[发明专利]一种人机互动的控制方法

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。

背景技术

现有技术中已给出了可人机互动的仿生虚拟世界的多种控制方法及其设备，但均存在一缺陷：需要用户运动空间大，且运动存在局限性，如：当用户已移动到墙壁，但游戏自我角色下一动作还需要用户向墙壁的背向前进，就会使用户“撞墙”且无法继续实施上述控制。而现有技术为了避免这种情况，一般采用如下方法：

1）缩小自我角色的活动空间（注意，这里说的是自我角色而非用户），以使用户控制过程中不用移动或尽量减小活动，但这样的方法使游戏的可玩性大大降低，其运用价值也非常有限。

2）限定自我角色所在环境，如:申请号为201110065915的《仿生学运动》。

3）限定自我角色活动形式，如仅只能在指定路线内驾驶汽车等移动工具；该形式的目的在于避免，“虚拟角色通过肢体发生位移时，用户在现实空间中也需要发生位移”。

4）利用空载控制台，如：跑步机等方案，使用户至在同个位置移动，但也存在着：用户需要持续体能消耗，因此很难长时间持续进行人机互动；另外这样的控制台“空载”的路径非常有限，如用户只能在跑步机传送带上的同一方向跑动，而无法朝任意方向活动，用户也很难随心运动。

现有技术除了无法实现自我角色如现实般可充分进行自由活动外，还存在机械控件多、成本高，而且携带不便等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种不必为保证自我角色和用户的配合，而对虚拟世界进行空间、环境、人机互动形式等进行限制的人机互动方法及设备；或不必为保证自我角色如现实般可充分进行自由活动，而对虚拟世界进行空间限制、环境限制、人机互动形式等进行限制的人机互动方法。

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。

（一）自我角色：指在虚拟世界中，可被用户操控的，并被用户认为是自己的虚拟角色，可是人类或任意活动物方。

（二）活动部位：在某些情况下，用户并非全部部位的活动都可以控制我自我角色相应部位的活动，尤其当自我角色为非人类时，并没有用户身上的某些部位，因此本发明所指的“活动部位”是指用户身体上的部位，该部位对应于自我角色可被控制的部位。另一方面，当自我角色的活动部位数多于用户实际的活动部位数时，则采用本发明介绍的其他方法；另外 本文所称的活动部位也可指活动关节，所述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或点组合。

特别指出为确保实现本发明目的的前提下，使用户在操控过程中，不离开操控台的方法主要包括：

1、至少考虑两个或以上不同部位的命令发出顺序，即 当多个活动部位的符合发出动作指令时，尤其考虑1个或1个以上部位的命令发出。

（四）最大幅度原则：根据专利号为“201110458168.3”的《一种人机互动的控制方法及其运用》记载，在人机互动过程中，存在用户发出比自己期望幅度值小的动作，且该动可让自我角色发出与用户期望值相同幅度的动作，在此基础上，我们定议所述最大幅度原则：先规定一动作幅度上限为Mm，且使Mm小于用户的运动极限； 就该动作规定自我角色对应的虚拟动作幅度上限为Nm（一般情况下，使Nm≥用户的运动极限）,且Nm>Mm;设在t时间点上用户执行该动作的幅度为Mt,对应自我角色的虚拟动作幅度为Nt,则满足：当Mt≥M时Nt＝N、当Mt<M时N>Nt>Mt；当系统通过上述规则放大用户动作的，称被依上述规则放大的用户动作为微动作。

如先规定：用户手臂抬起５度时，自我角色则完全抬起手臂，当用户抬手臂的角度大于５度，自我角色均完全抬起手臂，这里，我们称５度为用户执行抬手臂的最大幅度，显然用户手臂不仅可以抬５度；再规定：用户期望将手抬高30度，而实际上只抬高1度的动作；所述微动作一般表现如：手臂微动、脚微曲，另外应针对不同部位规定幅度上限（即 不同部位的幅度上限有所不同），再者 优选使相应部位相对于默认位置的位移上限小于10cm。

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，设定以下三个规则：

一、 命令优先规则

至少使两个指标具有不同的优先级（如：位移指标和力度指标），本发明优选方案中，使力度指标的放大指令优先于位移指标的放大命令。

二、与人体感动能力匹配规则

1、在人体感知能力范围内， 使自我角色至少放大执行微动作的位移指标和力度指标；