申请/专利权人：中国运载火箭技术研究院

申请日：2021-03-03

公开（公告）日：2024-06-07

公开（公告）号：CN113110734B

主分类号：G06F3/01

分类号：G06F3/01

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.07#授权;2021.07.30#实质审查的生效;2021.07.13#公开

摘要：本发明涉及一种基于聚焦超声波产生虚拟形状感知的系统，该系统包括虚拟场景模块，制作虚拟场景，生成虚拟场景坐标系，在虚拟场景内构建虚拟对象的三维模型；手势识别模块，将真实空间手的姿态信息在虚拟场景中实时展示，得到真实空间手的虚拟映射，记为虚拟手；主控模块，获取真实空间手与虚拟手的映射关系，将虚拟对象Np个接触点在虚拟场景坐标系中的坐标，记为虚拟空间触觉感知点，根据虚拟手与真实空间手姿态的一一对应关系，将虚拟空间触觉感知点转换为真实空间触点坐标，并将Np个真实空间触点坐标发送给超声触感模块，Np大于等于1；超声触感模块，用空间分时扫描法使用户获得用若干离散超声波相控阵焦点模拟二维或三维形状的触觉感知。

主权项：1.一种基于聚焦超声波产生虚拟形状感知的系统，其特征在于包括虚拟场景模块、手势识别模块、超声触感模块、主控模块；其中：虚拟场景模块，基于Unity3D开发环境下制作虚拟场景，生成虚拟场景坐标系，在虚拟场景内构建虚拟对象的三维模型；手势识别模块，由手势识别装置识别真实空间手的姿态，将真实空间手的姿态信息在虚拟场景中实时展示，得到真实空间手的虚拟映射，记为虚拟手；主控模块，获取真实空间手与虚拟手的映射关系，检测虚拟手与虚拟环境、虚拟对象的三维模型接触后的接触碰撞情况，当虚拟手与虚拟对象的三维模型接触时，将虚拟对象Np个接触点在虚拟场景坐标系中的坐标，记为虚拟空间触觉感知点，根据虚拟手与真实空间手姿态的一一对应关系，将虚拟空间触觉感知点转换为真实空间基于手势识别装置零点位置的坐标值，记为真实空间触点坐标，并将Np个真实空间触点坐标发送给超声触感模块，Np大于等于1；超声触感模块，包括超声触感控制器和超声波相控阵，超声触感控制器接收用户设置的超声波相控阵参数，将Np个真实空间触点坐标设置为超声波相控阵焦点；规划Np个超声波相控阵焦点扫描次序，把Np个超声波相控阵焦点对应的真实空间触点坐标按顺序存入数组，并设置每个焦点的聚焦时间；按规划的超声波相控阵焦点次序，根据超声波相控阵焦点对应的真实空间触点坐标以及超声波相控阵器件固有参数，依次计算每个超声波相控阵焦点对应的超声波相控阵阵元的相位延时；根据超声波相控阵参数和超声波相控阵阵元的相位延时产生阵元驱动信号，发送阵元驱动信号至超声波相控阵；超声波相控阵在阵元驱动信号的控制下，根据规划的超声波焦点次序和聚焦时间依次驱动超声波相控阵阵元发出超声波到所有真实空间触点聚焦，即用空间分时扫描法使用户获得用若干离散超声波相控阵焦点模拟二维或三维形状的触觉感知；所述主控模块检测真实手的虚拟映射与虚拟环境、虚拟对象的三维模型接触后的接触碰撞情况的方法为：创建一个高亮指尖光标，当虚拟手食指移向虚拟对象时，沿虚拟手移动方向在虚拟对象构建一个法向量，高亮指尖光标始终与该虚拟对象法向量的切平面平行，在移动过程中，控制高亮指尖光标逐渐缩小，一旦虚拟手指接触到虚拟对象表面时，将该光标缩小为一个点，该点即为虚拟空间触觉感知点。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 中国运载火箭技术研究院 一种基于聚焦超声波产生虚拟形状感知的系统

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