[发明专利]基于等心率步行速度换算在被动式漫游控制模块中的应用

摘要

基于等心率步行速度换算在被动式漫游控制模块中的应用，被动式控制模块对采集到的操作者腿部运动速度通过等心率感受作为依据进行换算，以换算得到所对应的日常步行速度来驱动漫游视点的移动。构建等心率步行速度换算函数包括三个步骤：步骤一，记录操作者在被动模块中进行各种速率的步行时所对应的心率。步骤二，另再实验记录操作者在平地上以不同速率步行时的心率。步骤三，获取了“采集速率”、“日常速率”与不同心率的正相关趋势方程后，通过解方程得到“等心率步行速度换算函数”。本发明首次提出“等心率步行速度换算函数”并应用于虚拟现实漫游系统的被动式控制模块，能够带给虚拟现实系统的操作者更加接近于真实漫游的距离感。

主权项

一种基于等心率步行速度换算在被动式漫游控制模块中的应用方法，其特征在于，被动式漫游控制模块对“采集速率”通过等心率感受作为依据进行换算，以换算得到所对应的“日常速率”来驱动漫游视点的移动，“采集速率”指采集到的被试操作者腿部运动速度，“日常速率”指日常步行速度；“采集速率”与“日常速率”之间通过等心率感受来作为换算依据，构建“等心率步行速度换算函数”的方法包括三个步骤：步骤一，记录被试操作者在被动式漫游控制模块中进行各种速率的步行时所对应的心率；实验的第一阶段：实验员从被试操作者中随机让同比例男女在被动式漫游控制模块中先后以最休闲的漫步速和最快的跑步速进行运动，分别记录其“采集速率”，以测得数据的最小值与最大值为界，建立“采集速率”的测量值域，并将其均分得到若干N个“采集速率”测量点，实验的第二阶段：实验员请被试操作者佩戴红外心率监测设备在被动式漫游控制模块中，从低到高分别以所述N个测量点速度进行步行，记录其对应的心率，每位被试操作者将被记录最多N对数据，将记录到的数据画出“采集速率”与心率散点图，再分别按线性拟合出趋势方程,如下:女非运动组(R2＝0.4487)：R＝0.2101Vp+70.540,Vp∈[57,310],R∈[70,163]  (式1)女运动组(R2＝0.4511)：R＝0.1888Vp+69.172,Vp∈[51,330],R∈[55,165]   (式2)男非运动组(R2＝0.6151)：R＝0.1959Vp+76.113,Vp∈[70,367],R∈[74,155]  (式3)男运动组(R2＝0.6481)：R＝0.1542Vp+67.858,Vp∈[75,410],R∈[67,136]   (式4)其中:R:心率，单位：次/分钟；Vp:步行平台中的速度，单位：像素/秒；步骤二，与步骤一实验对应，另再实验记录被试操作者在平地上以不同速率步行时的心率，也分别按线性拟合出趋势方程如下:女非运动组(R2＝0.5214)：R＝11.272Vt+61.619,Vt∈[2.5,6.5],R∈[60,159]  (式5)女运动组(R2＝0.4256)：R＝9.1474Vt+63.437,Vt∈[2.5,6.5],R∈[57,155]   (式6)男非运动组(R2＝0.5237)：R＝9.2792Vt+71.069,Vt∈[2.5,6.5],R∈[74,173]  (式7)男运动组(R2＝0.4016)：R＝8.0176Vt+67.132,Vt∈[2.5,6.5],R∈[65,145]   (式8)其中:R:心率，单位：次/分钟；Vt:跑步机上的速度，单位：公里/小时；步骤三，获取了“采集速率”、“日常速率”与不同心率的正相关趋势方程后，通过解方程得到“等心率步行速度换算函数”如下:女非运动组：Vt＝0.0186Vp+0.7914,Vp∈[92,307],Vt∈[2.5,6.5]  (式9)女运动组：Vt＝0.0206Vp+0.6270,Vp∈[91,285],Vt∈[2.5,6.5]   (式10)男非运动组：Vt＝0.0211Vp+0.5436,Vp∈[93,282],Vt∈[2.5,6.5]  (式11)男运动组：Vt＝0.0192Vp+0.0906,Vp∈[125,334],Vt∈[2.5,6.5]  (式12)其中:Vp:步行平台中的速度，单位：像素/秒；Vt:跑步机上的速度，单位：公里/小时；Vp与Vt速度的方向相同。