[发明专利]一种静式人机互动的控制方法及其运用

说明书

技术领域

本发明涉及一种可使人机互动的仿生虚拟世界的控制方法及运用。

背景技术

现实生活中，我们总希望更便利一些，而也总难免遇到不便之处，如医院的病人离开床位去控制医院提供的各种电子设备；如大冬里，我们希望能躲在被窝里面操控各种电器。

发明内容

本发明的目的是提供一种可解决上述问题的人机互动的控制方法及其运用。

为了便于理解本发明，特对所涉及的各术语进行如下名词解释。

用户允许微动作方案：当用户实施某一个或一个组符合条件的微动作时，可以对计算机发出一控制指令；这里的微动作尤其指用户小幅度的动作，如：相应的任意关节移动位移小于20cm，具体表现如：手臂微动、脚微曲；本发明的上述条件，尤其包括限定不发出命令的情形。

虚拟允许动作方案：虚拟世界赋于自我角色或虚拟世界中器具可以进行的动作或动作方案，所述动作方案包括连续的动作组合、动作力度、速度等。

活动关节：用户并非全部关节的活动都可以控制我自我角色相部位的活动，尤其自我角色为非人类时，并没有用户身上的某些关节，因此本发明所指的“活动关节”是指虚拟世界赋于自我角色可活动部位而对应于用户实际身体上的关节。另一方面，当自我角色的活动部多于用户实际的活动关节数时，则采用本发明介绍的其他方法；另外 本文所称的活动关节并非仅限于骨架连接处，它泛指人体上可活动的任何部位，如整个上臂上的任一点。

手掌：包括手腕在内的所有手掌上的关节，如手指。

脚掌：包括脚腕在内的所有脚掌上的关节，如脚指头。

评价运动幅度的指标：可以是被跟踪部位发生的位移及方向、被跟踪部位在两个时间点上的夹角等。

动作放大：为了力求用户的真实感受，及在互动过程的同步需求，设定以下两个规则：

1、在人体感知能力范围内，动作放大优选仅对用户的动作幅度、力度进行放大；

2、当超过人体感知能力范围，动作放大还可以对用户的动作速度进行放大。

为实现上述目的，本发明技术方案为：

一种静式人机互动的控制方法，用户通过实施用户允许微动作以选择并控制一台或一台以上的虚拟设备的控键，它包括以下步骤：

1)  在虚拟世界中创建待控设备M1、M2… Mn的虚拟设备N1、N2…Nn； 

2)  关联待控设备M1、M2…  Mn和虚拟设备N1、N2…Nn；

3)  郑联用户允许微动作与虚拟设备N1、N2…Nn；使用户执行微动作时，可实施对虚拟设备N1、N2…Nn的选择、锁定和操控，继而使用户通过控制虚拟设备Nm可以开启、关闭或控制待控设备Mm。 

用户允许微动作对虚拟设备Nm及其控键的选择方法是通过眼球跟踪，捕捉眼球所正看到虚拟设备Nm及其控键，以确定对虚拟设备Nm及其控键的选择。

锁定虚拟设备Nm及其控键对应的微动作为眼皮连接执行眨眼动作。

所述用户允许微动作方案设有用户或道具执行该微动作的最大幅度M、对应虚拟控键被执行的最大幅度为N，设在t时间点上用户执行该微动作的幅度为Mt,对应虚拟控键被执行的幅度为Nt,则该系统满足：当Mt≥M时，Nt＝N。

限制所述用户允许微动作方案，使用户以所述最大幅度M完成任一微动作时，躯干上除手掌和脚掌外的任意相邻的两部份的角度变化值小于30度。

一种静式人机互动的控制系统，用户通过实施微动作以选择并控制虚拟设备，继而实现对现实中各待控设备的控制，其特征在于：它包括：显示虚拟设备的成像设备、用户允许微动作方案的识别捕捉设备、控制用户与对虚拟设备选择及控制动作同步的同步控制系统和关联虚拟设备与待控设备的转换系统。

所述识别捕捉设备设有对虚拟设备的选择系统和锁定系统。

上述技术方案的有益之处在于：

本发明因为用户的身体无需离开所在位置，因此在操作过程中，均可躺着或坐着，因而用户可长时间轻松自如完成各项操控，而不会因为体力不支，而被迫中止；因此适应人群极广，凡身体有活动肌能的人都可以通过本发明进行相应的人机互动。

下面通过具体实施例对本发明作进一步的说明。

具体实施例

实施例1 一种静式人机互动的控制方法

一种静式人机互动的控制方法，用户通过实施用户允许微动作以选择并控制一台或一台以上的虚拟设备的控键，它包括以下步骤：

1)  在虚拟世界中创建待控设备M1、M2… Mn的虚拟设备N1、N2…Nn；