[发明专利]带振动触觉反馈的三维体感人机交互系统及其交互方法

权利要求书

1.一种带振动触觉反馈的三维体感人机交互系统，其特征在于：

该系统的结构包括运动测量模块(1)、数据收发处理模块(2)和上位计算机(3)，其中：运动测量模块(1)与数据收发处理模块(2)之间无线连接，数据收发处理模块(2)连接上位计算机(3)。

2.根据权利要求1所述的带振动触觉反馈的三维体感人机交互系统，其特征在于：所述运动测量模块(1)是由五个子测量模块组成，每个子测量模块均与数据收发处理模块(2)无线连接。

3.根据权利要求2所述的带振动触觉反馈的三维体感人机交互系统，其特征在于：

所述每个子测量模块均包括加速度传感器(5)、第一无线射频模块(7)、电动振子(9)、单片机(10)、陀螺仪(12)和电源(11)，其中：加速度传感器(5)和第一无线射频模块(7)均通过SPI总线(8)与单片机(10)连接，单片机(10)分别连接电动振子(9)和陀螺仪(12)，电源(11)采用锂电池供电。

4.根据权利要求1所述的带振动触觉反馈的三维体感人机交互系统，其特征在于：所述数据收发处理模块(2)是由USB控制芯片(13)连接第二无线射频模块(14)构成，USB控制芯片(13)连接上位计算机(3)。

5.一种基于权利要求1所述的带振动触觉反馈的三维体感人机交互系统的交互方法，其特征在于包括如下流程：

将运动测量模块(1)中的五个子测量模块分别佩带在人体的四肢和躯干上，每个子测量模块分别获取相应肢体的空间位置信息及水平偏角，并定时将所获信息通过第一无线射频模块(7)发送至数据收发处理模块(2)，数据收发处理模块(2)将收到的信息预处理后传输给上位计算机(3)，上位计算机(3)通过配套软件对接受数据做进一步处理；

在发送完一组数据后，数据收发处理模块(2)接受上位计算机(3)反馈来的振动信号，子测量模块无线扫描数据收发处理模块(2)得到该振动信号，然后控制相应的电动振子(9)进行振动，完成交互过程。

6.根据权利要求5所述的带振动触觉反馈的三维体感人机交互系统的交互方法，其特征在于：所述空间位置信息的获取方法为：

根据重力在加速度传感器坐标系三轴上的分量，计算出传感器坐标系与自然坐标系的三个夹角，进而得到传感器所在肢体平面与自然坐标系的夹角，根据上述三个夹角以及传感器到肩膀的固定位置，即可计算出传感器所在肢体的空间位置。