[发明专利]一种基于数字孪生技术的虚拟主播交互体感设计系统

权利要求书

1.一种基于数字孪生技术的虚拟主播交互体感设计系统，其特征在于，包括数字孪生模块、交互模块和体感反馈模块，所述数字孪生模块用于检测真人的动作并映射于虚拟主播，所述交互模块用于检测虚拟主播在虚拟环境中的触碰事件，所述体感反馈模块根据触碰事件对真人施加作用力；

所述体感反馈模块包括压力作用单元、数据传输单元和控制单元，由多个压力作用单元构成一个反馈单元，所述反馈单元安装于可穿戴设备上，反馈单元产生压力对真人形成交互体感，所述数据传输单元用于与所述交互模块之间传输数据，所述控制单元根据从所述交互模块获取的数据来计算分析得到压力值并控制所述压力作用单元生成对应的压力；

所述数字孪生模块产生的虚拟主播模型上存在感应区域，所述感应区域包括若干个感应单元，所述感应单元与所述反馈单元一一对应，所述感应单元为柱面为正方形的主体，所述感应单元的体积为，柱面面积为S，所述感应单元能够与虚拟环境中的模型重叠，所述交互模块检测出重叠部分体积为，柱面与模型的重叠面称为有效面，所述交互模块检测出有效面的面积为；

所述控制单元根据下式计算出反馈单元需要产生的压力总值：

；

其中，为反馈单元产生的压力总值最大值；

所述反馈单元包括7个压力作用单元，处于中心的为1号压力作用单元，处于周围的为2号至7号压力作用单元，所述控制单元根据下式计算出1号压力作用单元的基础比例：

；

所述控制单元根据下式计算出2号至7号压力作用单元的基础比例：

；

计算出每个压力作用单元的压力值：

；

所述控制单元根据控制反馈单元中的每个压力作用单元产生对应的压力值。

2.如权利要求1所述的一种基于数字孪生技术的虚拟主播交互体感设计系统，其特征在于，所述交互模块检测出有效面的中心坐标为，当时，所述控制单元根据下式计算出比例调整值：

；

其中，d为中心坐标与坐标原点的距离；

所述控制单元根据下式对基础比例进行调整：

；

；

其中，为i号压力作用单元的调整系数，满足：。

3.如权利要求2所述的一种基于数字孪生技术的虚拟主播交互体感设计系统，其特征在于，所述感应区域有激活与未激活两个状态，所述感应区域默认为未激活状态，当真人穿上可穿戴设备后，所述数据传输单元向所述数字孪生模块发送激活信号，激活与可穿戴设备对应的感应区域，所述交互模块只检测处于激活状态下的感应区域的触碰数据。

4.如权利要求3所述的一种基于数字孪生技术的虚拟主播交互体感设计系统，其特征在于，所述感应单元具有独立的感应编号，所述反馈单元具有独立的反馈编号，所述感应编号与所述反馈编号一一对应，所述感应编号与所述反馈编号的配对信息记录在所述控制单元中。

5.如权利要求4所述的一种基于数字孪生技术的虚拟主播交互体感设计系统，其特征在于，所述有效面的中心所在的坐标系为以柱面中心为坐标原点建立的坐标系，柱面在坐标系中的横、纵坐标取值范围均为。