本发明涉及虚拟现实技术领域，具体地说是一种基于虚拟现实的纺织品感知系统。
背景技术：
在现有技术中，虚拟现实已经在多个领域得到应用，尤其是在视觉上有了较大的发展和应用，但是在触觉感知领域，则尚未有实质性建树。以纺织品的网购为例，网购在方便人们购买纺织品等家居用品的同时，却仍存在着诸多制约因素，如：远程无法感知其触感感觉及舒适性、视觉效果存在差异等问题。消费者也常常会因为对所购买到的纺织类产品的触感感觉和舒适性不满意而选择退货或者换货，降低了购物的效率。因此通过虚拟现实终端，实现在网络购物中远程真实感知商品特性的方法对网购方式的变革具有重大意义。
随着虚拟现实技术的不断发展，它的应用范围也在不断扩大。在网络购物中运用虚拟现实技术也是发展的方向。在文献“web DSS approach to building an intelligent internet shopping mall by integrating virtual reality and avatar”(Kun Chang Lee，Namho Chung，In Expert Systems with Applications，2005(2)：333-346)中报道了一种使用虚拟现实和网络决策支持系统相结合的网络购物决策机制系统。中国专利CN 106651511 A公开了一种基于虚拟现实的购物方法及系统，该方法通过建立用户对应的购物模型，将用户选择的衣物搭配至所述购物模型，并通过虚拟现实设备呈现显示效果以提示用户，使得用户在网购时能够模拟试穿所选择的衣物，再根据模拟试穿的效果决定是否购买。但该方法只适用于虚拟判断衣物在尺寸上是否合适，并没有实现消费者对纺织品触感感觉与舒适性的感知。
由此可见，现有技术还无法通过虚拟现实技术实现对纺织品的触觉感知，也就限制了人们在网购纺织品时的体验。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明针对上述现有技术存在的无法感知纺织品触感特性及舒适性的技术问题，提供了一种实现产品触感特性远程感知的基于虚拟现实的纺织品感知系统，以提升网购纺织品等应用场景的触感体验。
本发明的技术解决方案是，提供一种基于虚拟现实的纺织品感知系统，包括：
主观感觉量化系统，测试纺织品的触感特性，得到纺织品的动态压缩特性、表面摩擦特性、弯曲特性以及动态热传递特性，并记录和存储表征所述触感特性的数据，作为客观测试结果，针对所述客观测试结果设置多项客观评价指标；根据不同年龄段、不同性别的人群对各种纺织品的主观感觉指标进行主观感知测试及问卷调查，采集数据，得到主观测试结果；将纺织品的客观评价指标作为输入层，以不同人群的主观感觉指标作为输出层，根据主观测试结果和客观测试结果建立主观感觉预测神经网络模型；根据纺织品的客观测试结果，确定纺织品的类型，从而得到该类型纺织品和对应人群的主观测试结果，得到主观感觉量化值；
虚拟现实感知系统，依据所述纺织品的主观感觉量化值，将触感感觉传递到用户的虚拟现实终端，实现用户对纺织品主观感觉的远程感知。
作为可选，所述的多项客观评价指标是指，最大弯曲负载、压缩阶段弯曲功、回弹阶段弯曲功、压缩功、压缩回弹功、压缩回弹比、静摩擦系数FS、摩擦功、动摩擦系数FD、最大热流量、热心理感觉强度、热调节时间、动态调节时间和静态热阻；基于多种纺织品材料样本的客观测试结果，对所述14项客观评价指标进行分级。
作为可选，所述主观感觉指标是指，干湿度、柔软度、冷暖度、光滑感和刺痛感。
作为可选，所述主观感觉预测值通过线上主观感觉标贴予以表征，用户使用虚拟现实终端对所述线上主观感觉标贴进行读取，实现用户对纺织品主观感觉的感知。
作为可选，通过大数据公共查询平台存储线上主观感觉标贴，用户访问所述大数据公共查询平台，对所述主观感觉标贴进行防伪查询。
作为可选，所述客观测试结果由纺织品触感测试装置测试完成，所述纺织品触感测试装置，包括测试组件、传动机构、扭曲力托盘以及支架，所述支架包括底座、导柱以及立柱，所述底座包括支撑座和支撑板，所述支撑板上方垂直设有导柱，所述导柱后方平行设有立柱，所述的传动机构安装在立柱上，所述的测试组件包括上压盘、下压盘和测试传感器，所述下压盘设置在所述导柱的上方，所述的上压盘设置在所述传动机构的下端，以通过传动机构带动所述上压盘上下运动。
作为可选，所述的测试传感器包括压力传感器A、压力传感器B和热流传感器，所述压力传感器A位于下压盘的下方，所述压力传感器B设置在支撑座上的矩形凹槽内，所述热流传感器设置在所述下压盘上表面，所述上压盘内部设有加热丝，所述加热丝贴合于所述上压盘的底板表面上。
作为可选，所述支撑座安装在支撑板上，所述支撑座的矩形凹槽内设有扭曲力托盘，所述扭曲力托盘位于所述下压盘的外侧，在非压缩状态下，所述下压盘高于所述扭曲力托盘。
作为可选，纺织品样本置于下压盘上，通过加热丝加热使得上、下压盘之间的达到设定的温度差后，上压盘在传动机构带动下开始下降；当上压盘碰触纺织品样本并继续向下压缩下压盘时，纺织品样本四周会触碰到位于下压盘四周的扭曲力托盘，此时位于下压盘下方的压力传感器A、位于矩形槽内的弯扭压力传感器B以及位于下压盘表面的热流传感器均开始进行数据的实时采集，进行压缩、弯扭以及热传递特性的测试，当压力传感器A检测到压力达到预期压力时，上压盘停止下降。
