[发明专利]一种虚拟交互方法

权利要求书

1.一种虚拟交互方法，所述方法应用于主动体和被动体之间，其特征在于，所述方法包括：

分别对所述主动体和所述被动体进行建模，得到所述主动体的第一模型和所述被动体的第二模型；其中，所述第一模型中包括相连接的线段主体模型和球帽模型；所述第二模型中包括曲面模型；

确定所述第一模型和所述第二模型之间的交互状态，所述交互状态由所述第一模型和所述第二模型之间的距离确定；其中，所述交互状态包括临近状态、接触状态以及挤压状态；

根据所述交互状态，计算所述第一模型的变化或者计算所述第二模型的变化；

在分别对所述主动体和所述被动体进行建模之前，所述方法还包括：获取所述主动体的点云数据以及所述被动体的点云数据；

相应地，对所述主动体进行建模包括：

按照下述公式确定所述第一模型中的线段主体模型：

其中，(x,y,z)表示空间点的坐标，(x₀,y₀,z₀)表示空间原点的坐标，m、p、l为直线拟合参数，a₁、b₁、a₂、b₂为待求解的系数；

根据下述公式确定所述待求解的系数的值：

其中，(x_i,y_i,z_i)表示所述主动体的点云数据中第i个点的坐标，i的取值为1到N，N为所述主动体的点云数据中包含的点的总个数；

所述方法还包括：

根据下述公式确定所述第一模型中的球帽模型：

x²+y²+z²-Ax-By-Cz+D＝0

其中，A、B、C、D为待求解的参数；

根据下述公式确定所述待求解的参数的值；

其中，n表示样本点的个数；

对所述被动体进行建模包括：

按照下述递归公式确定所述第二模型中的曲面模型：

其中，表示第n次递归计算之后的曲面模型，λ表示指定常数，d(x)表示点到曲面的欧式距离，α、β为指定正常数，Δt表示递归步长；

根据所述交互状态，计算所述第一模型的变化或者计算所述第二模型的变化包括：

当所述交互状态为临近状态或者接触状态时，计算所述第一模型的变化；

当所述交互状态为挤压状态时，计算所述第二模型的变化；

计算所述第一模型的变化包括：

获取所述第一模型变化后产生的新的点云数据，并在所述新的点云数据中确定除去所述第一模型变化之前的点云数据的剩余数据；

按照下述公式计算所述第一模型的变化距离：

其中，表示所述第一模型的变化距离，P₁(x_i,y_i,z_i)表示所述剩余数据中的第i个点，P₀(x₀,y₀,z₀)表示球心坐标，N表示所述剩余数据中点的数量；

计算所述第二模型的变化包括：

按照下述公式计算所述第二模型对应的压感等级：

其中，L(d)表示所述压感等级，L_max表示最大压感等级，L_min表示最小压感等级，d表示所述球帽模型的球心与所述曲面模型的距离，r₀表示所述球帽模型的半径。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取所述主动体的点云数据以及所述被动体的点云数据包括：

获取传感器视野内物体的点云数据；

根据所述点云数据对应的深度信息，将所述点云数据划分为多个数据集合；

将最大的数据集合中的点云数据作为所述被动体的点云数据；

确定所述多个数据集合中除所述被动体的点云数据之外的候选数据集合；

将所述候选数据集合中平均深度最小的集合中的点云数据作为所述主动体的点云数据。