CN206162394U - 一种基于触感反馈的用于虚拟现实环境的动作捕捉系统 - Google Patents

Abstract

一种基于触感反馈的用于虚拟现实环境的动作捕捉系统，包括终端、头戴式显示器，其特征在于：还包括动作捕捉手套，动作捕捉手套包括手套本体、与手套本体连接的第一指套、第二指套、第三指套、第四指套、第五指套，本实用新型通过设置在指套上的弯曲传感器和手套本体背部上的弯曲传感器，获取所佩戴该手套的手指、手掌的运动信息，从而可以确定佩戴该手套的用户的手掌的姿态，进而反应在虚拟现实中可以使用户通过显示器看到完整的手掌的运动；通过光学标志与运动追踪器确定手掌的绝对位置，进一步提高了虚拟的真实性，避免了由于传感器用久而导致的肢体动作不准确问题；通过各个振动电机，模拟虚拟用户碰到物体的触感，从而提升用户体验。

Description

一种基于触感反馈的用于虚拟现实环境的动作捕捉系统

技术领域

本实用新型涉及一种虚拟现实技术领域，尤其是一种基于触感反馈的用于虚拟现实环境的动作捕捉系统。

背景技术

虚拟现实系统中基于弯曲传感器动作捕捉手套通常为五指动作捕捉手套，通过手腕背侧、手背、大拇指第二指节、大拇指第二指节、食指第二指节、食指第三指节、中指第二指节、无名指第二指节和小指第二指节上设置的弯曲传感器来确定小臂、手掌以及相应手指的位置和姿态。现有技术的动作捕捉手套确定的是手腕、手掌和手指相对于肘部的相对位置，无法确定上臂的位置和姿态，因此在沉浸式虚拟现实环境中的人机交互并不自然；而且，现有的动作捕捉手套需要在每根手指都安装弯曲传感器，这样不便于穿戴和手指的灵活运动，且成本较高。另外，由于弯曲传感器固有的误差在积分过程中会累积，从而导致位置漂移，因而导致动作捕捉手套无法进行长时间的、准确的空间定位。

发明内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种能够准确定位基于触感反馈的用于虚拟现实环境的动作捕捉系统。

本实用新型的技术方案为：一种基于触感反馈的用于虚拟现实环境的动作捕捉系统，包括终端、头戴式显示器、动作捕捉手套，所述动作捕捉手套包括手套本体、与所述手套本体连接的第一指套、第二指套、第三指套、第四指套、第五指套，其特征在于：所述第一指套的背部设置有第一弯曲传感器，所述第一指套的第一指节腹部设置有第一振动电机，所述第二指套的背部设置有第二弯曲传感器，所述第二指套的第一指节腹部设置有第二振动电机，所述第三指套的背部设置有第三弯曲传感器，所述第四指套的背部设置有第四弯曲传感器，所述第五指套的背部设置有第五弯曲传感器，所述手套本体的手背部设置有惯性传感器、光学标志和电源模块、收发装置，所述手套本体的手掌处设置有第三振动电机；

所述收发装置与第一弯曲传感器、第二弯曲传感器、第三弯曲传感器、第四弯曲传感器、第五弯曲传感器、惯性传感器通过无线方式连接，通过所述收发装置接收第一弯曲传感器、第二弯曲传感器、第三弯曲传感器、第四弯曲传感器、第五弯曲传感器、惯性传感器检测的拇指、食指、中指、无名指、小指、手掌的运动信息，所述的收发装置通过无线方式与终端连接，所述收发装置将接收的拇指、食指、中指、无名指、小指、手掌的运动信息传输至终端，所述终端根据所确定的肢体运动信息生成虚拟对象的姿态、位置和手势信息，并且通过终端控制第一振动电机、第二振动电机、以及第三振动电机的震动强弱来实现虚拟现实环境中用户触碰物体；通过所述头戴式显示器接收及显示所述终端生成的虚拟对象的姿态、位置和手势信息。

所述的头戴式显示器上还设置有与光学标志配合使用的用于获取所述光学标记的位置信息的运动追踪器；所述终端通过接收来自运动追踪器的位置信息，从而获取手掌背部的绝对位置信息。

所述电源模块分别与第一弯曲传感器、第二弯曲传感器、第三弯曲传感器、第四弯曲传感器、第五弯曲传感器、惯性传感器、第一振动电机、第二振动电机、第三振动电机连接。

所述的光学标志为红外发光元件或可见光发光元件或二维码。

所述的运动追踪器为摄像头或红外滤光片。

所述终端为手机终端或PC终端。

本实用新型的有益效果为：通过设置在手指上的弯曲传感器和手掌上的惯性传感器获取所佩戴该手套的手指、手掌的运动信息，从而可以确定佩戴该手套的用户的手掌的姿态，进而反应在虚拟现实中可以使用户通过显示器看到完整的手掌的运动；通过光学标志与运动追踪器确定手掌的绝对位置，进一步提高了虚拟的真实性，避免了由于传感器用久而导致的肢体动作不准确问题；通过各个振动电机，模拟虚拟用户碰到物体的触感，从而提升用户体验。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的原理框架图；

