CN208239980U - 一种基于数据手套的虚拟交互装置 - Google Patents
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Abstract
一种基于数据手套的虚拟交互装置，包括左手套核心模块（1）、右手套核心模块（2）和虚拟界面显示模块（3），其特征还在于与左手套核心模块（1）相连的左手套显示屏（7）、左手套弯曲度传感器（8）、左手套陀螺仪传感器（9）、左手套无线模块（10）、按键模块（11），与右手套核心模块（2）相连的右手套无线模块（12）、右手套弯曲度传感器（13）、右手套显示屏（14）、右手套陀螺仪传感器（15），所述虚拟界面显示模块（3）包括AR接收机（4）、PC端（5）、VR眼镜（6）。本实用新型实现了虚拟手抓取物体、手势变换等精细动作的控制，并利用手指动作取代鼠标和键盘，可应用于医学、军事航天等各个行业。
Description
技术领域
本实用新型实现了虚拟交互系统中对虚拟手的控制，包括抓取物体、手势变换和翻书等精细动作的控制，并利用手指动作取代鼠标和键盘，使用户在虚拟环境中有身临其境的感觉，提升用户的交互感，能应用于医学、娱乐、军事航天和游戏等各个行业。属于虚拟现实领域。
背景技术
虚拟现实技术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，是一种多源信息融合的、交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真，使用户沉浸在该环境中。它使人与机器的交互从文字、语音、图像和视频等信息交互方式到手势、体感、语音、眼球追踪，甚至是脑电波等更具沉浸感的内容交互方式。目前，虚拟现实技术已经应用于医学、娱乐、军事航天和游戏等各个行业，是一种可以改变我们生活方式的新突破。数据手套是一种多模式的虚拟现实硬件，通过软件编程，把人的手势准确实时地传递给虚拟环境，实现在虚拟环境中对物体的抓取和移动，使操作者以更加直接，更加自然，更加有效的方式与虚拟世界进行交互，大大增强了互动性和沉浸感。鉴于两者的优势，本实用新型提供了一种基于数据手套的虚拟交互装置。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是：本实用新型实现了虚拟交互装置中对虚拟手的控制，包括抓取物体、手势变换和翻书等精细动作的控制。实现利用数据手套对人的手势动作进行捕捉，并将识别结果传递给虚拟环境，使虚拟动作与实际动作同步，并利用手指动作取代鼠标和键盘，使用户在虚拟环境中有身临其境的感觉，提升用户的互动感。
本实用新型所要解决的技术方案是：一种基于数据手套的虚拟交互装置，包括左手套核心模块（1）、右手套核心模块（2）和虚拟界面显示模块（3），其特征还在于与左手套核心模块（1）相连的左手套显示屏（7）、左手套弯曲度传感器（8）、左手套陀螺仪传感器（9）、左手套无线模块（10）、按键模块（11），与右手套核心模块（2）相连的右手套无线模块（12）、右手套弯曲度传感器（13）、右手套显示屏（14）、右手套陀螺仪传感器（15），所述虚拟界面显示模块（3）包括AR接收机（4）、PC端（5）、VR眼镜（6）。
所述的左手套核心模块（1），核心采用STM32F103C8T6芯片，其优势在于低功耗、低成本但高性能，其主要工作是接收由左手套弯曲度传感器（8）和左手套陀螺仪传感器（9）采集的左手数据，并对数据进行滤波、提取和分离，然后将数据传送给虚拟界面显示模块（3），同时将左手数据显示在左手套显示屏（7）。
所述的右手套核心模块（2），核心采用STM32F103C8T6芯片，其优势在于低功耗、低成本但高性能，其主要工作是接收由右手套弯曲度传感器（13）和右手套陀螺仪传感器（15）采集的右手数据，并对数据进行滤波、提取和分离，然后将数据传送给虚拟界面显示模块（3），同时将右手数据显示在右手套显示屏（14）。
所述的虚拟界面显示模块（3），主要用于接收经左手套核心模块（1）和右手套核心模块（2）初步处理后的左手数据和右手数据，通过对数据的识别，实现虚拟环境中虚拟动作与真实动作的同步。
所述的AR接收机（4）是与电脑连接的硬件设备，主要用于接收通过左手套无线模块（10）和右手套无线模块（12）发送的左手数据和右手数据，并对数据进行处理后传送给上位机，同时驱动相对应的游戏动作。
所述的PC端（5）接收AR接收机（4）传送的数据，并将识别的手势准确实时地呈现在虚拟界面，同时将其投影于VR眼镜（6）。
所述的VR眼镜（6）是普通的VR眼镜，内置一部分辨率大于360*640的Android手机，将手机通过Wifi与PC端（4）相连，经飞屏软件做分屏处理后，将PC端（4）的屏幕投影于手机屏幕上。
所述的左手套显示屏（7）采用OLED液晶屏，对经左手套核心模块（1）初步处理后的左手数据进行显示，便于参考。
所述的左手套弯曲度传感器（8）和右手套弯曲度传感器（13）采用一种柔韧性弯曲传感器，该款传感器在发生弯曲时，表面的电阻导通率发生变化，从而实现手指弯曲度的准确识别。
所述的左手套陀螺仪传感器（9）和右手套陀螺仪传感器（15）采用MPU6050，依此获取在三维空间的运动轨迹及起落点角度，并及时捕获运动方向变化的数据。
所述的左手套无线模块（10）采用2.4G NRF24L01无线，主要用于发送经左手套核心模块（1）初步处理后的左手数据到AR接收机（4）。
所述的按键模块（11）用于对游戏的选择。
