[发明专利]一种基于ROS系统的虚拟现实触觉反馈器

说明书

本发明提供了一种基于ROS系统的虚拟现实触觉反馈器，该反馈器包括控制单元、数模转换单元、电压电流转换单元和阵列式刺激电极手套，该反馈器实现了可变电流刺激控制人手在非自主意识下实现抓握动作并且模拟现实感觉，达到在虚拟现实中对手做出相应的碰撞改变手的动作，在实际中人体手部的动作就会自主的跟随改变。

技术领域

本发明属于虚拟现实反馈设备领域，特别涉及一种基于ROS系统的虚拟现实触觉反馈器。

背景技术

ROS系统ROS机器人操作系统的简称是一个机器人软件平台，其能提供一些标准操作系统服务，例如硬件抽象，底层设备控制，常规功能实现，进程间消息以及数据包管理。ROS系统是基于一种图像架构，从而不同节点的进程能接受，发布，聚合各种信息。

虚拟现实技术VR是利用计算机模拟产生一个三维空间的虚拟世界，提供用户关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让用户如同身历其境一般，可以及时、没有限制地观察三维空间内的实物。虚拟现实技术主要包括模拟环境、感知和传感设备，让人们在感觉上有真实的效果。近年来随着虚拟现实技术的广泛应用，已将虚拟现实技术应用到人体触觉反馈、感官反馈、康复治疗等领域。例如可以通过设置虚拟现实场景，例如设置一个Unity3D场景，该Unity3D场景中可以通过程序设计虚拟手碰触物体，当手碰物体后，手部姿势发生变化，这样虚拟现实系统就会将手部姿势变化数据打上标记，并通过网口发送给ROS系统，ROS系统接收的数据可以通过反馈器传输给人体。但是现有的虚拟现实技术的反馈集中于物理式反馈比如震动反馈，该反馈方式是作为人操控虚拟中的某种物体，在现实中会有某种相应的震动感觉，该实现方式有的缺点是虚拟中要是有外界物体，不受自己控制，对你自己控制的人物造成撞击或者想使你的手部做出具体动作时往往难以实现，而且现在的虚拟反馈技术都是力的大小反馈没有精确做到对人手动作的精确反馈控制，有的只是模拟手有感觉并没有达到手的运动控制，现在传统的面向物理式压力触觉反馈体积一般较大，移动性较差，体验效果往往不加。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种基于ROS系统的虚拟现实触觉反馈器，该反馈器实现了可变电流刺激控制人手在非自主意识下实现抓握动作并且模拟现实感觉，达到在虚拟现实中对手做出相应的碰撞改变手的动作，在实际中人体手部的动作就会给自主的跟随改变。

本发明具体技术方案如下：

本发明提供一种基于ROS系统的虚拟现实触觉反馈器，该反馈器包括：

控制单元，用于接收ROS系统传输的数据，并进行处理，根据处理结果向数模转换单元发送输出电压的指令；

数模转换单元，用于输出电压；

电压电流转换单元，用于接收数模转换单元输出的电压，并计算出恒定电流发送给阵列式刺激电极手套；

阵列式刺激电极手套，用于供用户穿戴并向用户输出恒定电流。

进一步的改进，所述控制单元包括：

信息接收模块，用于接收ROS系统传输的数据；

场景筛选模块，用于从所述信息接收模块接收的数据中筛选出具有手部场景的数据；

标记识别模块，用于从具有手部场景的数据中筛选出具有标记的数据；

手部姿势判断模块，用于从具有标记的数据中判断手部姿势，并获得手部姿势数据，所述手部姿势数据包括手部运动角度J₁；

电压处理模块，用于根据手部姿势数据与电压的关系，向数模转换单元发送输出电压的指令。

进一步的改进，所述反馈器还包括：

初始电流设置单元，用于分别为每一用户设置最大电流值I_大和最小电流值I_小；