图3为本实用新型动作捕捉手套的结构示意图。

图中，1100-动作捕捉手套，1200-运动追踪器，1300-终端，1400-头戴式显示器，1-第一弯曲传感器，2-第二弯曲传感器，3-第三弯曲传感器，4-第四弯曲传感器，5-第五弯曲传感器，6-惯性传感器，7-第一振动电机，8-第二振动电机，9-收发装置，10-电源模块，11-光学标志。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：

如图1、图2和图3所示，一种基于触感反馈的用于虚拟现实环境的动作捕捉系统，包括终端1300、头戴式显示器1400、动作捕捉手套1100，所述动作捕捉手套1100包括手套本体、与所述手套本体连接的第一指套、第二指套、第三指套、第四指套、第五指套，其特征在于：所述第一指套的背部设置有第一弯曲传感器1，所述第一指套的第一指节腹部设置有第一振动电机7，所述第二指套的背部设置有第二弯曲传感器2，所述第二指套的第一指节腹部设置有第二振动电机8，所述第三指套的背部设置有第三弯曲传感器3，所述第四指套的背部设置有第四弯曲传感器4，所述第五指套的背部设置有第五弯曲传感器5，所述手套本体的手背部设置有惯性传感器6、光学标志11和电源模块10、收发装置9，所述手套本体的手掌处设置有第三振动电机；

所述收发装置9与第一弯曲传感器1、第二弯曲传感器2、第三弯曲传感器3、第四弯曲传感器4、第五弯曲传感器5、惯性传感器6通过无线方式连接，通过所述收发装置9接收第一弯曲传感器1、第二弯曲传感器2、第三弯曲传感器3、第四弯曲传感器4、第五弯曲传感器5、惯性传感器6检测的拇指、食指、中指、无名指、小指、手掌的运动信息，所述的收发装置9通过无线方式与终端1300连接，所述收发装置9将接收的拇指、食指、中指、无名指、小指、手掌的运动信息传输至终端1300，所述终端1300根据所确定的肢体运动信息生成虚拟对象的姿态、位置和手势信息，并且通过终端1300控制第一振动电机7、第二振动电机8、以及第三振动电机的震动强弱来实现虚拟现实环境中用户触碰物体；通过所述头戴式显示器1400接收及显示所述终端1300生成的虚拟对象的姿态、位置和手势信息。

所述的头戴式显示器1400上还设置有与光学标志11配合使用的用于获取所述光学标记11的位置信息的运动追踪器1200；所述终端1300通过接收来自运动追踪器1200的位置信息，从而获取手掌背部的绝对位置信息。

所述电源模块10分别与第一弯曲传感器1、第二弯曲传感器2、第三弯曲传感器3、第四弯曲传感器4、第五弯曲传感器5、惯性传感器6、第一振动电机7、第二振动电机8、第三振动电机连接。

所述的光学标志11为红外发光元件或可见光发光元件或二维码。

所述的运动追踪器1200为摄像头或红外滤光片。

所述终端1300为手机终端或PC终端。

上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理和最佳实施例，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。

Claims (6)

1.一种基于触感反馈的用于虚拟现实环境的动作捕捉系统，包括终端、头戴式显示器、动作捕捉手套，所述动作捕捉手套包括手套本体、与所述手套本体连接的第一指套、第二指套、第三指套、第四指套、第五指套，其特征在于：所述第一指套的背部设置有第一弯曲传感器，所述第一指套的第一指节腹部设置有第一振动电机，所述第二指套的背部设置有第二弯曲传感器，所述第二指套的第一指节腹部设置有第二振动电机，所述第三指套的背部设置有第三弯曲传感器，所述第四指套的背部设置有第四弯曲传感器，所述第五指套的背部设置有第五弯曲传感器，所述手套本体的手背部设置有惯性传感器、光学标志和电源模块、收发装置，所述手套本体的手掌处设置有第三振动电机；

所述收发装置与第一弯曲传感器、第二弯曲传感器、第三弯曲传感器、第四弯曲传感器、第五弯曲传感器、惯性传感器通过无线方式连接，所述的收发装置还通过无线方式与终端连接，通过所述头戴式显示器接收及显示所述终端生成的虚拟对象的姿态、位置和手势信息。

2.根据权利要求1所述的一种基于触感反馈的用于虚拟现实环境的动作捕捉系统，其特征在于：所述的头戴式显示器上还设置有与光学标志配合使用的用于获取所述光学标记的位置信息的运动追踪器。

3.根据权利要求1所述的一种基于触感反馈的用于虚拟现实环境的动作捕捉系统，其特征在于：所述电源模块分别与第一弯曲感器、第二弯曲传感器、第三弯曲传感器、第四弯曲传感器、第五弯曲传感器、惯性传感器、第一振动电机、第二振动电机、第三振动电机连接。

4.根据权利要求1所述的一种基于触感反馈的用于虚拟现实环境的动作捕捉系统，其特征在于：所述的光学标志为红外发光元件或可见光发光元件或二维码。

5.根据权利要求1所述的一种基于触感反馈的用于虚拟现实环境的动作捕捉系统，其特征在于：所述终端为手机终端或PC终端。

6.根据权利要求2所述的一种基于触感反馈的用于虚拟现实环境的动作捕捉系统，其特征在于：所述的运动追踪器为摄像头或红外滤光片。