利索能及
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专利号: 2022110570171
申请人: 江西科技学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于虚拟现实的交互控制方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:通过VR头盔或者VR眼镜接收虚拟现实画面,接收用户选择的虚拟人物;

根据角度感应器确定用户头部朝向,根据振动传感器确定用户运动状态,将用户头部朝向和用户运动状态进行整合得到运动信息,将运动信息同步至虚拟现实画面中的虚拟人物;

在虚拟现实画面中显示人物操作信息,所述人物操作信息包括动作指令和对应的预设操作动作,所述预设操作动作包括预设手势动作以及预设身体动作;

对用户的实际操作动作进行识别,当实际操作动作与预设操作动作中的一个相同时,使得虚拟人物执行对应的动作指令;

所述根据角度感应器确定用户头部朝向,根据振动传感器确定用户运动状态,将用户头部朝向和用户运动状态进行整合得到运动信息的步骤,具体包括:根据VR头盔或者VR眼镜中安装的陀螺仪确定用户头部朝向,所述陀螺仪即为角度感应器;

根据振动传感器的监测数据判定用户是否进行原地走路;

将用户头部朝向和用户是否进行原地走路进行整合得到运动信息,当用户没有进行原地走路,则运动信息为虚拟人物静止且朝向用户头部朝向的一侧;当用户有进行原地走路,则运动信息为虚拟人物朝着用户头部朝向的方向向前运动;

虚拟人物在虚拟现实画面中的运动速度的计算方法包括如下步骤:通过摄像头动态采集用户的脚部运动状态信息,所述脚部运动状态信息包括多张脚部运动图片,其中每张脚部运动图片对应有一运动时间点;

根据每张所述脚部运动图片以及对应的运动时间点,计算得到用户的脚部运动频次;

根据所述脚部运动图片获取得到用户的单脚平均离地高度;

根据用户的脚部运动频次以及用户的单脚平均离地高度,计算得到虚拟人物在虚拟现实画面中的运动速度;

其中,根据每张所述脚部运动图片以及对应的运动时间点,计算得到用户的脚部运动频次的方法包括:根据多张所述脚部运动图片中,实时计算获取用户的单脚离地高度;

根据多个所述单脚离地高度以及对应的运动时间点,生成用户单脚离地高度‑时间曲线;

在所述用户单脚离地高度‑时间曲线中,统计预设时间段内的所有最高离地高度的坐标点的数量,以计算得到脚部运动频次;

虚拟人物在虚拟现实画面中的运动速度的公式表示为:

其中,表示虚拟人物在虚拟现实画面中的运动速度, 表示基准运动速度, 表示用户的脚部运动频次, 表示标准脚部运动频次, 表示用户的单脚平均离地高度, 表示第一权重系数, 表示第二权重系数, 表示用户有进行原地走路, 表示用户没有进行原地走路;

所述对用户的实际操作动作进行识别,当实际操作动作与预设操作动作中的一个相同时,使得虚拟人物执行对应的动作指令的方法包括如下步骤:通过摄像头采集用户的实际操作动作,其中所述实际操作动作包括实际手势动作以及实际身体动作;

在通过摄像头采集到用户的实际操作动作后,通过第一虚拟框对用户的手部进行框选以得到实际手势动作,通过第二虚拟框对用户的躯干部位进行框选以得到实际身体动作;

将所述实际手势动作与预设手势动作进行比对,以及将所述实际身体动作与预设身体动作进行比对;

当判断到所述实际手势动作与预设手势动作相一致时,则对虚拟人物执行与所述预设手势动作对应的动作指令;

当判断到所述实际身体动作与预设身体动作相一致时,则对虚拟人物执行与所述预设身体动作对应的动作指令;

所述方法还包括如下步骤:

通过摄像头在第一虚拟框中获取用户的手部图片,判断所述手部图片是否同时包含左手图片与右手图片;

当判断到所述手部图片同时包含左手图片与右手图片,则通过所述左手图片获取对应的左手实际手势动作,以及通过所述右手图片获取对应的右手实际手势动作;

当左手实际手势动作与对应的其中一个左手预设手势动作相同,则对应执行左手的动作指令;当右手实际手势动作与对应的其中一个右手预设手势动作相同,则对应执行右手的动作指令;

所述方法还包括如下步骤:

通过摄像头在第一虚拟框中获取用户的手部图片,判断所述手部图片是否同时包含左手图片与右手图片;

当判断到所述手部图片仅为单手图片,则在虚拟现实画面中生成第一交互窗口,所述第一交互窗口用于接收用户进行单手操作模式的确认点击信号;

当接收到用户进行单手操作模式的确认点击信号之后,生成第二交互窗口,所述第二交互窗口为针对左手与右手之间操作规则的选项列表框;

若判断到所述手部图片为左手图片,则接收到针对于所述第二交互窗口中选项列表框的选择信号之后,根据所选定的左手与右手之间的操作规则,对未进行操作的右手进行动作映射;

若判断到所述手部图片为右手图片,则接收到针对于所述第二交互窗口中选项列表框的选择信号之后,根据所选定的左手与右手之间的操作规则,对未进行操作的左手进行动作映射。

2.根据权利要求1所述一种基于虚拟现实的交互控制方法,其特征在于,判定实际手势动作是否与其中一个预设手势动作匹配成功时,需要将摄像头采集到的图片与每一个操作手势对应的图像进行相似度计算,具体包括如下步骤:用基于DCT的hash方法分别计算采集到的图片与操作手势图像的hash值,得到h_1和h_

2;

计算h_1和h_2之间的汉明距离dis_h;

根据汉明距离dis_h计算得到采集到的图片与操作手势图像之间的相似度,当相似度大于设定值时,表明匹配成功。

3.一种基于虚拟现实的交互控制系统,其特征在于,所述系统应用如上述权利要求1至

2任意一项所述的基于虚拟现实的交互控制方法,所述系统包括:虚拟现实画面接收模块,用于通过VR头盔或者VR眼镜接收虚拟现实画面,接收用户选择的虚拟人物;

运动信息确定模块,用于根据角度感应器确定用户头部朝向,根据振动传感器确定用户运动状态,将用户头部朝向和用户运动状态进行整合得到运动信息,将运动信息同步至虚拟现实画面中的虚拟人物;

操作信息显示模块,用于在虚拟现实画面中显示人物操作信息,所述人物操作信息包括动作指令和对应的预设操作动作,所述预设操作动作包括预设手势动作以及预设身体动作;

实际动作识别模块,用于对用户的实际操作动作进行识别,当实际操作动作与预设操作动作中的一个相同时,使得虚拟人物执行对应的动作指令。

4.一种虚拟现实设备,其特征在于,包括存储器、处理器以及计算机程序,所述存储器中存储有计算机程序,所述计算机程序被所述处理器执行时,使得所述处理器执行权利要求1‑2任一项所述的基于虚拟现实的交互控制方法。