一种基于虚拟现实的自然人机交互系统

专利主权项内容

1.一种基于虚拟现实的自然人机交互系统，包括虚拟头盔，所述的虚拟头盔包括数据处理系统、手动作识别设备、控制球生成系统，其特征是：所述的数据处理系统连接所述的手动作识别设备和控制球生成系统，所述的手动作识别设备获取用户手的控制焦点姿态，所述的控制球生成系统将手的控制焦点姿态位置映射产生控制球，所述的控制球将手姿态的位置参数传导至数据处理系统，由数据处理系统解算并给出控制参数，供被控制对象使用；所述的控制球包括上边界、三维空间的控制焦点、控制矢量、控制区、球心、下边界区和下边界，所述的控制焦点是指手姿态在三维空间中的位置；所述的控制矢量是指从球心到控制焦点发射一条射线，射线与下边界和控制焦点之间的矢量；所述的控制矢量的计算过程为：当控制焦点落入下边界的球体内时，控制矢量为零，控制参数输出为零；当控制焦点在下边界之外时，控制矢量为球心发射射线到控制焦点，下边界与上边界处两个交点之间的矢量值恒定；当控制焦点在位于上边界和下边界的控制区内时，计算控制焦点相对于控制球心的位置矢量；所述的下边界区是指在下边界内的球体部分；所述的控制区是指在下边界与上边界之间的区域，在此区域内控制焦点和控制矢量有效；该一种基于虚拟现实的自然人机交互系统是这样实现的，此交互应用于虚拟现实系统中对物体移动控制，利用输出的归一化控制矢量参数的X，Y，Z分量分别表示不同的控制轴变量，输入为空间中的位置以及选择的开关信号量，通过这两个输入形成了交互球，交互球以直观方式显示在场景中，辅助用户进行交互；当用户的手在空间中做出控制焦的动作时，控制焦点的初始帧在空间中的位置为控制球的球心位置；控制焦点手姿态保持并根据用户意愿移动，此时实时计算新的控制焦点并按照控制矢量的计算过程计算出当前的控制矢量并进行归一化后输出；当控制焦点手姿态改变，控制球消失，控制输出0参数，表示无控制产生。