所述的右手套无线模块（12）采用2.4G NRF24L01无线，主要用于发送经右手套核心模块（2）初步处理后的右手数据到AR接收机（4）。
所述的右手套显示屏（14）采用OLED液晶屏，对经右手套核心模块（2）初步处理后的右手数据进行显示，便于参考。
本实用新型采用数据手套对人的手势动作进行捕捉，并将动作传递给虚拟环境，实现了抓取物体、手势变换和翻书等精细动作控制，实现了虚拟交互系统中对虚拟手的控制，并利用手指动作取代鼠标和键盘，提升了用户的互动感。
附图说明
图1是本实用新型的整体结构图。
图中：1、左手套核心模块 2、右手套核心模块 3、虚拟界面显示模块 4、AR接收机5、PC端 6、VR眼镜 7、左手套显示屏 8、左手套弯曲度传感器 9、左手套陀螺仪传感器 10、左手套无线模块 11、按键模块 12、右手套无线模块 13、右手套弯曲度传感器 14、右手套显示屏 15、右手套陀螺仪传感器
具体实施方式
下面结合附图和实例对本实用新型作进一步说明。
如图1所示，一种基于数据手套的虚拟交互系统，包括左手套核心模块（1）、右手套核心模块（2）和虚拟界面显示模块（3），其特征还在于与左手套核心模块（1）相连的左手套显示屏（7）、左手套弯曲度传感器（8）、左手套陀螺仪传感器（9）、左手套无线模块（10）、按键模块（11），与右手套核心模块（2）相连的右手套无线模块（12）、右手套弯曲度传感器（13）、右手套显示屏（14）、右手套陀螺仪传感器（15），所述虚拟界面显示模块（3）包括AR接收机（4）、PC端（5）、VR眼镜（6）。
本实用新型提供一种基于数据手套的虚拟现实交互装置，用户戴上VR眼镜（6）和数据手套并开机启动以后，可以通过按键（11）选择感兴趣的模式，并进入虚拟界面。在用户体验过程中，与左手套核心模块（1）相连的左手套弯曲度传感器（8）和左手套陀螺仪传感器（9）不断采集左手的手势信息，然后将由左手套核心模块（1）滤波分离后的数据通过左手套无线模块（10）传送到虚拟界面显示模块（3）中的AR接收机（4），同时将此数据信息显示在左手套显示屏（7）上。同样地，与右手套核心模块（2）相连的右手套弯曲度传感器（13）和右手套陀螺仪传感器（15）也不断采集右手的手势信息，然后将由右手套核心模块（2）滤波分离后的数据通过右手套无线模块（12）传送到虚拟界面显示模块（3）中的AR接收机（4），同时将此数据信息显示在右手套显示屏（14）上。虚拟界面显示模块（3）中的AR接收机（4），接收到左手和右手的数据后，对数据进行进一步的处理和识别，然后将识别的手势传送给PC端（5），并驱动相应的虚拟世界的动作。PC端（5）接收到数据后，将对应的手势动作等信息显示在虚拟界面，实现虚拟动作与真实动作的同步，同时将PC端（5）的屏幕投影在VR眼镜（6）内，即可体验虚拟世界。
本实用新型的创新点为：
（1）应用新兴的物联网，将手套、VR眼镜和电脑组成网络，实现人体动作与游戏动作同步。
（2）数据手套能精确识别手势的细微动作，使控制更精细。
（3）采用无线传输，无需连接电脑，具有便携性。
（4）预留了对外传输数据接口，可用于远程机器人控制。
（5）采用3D打印技术制造机械结构。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，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，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。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其效物界定。
Claims (1)
1.一种基于数据手套的虚拟交互装置，包括左手套核心模块（1）、右手套核心模块（2）和虚拟界面显示模块（3），其特征还在于与左手套核心模块（1）相连的左手套显示屏（7）、左手套弯曲度传感器（8）、左手套陀螺仪传感器（9）、左手套无线模块（10）、按键模块（11），与右手套核心模块（2）相连的右手套无线模块（12）、右手套弯曲度传感器（13）、右手套显示屏（14）、右手套陀螺仪传感器（15），所述虚拟界面显示模块（3）包括AR接收机（4）、PC端（5）、VR眼镜（6）。
Priority Applications (1)
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| CN201820433446.7U CN208239980U (zh) | 2018-03-29 | 2018-03-29 | 一种基于数据手套的虚拟交互装置 |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108415573A (zh) * | 2018-03-29 | 2018-08-17 | 天津职业技术师范大学 | 一种基于数据手套的虚拟交互装置 |
| CN110675690A (zh) * | 2019-10-10 | 2020-01-10 | 南京智能仿真技术研究院有限公司 | 一种基于vr技术的军事仿真实训用战备箱 |
| CN110827598A (zh) * | 2019-09-24 | 2020-02-21 | 中国人民解放军国防科技大学 | 一种电子战装备虚拟操作训练系统及其训练方法 |
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2018
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