[发明专利]虚拟现实设备和姿态感知及触觉再现控制方法

权利要求书

1.虚拟现实设备，其特征在于，包括可供用户穿戴的手套，所述手套内设有：

压力传感器，用于检测各手指受力情况；

微型电子陀螺仪，用于采集所述手套的加速度信号和角速度信号；

振动式刺激控制与驱动模块，用于产生振动触觉；

单片机，根据所述手套的加速度信号和角速度信号计算得到所述手套位置及姿态，输出指令控制所述振动式刺激控制与驱动模块。

2.如权利要求1所述的虚拟现实设备，其特征在于，还包括卡尔曼滤波器，用于融合加速度信号和角速度信号后计算得出所述手套的位置、姿态。

3.如权利要求1所述的虚拟现实设备，其特征在于，还包括上位机，所述单片机通过无线模块与所述上位机通信。

4.如权利要求1所述的虚拟现实设备，其特征在于，所述压力传感器包括分别设置在各个所述手指内壁上的微型应变片。

5.如权利要求1所述的虚拟现实设备，其特征在于，还包括用于将自身位置信号转换成电信号的电位器，所述电位器安装于各手指。

6.姿态感知及触觉再现控制方法，其特征在于，包括以下步骤；

感知佩戴于用户手上的手套的三轴角速度和三轴线速度；

通过卡尔曼融合滤波算法对三轴角速度和三轴线加速度进行数据融合,以输出所述手套的实时位置姿态；

判断手指是否抓到物体；

如果抓到所述物体，检测所述物体的外形信息；

控制与用户手指接触的振动式刺激模块的振幅和频率，模拟触觉感知。

7.如权利要求6所述的姿态感知及触觉再现控制方法，其特征在于，判断手指是否抓到物体具体包括：

检测各手指上力觉累积变化情况。

8.如权利要求6所述的姿态感知及触觉再现控制方法，其特征在于，检测所述物体的外形信息具体包括：

通过各手指姿态信息，检测所述物体的外形信息。

9.如权利要求6所述的姿态感知及触觉再现控制方法，其特征在于，各手指的姿态感知使用电位器加转换滤波算法实现，将所述电位器转角值与电阻值一一对应，把位置信号转换成电信号，经过滤波、信号放大等流程感知各手指的位置姿态信息，并通过串口通信传到上位机。

10.如权利要求6-9任一项所述的姿态感知及触觉再现控制方法，其特征在于，还包括以下步骤：

通过上位机设定虚拟物体硬度；

触摸点位置捕捉；

请求手指按压力数据；

将物体的硬度映射到驱动电压频率上；

将手指主动按压力映射到驱动电压的幅值上；

WiFi发射控制指令；

手指感知。