[发明专利]基于可变摩擦力式触觉反馈装置和模式库的触觉渲染方法

说明书

本发明涉及一种基于可变摩擦力式触觉反馈装置和模式库的触觉渲染方法，属于虚拟现实与人机交互领域。定位单元检测输入数据，并将输入数据发送至处理单元的交互操作特征提取模块，获取交互元素的属性信息，提取交互操作的特征向量，发送至所述处理单元的动态手势判决模块，对当前交互操作的类型进行判别，发送激励信号，生成可变摩擦力式触觉反馈。本发明用于动态手势交互操作的触觉模式库易于集成，具有可复用性，同时针对多类动态手势交互操作的特征向量实现了通用的触觉渲染方法，为后续的针对动态手势交互操作的可变摩擦力式触觉反馈的具体应用及发展奠定了基础。

技术领域

本发明属于虚拟现实与人机交互领域，尤其涉及一种基于可变摩擦力式触觉反馈装置和模式库的触觉渲染方法。

背景技术

具有触敏表面的电子设备(如移动电话、平板、智能手表等)几乎成了人们的日常生活中不可缺少的工具。通过在此类终端设备和系统中引入触觉反馈，减轻了用户使用此类设备时在视觉通道和听觉通道上的认知过载，提高了用户对操作任务当前状态的把握及对后续状态的可预测性，增强了操作的趣味性，使得在人机交互过程中“机器”端的操作更加有效，“人”端的感知更加直观，实现了更好的用户体验。

应用于具有触敏表面的电子设备的平面触觉技术主要包括三类触觉反馈技术：振动式触觉反馈通过振动电机生成的机械振动提供触觉反馈；静电力触觉反馈通过调制静电吸引力增大了滑动的指尖与接触面之间的摩擦力；空气压膜触觉反馈通过高速振动的空气压膜减小了接触面的摩擦系数，进而减小了滑动的指尖与接触面之间的摩擦力。其中，静电力触觉反馈和空气压膜触觉反馈统称为可变摩擦力式式触觉反馈。

然而，目前对于触觉反馈的研究大多针对于用于交互操作的振动式触觉反馈或者用于图像的纹理属性信息的可变摩擦力式触觉反馈，缺少用于交互操作的可变摩擦力式触觉反馈的研究。

针对可变摩擦力式触觉反馈只有在手指与接触面之间产生相对运动时才能有效提供触觉反馈的特点，本发明将交互操作限定于动态手势的交互操作。动态手势的交互操作包含拖拽操作、轻划操作、滚动操作等多类交互操作，同时当具体的应用场景不同时，交互操作的具体表现形式也有所不同。然而，对于上述有限集组合而成的多类情况，缺少通用的触觉渲染方法以及可重用的触觉模式库。由此，增大了设计者以及研究人员在研究和应用针对动态手势交互操作的可变摩擦力式触觉反馈时的工作量，局限了可变摩擦力式触觉反馈在具有触敏表面的电子设备上的应用和发展。

发明内容

本发明提出了一种基于可变摩擦力式触觉反馈装置和模式库的触觉渲染方法，以解决存在的增大了设计者以及研究人员在研究和应用针对动态手势交互操作的可变摩擦力式触觉反馈时的工作量，局限了可变摩擦力式触觉反馈在具有触敏表面的电子设备上的应用和发展的问题。

本发明采取的技术方案是：包括下列步骤：

(1)、可变摩擦力式触觉反馈装置的交互单元中的显示屏显示具有特定功能的应用场景关联的图形用户界面；

(2)、由所述装置的定位单元检测输入数据，并将输入数据发送至所述装置的处理单元的交互操作特征提取模块；

(3)、所述交互操作特征提取模块响应于检测到的输入数据，从所述处理单元的图形用户界面模块获取交互元素的属性信息；提取交互操作的特征向量；同时将所述特征向量发送至所述处理单元的动态手势判决模块；