CN206252834U - 一种可穿戴式定点反馈交互的系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及了一种可穿戴式定点反馈交互的系统，属于计算机通信的技术领域。系统包括主机端和可穿戴终端，运行游戏软件的主机端能够准确反映出虚拟人物所受作用力的作用点，同时将虚拟人物所有作用力的作用点和大小封装为报文后发送给可穿戴终端，可穿戴终端通过可靠的通信方式获取主机端发送的报文，解析报文将反映虚拟交互力位置和大小的信息映射为受力区域所对应电机的振动时间，通过布局在虚拟终端本体内的电机真实地反映虚拟人物所受作用力的作用点及大小，提高了体感交互设备的真实感。
Description
技术领域
本实用新型公开了一种可穿戴式定点反馈交互的系统，属于计算机通信的技术领域。
背景技术
传统计算机通常使用显示器、键盘、鼠标等接口设备进行交互，它们是面向计算机开发的，用户需要学习设备的操作方法。而虚拟现实系统采用的输入/输出设备，可使用户利用自己的感觉来感知环境，是专门为用户设计的。在虚拟现实系统中，用户通过基于自然的特殊设备进行交互，得到逼真的视觉、听觉、触觉的感知效果，使人产生身临其境的感觉，如同置身于真实世界一样。
可穿戴产品是以智能终端的形式出现在用户面前，但不同于智能手机，由于其自身的独特的属性，对产业链的各个环节的产品要求也有着显著的不同。如可穿戴设备必然会对电池的续航能力和MCU、无线传输芯片的功耗提出更为苛刻的要求。
可穿戴设备的七大关键交互技术包括骨传导交互技术、眼动跟踪交互技术、AR/MR交互技术、语音交互技术、体感交互技术、触觉交互技术和脑波交互技术。其中触觉交互是目前可穿戴设备产业中比较新的人机交互技术，对人机之间的信息交流和沟通方式将产生深远的影响。触觉可谓是人体一切的感觉之母，是人类与外界交流，并感受外界的重要通道之一。软硬、冷暖、粗细，以及物体形状等信息，都可以在触摸中感知，人类更复杂的情感交流也可以通过触摸实现。触觉交互研究如何利用触觉信息增强人与计算机和机器人的交流，其领域包括手术模拟训练、娱乐、机器人遥控操作、产品设计、工业设计等。触觉交互目前在沉浸式智能产品中有了一定的应用探索，将会是未来人类在虚拟现实中“真实”的感知外界的一种关键交互技术。
随着计算机技术的深入发展，在生产和生活中，人们对各类智能设备的交互需求越来越高，虚拟现实、体感游戏等娱乐软件更广泛的改变着人们的生活。可穿戴式感官体验和体感交互技术成为支撑智能及娱乐设备的关键技术。
因此，亟需设计一种有效的体感交互设备，可以实时反馈娱乐软件中作用于虚拟人物身体的作用力和作用点，同时能在同一处理过程中可以根据需求处理不同的交互需求。
实用新型内容
本实用新型的发明目的是针对上述背景技术的不足，提供了一种可穿戴式定点反馈交互的系统，能够准确反映出虚拟人物受到的作用力的作用点，解决了体感交互设备真实感不佳且不能在同一处理过程中根据需求处理不同交互需求的技术问题。
本实用新型为实现上述发明目的采用如下技术方案：
一种可穿戴式定点反馈交互的系统，包含：运行游戏软件的主机端和可穿戴终端，
所述运行游戏软件的主机端包括：对游戏软件运行过程中产生的虚拟交互作用力进行处理的信号处理模块，及，将信号处理模块输出的包含虚拟交互作用力作用点和大小信息的报文传输至可穿戴终端的通信模块，
所述可穿戴终端包括：具有腔体的本体，布局在本体腔体内的电源模块、WIFI模块、信号解析模块、电机驱动模块，及，嵌入在本体不同位置处的电机，WIFI模块接收包含虚拟交互作用力作用点和大小信息的报文，信号解析模块接收WIFI模块输出的包含虚拟交互作用力作用点和大小信息的报文，电机驱动模块输出本体受力区域所对应电机的驱动信号，电源模块为WIFI模块、信号解析模块、电机驱动模块供电。
进一步的，一种可穿戴式定点反馈交互的系统中，可穿戴终端标有与主机端通信模块匹配的标志编码。
进一步的，一种可穿戴式定点反馈交互的系统中，本体为背心或衣服或裤子。
进一步的，一种可穿戴式定点反馈交互的系统中，WIFI模块及信号解析模块通过NodeMCU实现。
进一步的，一种可穿戴式定点反馈交互的系统中，电机驱动模块的型号为L298N。
本实用新型采用上述技术方案，具有以下有益效果：
(1)运行游戏软件的主机端能够准确反映出虚拟人物所受作用力的作用点，同时将虚拟人物所有作用力的作用点和大小封装为报文后发送给可穿戴终端，可穿戴终端通过可靠的通信方式获取主机端发送的报文，解析报文将反映虚拟交互力位置和大小的信息映射为受力区域所对应电机的振动时间，通过布局在虚拟终端本体内的电机真实地反映虚拟人物所受作用力的作用点及大小，提高了体感交互设备的真实感；
(2)可穿戴终端都设有与主机端通信模块匹配的标志编码方式，主机端能够方便地更改发送端的匹配端口号以实现多人(设备)互动，能够在同一处理过程中根据需求处理不同交互需求；
(3)整个系统简单易用且无需复杂配置，不需要在主机端安装特殊的应用和服务模块，即开即用，可穿戴终端可以在不依靠外部供电的情况下依靠自带的电池进行长时间稳定工作，具有比较低的能量消耗。
附图说明
图1是可穿戴终端的电路示意图。
图2是可穿戴式定点反馈交互系统的模块示意图。
图3是可穿戴式定点反馈交互系统的实现流程。
图4是可穿戴式定点反馈交互系统的操作流程。
