[发明专利]一种基于三维摇杆的VR下肢控制器及其控制方法

权利要求书

1.一种VR下肢控制器，包括有底座，位于底座上方的三维摇杆电位器，复位模块，传感模块，位于三维摇杆上方的踏板，其特征在于：所述踏板通过第一转动轴与三维摇杆相连，所述踏板四周被挡板包围，侧方挡板间连接有松紧带。

2.根据权利要求1所述的一种VR下肢控制器，其特征在于：所述传感模块至少包括一个压力传感器。

3.根据权利要求1所述的一种VR下肢控制器，其特征在于：所述复位模块至少包括一个弹簧。

4.根据权利要求1所述的一种VR下肢控制器，其特征在于：所述三维摇杆侧方有凹槽，凹槽中装有滑块，上下槽面中至少有一侧装有传感模块，复位模块位于传感模块和滑块之间；所述踏板下方前侧装有第二转动轴，并通过连杆连接滑块和踏板。

5.根据权利要求1所述的一种VR下肢控制器，其特征在于，VR下肢控制器的控制方法包括以下步骤：

步骤1：将人体下躯干的随动坐标系视为人体中心系，将小腿的随动坐标系视为小腿系，脚踝、膝盖以及对应的髋关节作为定位点；

步骤2：每一帧中，上位机接收左右腿下肢控制器的输入数据并根据腿是否处于约束状态，做出不同指令；

步骤3：每一帧中，进入腿的约束状态转化阶段，根据条件实施约束状态和非约束状态之间的转化。

6.根据权利要求5所述的VR下肢控制器的控制方法，其特征在于，在步骤2中，若为非约束腿：根据平移输入数值进行小腿系平移；小腿系径向修正，x轴修正，膝盖定位点修正；根据旋转输入数值进行小腿系绕轴旋转；小腿系绕轴修正；确定大腿位姿。

7.根据权利要求5所述的VR下肢控制器的控制方法，其特征在于，在步骤2中，若为约束腿： 根据平移和旋转输入数值，人体中心系进行平移和旋转；人体中心系径向修正；小腿系原点平移至原本位置；小腿系x轴修正，膝盖定位点修正，绕轴修正；脚掌位姿修正；确定大腿位姿。

8.根据权利要求5所述的VR下肢控制器的控制方法，其特征在于，在步骤3中，进入腿的约束状态转化阶段时：非约束腿触碰游戏中角色可以站立的地方则变为约束腿；约束腿若其脚踝关节点相距对应的髋关节点大于设定的最大值，或者在另一只腿也为约束腿的前提下接收到的向上指令大于设定的数值，则变为非约束腿。