输出和/或输入音频信号。例如，音频组件包括一个麦克风(MIC)，当音频组件所在设备处于操作模式，如呼叫模式、记录模式和语音识别模式时，麦克风被配置为接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器或经由通信组件发送。在一些实施例中，音频组件还包括一个扬声器，用于输出音频信号。
进一步，如图8所示，该车辆设备还包括：通信组件805、电源组件806等其它组件。图8中仅示意性给出部分组件，并不意味着车辆设备只包括图3所示组件。
上述图8中的通信组件805被配置为便于通信组件所在设备和其他设备之间有线或无线方式的通信。通信组件所在设备可以接入基于通信标准的无线网络，如WiFi，2G、3G、4G或5G，或它们的组合。在一个示例性实施例中，通信组件可基于近场通信(Near FieldCommunication，NFC)技术、射频识别(Radio Frequency Identification，RFID)技术、红外数据协会(Infrared Data Association，IrDA)技术、超宽带(Ultra Wide Band，UWB)技术、蓝牙技术和其他技术来实现。
其中，电源组件806，为电源组件所在设备的各种组件提供电力。电源组件可以包括电源管理系统，一个或多个电源，及其他与为电源组件所在设备生成、管理和分配电力相关联的组件。
图9为本申请实施例提供的基于方向盘的游戏手感反馈装置的示意图，如图9所示，该基于方向盘的游戏手感反馈装置包括：
控制单元、传感器；所述传感器用于获取方向盘参数；有的还包括第一驱动电机。
所述控制单元中包括，启动模块91，用于响应于游戏模式启动指令，在车辆处于安全状态时，则启动游戏模式；生成模块92，用于根据获取到的方向盘参数和所述游戏模式中虚拟目标运行状态，生成手感反馈力矩；发送模块93，用于发送所述手感反馈力矩。手感反馈力矩可以发送给第一驱动电机。
生成模块92，还用于通过传感器获取方向盘参数；所述方向盘参数包括：旋转角度、角速度和转速方向和手力矩中至少一个；
根据所述方向盘参数以及所述游戏模式中虚拟目标运行状态，确定回正力矩、虚拟转向止点力矩、虚拟场景反馈力矩和阻尼力矩；
基于所述回正力矩、虚拟转向止点力矩、虚拟场景反馈力矩和阻尼力矩计算得到所述手感反馈力矩。
生成模块92，还用于确定回正力矩，具体包括：
获取方向盘的所述旋转角度和角速度、手力矩，和所述虚拟目标的虚拟速度；
根据方向盘的预设目标位置、所述旋转角度和角速度，确定对应的目标回正力矩；
基于所述目标回正力矩、所述手力矩和虚拟速度查找预设的回正力矩数据表，确定所述回正力矩。
生成模块92，还用于确定虚拟转向止点力矩，具体包括：
获取方向盘的所述旋转角度和角速度；
根据方向盘的预设止点位置和所述旋转角度确定弹簧力矩；
根据所述角速度和转速方向确定末端阻尼力矩；
基于所述弹簧力矩和所述末端阻尼力矩确定所述虚拟转向止点力矩。
生成模块92，还用于确定虚拟场景反馈力矩，具体包括：
获取所述虚拟目标的碰撞位置和碰撞类型；
根据所述碰撞位置和碰撞类型查找预设的虚拟场景反馈力矩数据表，确定所述虚拟场景反馈力矩。
生成模块92，还用于确定阻尼力矩，具体包括：
获取方向盘的当前时刻的角速度和转速方向，以及所述游戏模式中路面摩擦系数、风阻参数；
根据所述角速度和转速方向，以及所述路面摩擦系数、风阻参数查找预设的阻尼力矩数据表，确定所述阻尼力矩。
启动模块91，还用于响应于游戏模式启动指令，检测车辆运行状态和电量状态是否为安全状态；
若车辆运行状态为停止状态且所述电量状态大于等于电量阈值的安全状态，则启动游戏模式。
启动模块91，还用于响应于游戏模式启动指令，若车辆运行状态为行驶状态，则判断获取到的车辆周围环境状态和电量状态是否为安全状态；
若所述车辆周围环境状态满足托管条件，且所述电量状态大于等于所述电量阈值的安全状态，则启动游戏模式。
启动模块91，还用于确定电量阈值，具体包括：
获取车辆位置以及充换电站位置；
根据所述车辆位置与所述充换电站位置之间的距离，确定所述电量阈值。
启动模块91，还用于若所述车辆处于充电状态，则确定车辆处于安全状态；
基于充电控制策略为所述人机交互设备供电并启动所述游戏模式。
启动模块91，还用于启动游戏模式之前，还包括：切断与用于驱动车辆转向轮的第二驱动电机的通信连接。
还包括退出模块94，用于响应于游戏模式退出指令，退出所述游戏模式；
建立与第二驱动电机的通信连接。
退出模块94，还用于建立与所述第二驱动电机的通信连接，并向所述第二驱动电机发送测试信号；
基于所述测试信号，通过所述第二驱动电机驱动车辆转向轮进行复位校正。
本申请实施例中，在确保车辆处于安全状态(比如，车辆处于静止状态)的情况下，驾驶员或者其他用户可以基于车载的人机交互设备进入游戏模式。将车辆的方向盘作为用户参与游戏的控制手柄的角色，为了使得用户获得更好的游戏体验，可以根据获取到的当前方向盘参数(比如，旋转角度、角速度等)和游戏模式中用户控制的虚拟目标的运行状态，经过综合计算得到手感反馈力矩。进而，控制器将该手感反馈力矩转换为控制信号发送给用于驱动方向盘的第一驱动电机产生用于模拟真实手感的驱动力。使得用户通过方向盘控制游戏中虚拟目标的运行轨迹的时候，能够获得更加真实的手感，从而使得用户获得更好的游戏体验。
相应地，本申请实施例还提供一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，计算机程序被执行时能够实现上述方法实施例中可由车辆设备执行的各步骤。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (16)