图5是可穿戴终端的设计样图。
图6是可穿戴终端的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图对实用新型的技术方案进行详细说明。本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本实用新型所必须的。
本实用新型是一种借助WIFI模块、电机驱动模块，通过合理的线路布局，在体感交互终端反馈虚拟作用力的设备。可穿戴式定点反馈交互系统如图2所示，包含：运行游戏软件的主机端和可穿戴终端。
运行游戏软件的主机端包括：对游戏软件运行过程中产生的虚拟交互作用力进行处理的信号处理模块，及，将信号处理模块输出的包含虚拟交互作用力作用点和大小信息的报文传输至可穿戴终端的通信模块。
可穿戴终端包括：具有腔体的本体，布局在本体腔体内的电源模块、WIFI模块、信号解析模块、电机驱动模块，及，嵌入在本体不同位置处的电机，WIFI模块接收包含虚拟交互作用力作用点和大小信息的报文，信号解析模块接收WIFI模块输出的包含虚拟交互作用力作用点和大小信息的报文，电机驱动模块输出本体受力区域所对应电机的驱动信号，电源模块为WIFI模块、信号解析模块、电机驱动模块供电。
可穿戴终端的本体可以是背心或衣服或裤子，本实施例图5所示的背心为例。对可穿戴终端进行工业外观设计，内部预留布线通道和相关的电路接口，WIFI模块和电机驱动模块放在一个方形壳体内，电池放在另一方形壳体内，对WIFI模块和电机驱动模块组成的核心模块进行电路测试以确保电路连接正确。根据需要将微型电机嵌入背心各部位，如：前胸左右各一个、后背上部左右各一个、后背下部左右各一个。可穿戴终端的电路示意图如图1所示，核心模块为WIFI模块和电机驱动模块，WIFI模块为NodeMCU，电机驱动模块为L298N，信号解析模块依附WIFI模块设计而成，电路原理图如图6所示。
为实现多人(设备)互动，对可穿戴设备采用字符编码方式进行标志编码，通过设定主机端通信端口号实现设备的接入。例如，“BBG-1010-1015”就是一个设备编码，它代表的是BitBerg公司生产的编号为1010，端口号为1015的设备。设备标志编码由如下部分组成：“BBG”3个字母代表公司字母缩写；“-”分隔符；“1010”代表设备匹配编码，“1015”代表通信端口号。一共11位，所有设备安装的时候均要按此要求进行配置。
定位处理方法，包括主机端和可穿戴终端两部分：
主机端：建立游戏中虚拟人物的模型，将游戏中虚拟人物模型所受虚拟交互作用力的作用点和大小映射为表征虚拟交互作用力作用点的特征值和虚拟交互作用力的数值；
可穿戴终端：预先存储有包含有虚拟交互作用力作用点对应各区域的特征值的解析列表，在对主机端发送的报文解析出力的要素(虚拟交互作用力的作用点和大小)后，与预存储的解析列表对比即可确定本体受力区域对应的电机，根据虚拟交互作用力数值的变化量确定本体受力区域所对应电机的振动时间T：F为虚拟交互作用力数值的变化量，为向上取整运算，若F＝6，则T＝0.2s。
下面结合图3和图4阐述所本实用新型系统的实现。
首先，配置可穿戴终端WIFI模块为热点并对外广播其热点名称，用户连接WIFI模块热点并登录其服务器，用户搜索附近无线网络并加入主机端连接的无线网络，使可穿戴终端与主机端处于局域网段内；
接着，游戏主机端程序确定运行过程中产生的虚拟交互作用力的作用点和大小并将力的位置和大小以一定的规则组合成待发送的报文(组合为包含表征虚拟交互作用力作用点的特征值和虚拟交互作用力数值的报文)，设定游戏通信端口号并无线网络将报文发送到指定的可穿戴终端；
然后，可穿戴终端从报文中解析出的力的位置和大小传递给电机驱动模块，电机驱动模块将力的位置和大小转换为本体受力区域所对应电机的振动时间，从而驱动末端执行元件动作。
Claims (5)
1.一种可穿戴式定点反馈交互的系统，其特征在于，包含：运行游戏软件的主机端和可穿戴终端，
所述运行游戏软件的主机端包括：对游戏软件运行过程中产生的虚拟交互作用力进行处理的信号处理模块，及，将信号处理模块输出的包含虚拟交互作用力作用点和大小信息的报文传输至可穿戴终端的通信模块，
所述可穿戴终端包括：具有腔体的本体，布局在本体腔体内的电源模块、WIFI模块、信号解析模块、电机驱动模块，及，嵌入在本体不同位置处的电机，WIFI模块接收包含虚拟交互作用力作用点和大小信息的报文，信号解析模块接收WIFI模块输出的包含虚拟交互作用力作用点和大小信息的报文，电机驱动模块输出本体受力区域所对应电机的驱动信号，电源模块为WIFI模块、信号解析模块、电机驱动模块供电。
2.根据权利要求1所述一种可穿戴式定点反馈交互的系统，其特征在于，可穿戴终端标有与主机端通信模块匹配的标志编码。
3.根据权利要求1所述一种可穿戴式定点反馈交互的系统，其特征在于，所述本体为背心或衣服或裤子。
4.根据权利要求1所述一种可穿戴式定点反馈交互的系统，其特征在于，所述WIFI模块及信号解析模块通过NodeMCU实现。
5.根据权利要求1所述一种可穿戴式定点反馈交互的系统，其特征在于，所述电机驱动模块的型号为L298N。
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