[发明专利]VR环境下的物体视觉定位操控方法

摘要

本发明公开了一种VR(Virtual Reality，即虚拟现实)环境下的物体视觉定位操控方法，提出了基于VR头戴式显示器和游戏手柄等人机交互设备时,实现一种人与虚拟现实物体的视觉定位和操控的算法，并根据此算法完成了一种人与虚拟场景交互操作的新颖的操作便捷的解决方案。本发明的VR物体视觉定位操控技术包括虚拟视场聚焦模型、虚拟焦点相对运动模型、虚拟物体互动模型等模型建立和视觉定位技术。解决了当前VR环境下的人机交互所面临的操作复杂，需要复杂的学习过程的问题。本发明实现了便捷的人与场景的互动操作方法，具有概念简单，应用灵活、便捷，解放用户双手操作，操作简单，上手快，无需用户专门学习等优势，可以很好地应用于VR人机交互控制技术领域。

主权项

1.一种VR环境下的物体视觉定位操控方法，其特征在于： 包括：1.1模型建立1.11 虚拟视场聚焦模型虚拟视场聚焦模型的载体是一个居于VR视野中心的感知图标，用于感知用户当前关注的虚拟物体，获取当前关注虚拟物体的拖放、属性开关的可操作属性，如果当前关注虚拟物体不可以操作，感知图标没有变化；如果当前关注虚拟物体可以拖放或可以设置开关操作，感知图标则会产生相应动画效果；感知图标的作用基于一个事实：人在观察虚拟物体时，基本上是目光集中于所观察虚拟物体的，只有当人眼、聚焦载体和虚拟物体连成一线时，即可观察和操作关注的虚拟物体了，屏幕上其他的虚拟物体和对象暂时位于人的关注范围之外；关注模型的获取采用虚拟射线探测法，当用户在虚拟场景中漫游时，系统不断地从场景中的观察者位置经过屏幕中心感知图标生成一条探测射线，当探测射线经过任意模型时，系统就会对当前模型进行判断，并对虚拟物体的可操作性给予显示，如果当前模型可以操作，感知图标就从原图案变为闪烁的状态或另一动画图案；如果当前模型不可以互动，闪烁图标或动画图案随即消失，变为正常的感知图标状态；1.12虚拟焦点相对运动模型确定聚焦载体的位置：基于屏幕坐标系，根据屏幕尺寸，布置在屏幕中央，当人视野发生变化时，三维场景中变化的内容是基于空间坐标系的，与屏幕内容相互独立，保证了聚焦载体的视场位置稳定性；1.13 虚拟物体互动模型每一个虚拟物体设计为自成子系统，虚拟物体子系统对外提供操作接口，这些接口是虚拟物体的基本的首要的接口，参数传递非常简单，用一个布尔变量传递参数传递，在使用手柄操作时，统一使用两个天然的、便于操作的互斥键来控制，当聚焦载体获取当前用户关注的虚拟物体时，用户即可按下手柄按键来控制当前的虚拟物体；当虚拟物体存在多个操作接口时，感知图标能够使用多种形式的动画效果来体现这些接口和向用户提示，用户按照互动场景应用的要求按下指定的互斥键来与场景和模型互动；1.2视觉定位：1.21调用当前关注虚拟物体是否存在指定的若干接口，如果调用成功，就改变感知图标表明该虚拟物体可以交互，在当前帧开始执行，探查感知图标当前扫过的虚拟物体，检测虚拟物体获取是否成功，若获取虚拟物体成功，则根据虚拟物体类型获取若干指定类型的操作接口，若否，则重返步骤1.1；接着判断获取接口是否成功，若获取接口成功，则感知图标显示动画效果，若否，则重返步骤1.1；当获取虚拟物体接口成功时，再判断用户手柄输入是否按下指定的互斥键，若是则调用指定互斥键相应的操作接口，设置接口状态；若否，则重返步骤1.1；1.22根据事先存储的可操作虚拟物体列表来判断当前关注虚拟物体能否操作，如果可以操作就改变感知图标，具体步骤为：在当前帧开始执行，探查感知图标当前扫过的虚拟物体，检测虚拟物体获取是否成功，若获取到虚拟物体，则获取虚拟物体的名称，并在互动虚拟物体列表中搜索，并判断在列表中是否存在，若列表存在当前虚拟物体，则感知图标显示动画效果，若否，则重返步骤1.1；当虚拟物体名称在列表中存在时再判断用户手柄输入是否按下指定的互斥键，若是则调用指定互斥键相应的操作接口，设置接口状态；若否，则重返步骤1.1。