1.一种基于方向盘的游戏手感反馈方法，其特征在于，所述方法包括：
响应于游戏模式启动指令，在车辆处于安全状态时，启动游戏模式；
根据获取到的方向盘参数和所述游戏模式中虚拟目标运行状态，生成手感反馈力矩；
发送所述手感反馈力矩。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据获取到的方向盘参数和所述游戏模式中虚拟目标运行状态，生成手感反馈力矩，包括：
获取方向盘参数，所述方向盘参数包括：旋转角度、角速度、转速方向和手力矩中至少一个；
根据所述方向盘参数以及所述游戏模式中虚拟目标运行状态，确定回正力矩、虚拟转向止点力矩、虚拟场景反馈力矩和阻尼力矩；
基于所述回正力矩、所述虚拟转向止点力矩、所述虚拟场景反馈力矩和所述阻尼力矩计算得到所述手感反馈力矩。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述回正力矩的确定方式包括：
获取所述旋转角度和角速度、手力矩，和所述虚拟目标的虚拟速度；
根据方向盘的预设目标位置、所述旋转角度和角速度，确定对应的目标回正力矩；
基于所述目标回正力矩、所述手力矩和虚拟速度查找预设的回正力矩数据表，确定所述回正力矩。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述虚拟转向止点力矩的确定方式包括：
获取方向盘的所述旋转角度和所述角速度；
根据方向盘的预设止点位置和所述旋转角度确定弹簧力矩；
根据所述角速度和转速方向确定末端阻尼力矩；
基于所述弹簧力矩和所述末端阻尼力矩确定所述虚拟转向止点力矩。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述虚拟场景反馈力矩的确定方式包括：
获取所述虚拟目标的碰撞位置和碰撞类型；
根据所述碰撞位置和碰撞类型查找预设的虚拟场景反馈力矩数据表，确定所述虚拟场景反馈力矩。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述阻尼力矩的确定方式包括：
获取方向盘的当前时刻的角速度和转速方向，以及所述游戏模式中路面摩擦系数、风阻参数；
根据所述角速度和转速方向，以及所述路面摩擦系数、风阻参数查找预设的阻尼力矩数据表，确定所述阻尼力矩。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述响应于游戏模式启动指令，在车辆处于安全状态时，则启动游戏模式，包括：
响应于游戏模式启动指令，检测车辆运行状态和电量状态是否为安全状态；
若车辆运行状态为停止状态且所述电量状态大于等于电量阈值的安全状态，则启动游戏模式。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述响应于游戏模式启动指令，在车辆处于安全状态时，启动游戏模式，包括：
响应于游戏模式启动指令，若车辆运行状态为行驶状态，则判断获取到的车辆周围环境状态和电量状态是否为安全状态；
若所述车辆周围环境状态满足托管条件，且所述电量状态大于等于所述电量阈值的安全状态，则基于人机交互设备启动游戏模式。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述电量阈值的确定方式包括：
获取车辆位置以及充换电站位置；
根据所述车辆位置与所述充换电站位置之间的距离，确定所述电量阈值。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述响应于游戏模式启动指令，在车辆处于安全状态时，则启动游戏模式，包括：
若所述车辆处于充电状态，则确定车辆处于安全状态；
基于充电控制策略为人机交互设备供电并启动所述游戏模式。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，启动游戏模式之前，还包括：切断与用于驱动车辆转向轮的第二驱动电机的通信连接。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，还包括：
响应于游戏模式退出指令，退出所述游戏模式；
建立与第二驱动电机的通信连接。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述建立与第二驱动电机的通信连接，包括：
建立与所述第二驱动电机的通信连接，并向所述第二驱动电机发送测试信号；
基于所述测试信号，通过所述第二驱动电机驱动车辆转向轮进行复位校正。
14.一种基于方向盘的游戏手感反馈装置，应用于车辆设备上，其特征在于，所述装置包括：控制单元、传感器；所述传感器用于获取方向盘参数；
所述控制单元中包括启动模块，用于响应于游戏模式启动指令，在车辆处于安全状态时，则启动游戏模式；
生成模块，用于根据获取到的方向盘参数和所述游戏模式中虚拟目标运行状态，生成手感反馈力矩；
发送模块，用于发送所述手感反馈力矩。
15.一种车辆设备，其特征在于，包括：车身，方向盘，传感器，以及用于驱动所述方向盘的第一驱动电机；
所述车身上安装有存储器、处理器、通信组件和人机交互设备；
所述存储器，用于存储一条或多条计算机指令；
所述处理器用于执行所述一条或多条计算机指令以用于执行权利要求1-13任一项所述的方法中的步骤。
16.一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，其特征在于，计算机程序被执行时能够实现如权利要求1-13任一项所述的方法中的步骤。
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