作为可选，所述测试组件还包括表面摩擦特性测试组件，所述表面摩擦特性测试组件设置于上压盘上，所述上压盘包括腔体盘和底板，所述底板设置于腔体盘的底部，所述表面摩擦特性测试组件设置在腔体盘上，所述表面摩擦特性测试组件包括滑块、固定套、导杆、滚珠丝杠B、直流电机和联轴器B，所述滑块安装在固定套的凹槽内，所述固定套安装在上压盘的腔体盘的腔体内，所述滑块穿过底板凹槽，导杆上方平行设有滚珠丝杠B，滚珠丝杠B一端通过联轴器B与直流电机相连接。
采用以上系统，与现有技术相比，具有以下优点：本发明能够实现用户对纺织品触感的远程感知，通过虚拟现实感受到其触觉特性及舒适性，提升了触感体验。
附图说明
图1为本发明基于虚拟现实的纺织品感知系统的网购应用中的总体流程图；
图2为本发明中纺织类产品线上主观感觉标贴及防伪系统的界面示意图。
图3为纺织品触感测试装置的整体结构图；
图4为压缩特性相关组件的结构示意图；
图5为表面摩擦特性相关组件的结构示意图；
图6为弯扭特性相关组件的结构示意图；
图7为热传递特性相关组件的结构示意图。
图中所示：图2中所示：系统标志L1、防伪二维码F2、刺痛感标贴B3、光滑感标贴B4、冷暖度标贴B5、柔软度标贴B6、干湿度标贴B7；
1、上压盘，2、下压盘，3、压力传感器A，4、导柱，5、扭曲力托盘，6、压力传感器B，7、加热丝，8、热流传感器，9、步进电机，10、联轴器A，11、支撑板A，12、滚珠丝杠A，13、立柱，14、滚珠丝杠B，15、固定套，16、导杆，17、滑块，18、直流电机，19、联轴器B，20、支撑座，21、纺织品样本，22、腔体盘，23、底板，24、底板凹槽，25、支撑板B。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
本发明涵盖任何在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。为了使公众对本发明有彻底的了解，在以下本发明优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本发明。此外，本发明之附图中为了示意的需要，并没有完全精确地按照实际比例绘制，在此予以说明。
参考图1所示，示意了将本发明应用于网购的流程框图，本发明基于虚拟现实的纺织品感知系统，包括：
主观感觉量化系统，测试纺织品的触感特性，得到纺织品的动态压缩特性、表面摩擦特性、弯曲特性以及动态热传递特性，并记录和存储表征所述触感特性的数据，作为客观测试结果，针对所述客观测试结果设置多项客观评价指标；根据不同年龄段、不同性别的人群对各种纺织品的主观感觉指标进行主观感知测试及问卷调查，采集数据，得到主观测试结果；将纺织品的客观评价指标作为输入层，以不同人群的主观感觉指标作为输出层，根据主观测试结果和客观测试结果建立主观感觉预测神经网络模型；根据纺织品的客观测试结果，确定纺织品的类型，从而得到该类型纺织品和对应人群的主观测试结果，得到主观感觉量化值；
虚拟现实感知系统，依据所述纺织品的主观感觉量化值，将触感感觉传递到用户的虚拟现实终端，实现用户对纺织品主观感觉的远程感知。
所述主观感觉量化系统包括纺织品触感测试装置，所述纺织品触感测试装置输出客观测试结果。
本发明在网购上应用，基于纺织类产品虚拟现实网购运营平台系统，所述纺织类产品虚拟现实网购运营平台系统包括主观感觉量化系统、主观感觉标贴及防伪系统、虚拟现实感知系统。
所述纺织类产品主观感觉量化系统，具体包括一种测试纺织品触感特性的装置，能够模拟服装穿着时纺织品和皮肤之间的动态接触过程，并获取到接触过程中的力学及物理信号动态变化信息，其中所述力学和物理信号的动态变化信息包括：纺织品和皮肤接触过程中二者之间的热交换，纺织品对皮肤表面的摩擦、压迫和扭曲作用力。所述的测试纺织品触感特性的方法和装置同时对数据进行记录及存储，实现了在一台仪器系统上测得纺织品的动态压缩特性、表面摩擦特性、弯曲特性以及动态热传递四个维度的特性。
所述纺织类产品主观感觉量化系统根据所述测试纺织品触感特性的方法和装置所得的客观测试数据曲线定义四个维度特性的总共14项客观评价指标，具体包括：最大弯曲负载、压缩阶段弯曲功、回弹阶段弯曲功、压缩功、压缩回弹功、压缩回弹比、静摩擦系数FS、摩擦功、动摩擦系数FD、最大热流量、热心理感觉强度、热调节时间、动态调节时间、静态热阻。基于多种纺织品材料样本的客观测试结果，对所述14项客观评价指标进行9级制分级，将每项客观评价指标根据测试结果的数值转换为从1到9的等级值。
所述的纺织类产品主观感觉量化系统通过对不同年龄段、不同性别、不同籍贯、不同职业的人群对各种纺织品的干湿度、柔软度、冷暖度、光滑感和刺痛感这5种主观感觉指标进行主观感知实验及问卷调查，采集数据，得到主观测试结果，同时通过所述测试纺织品触感特性的方法和装置进行客观测试，得到客观测试结果。
所述纺织类产品主观感觉量化系统以所述14个客观指标作为输入层，以所述5个主观指标作为输出层，根据主观和客观测试结果建立主观感觉预测神经网络模型。
所述纺织类产品主观感觉标贴及防伪系统由所述纺织类产品主观感觉量化系统及客观测试结果，得到主观感觉预测值，对纺织类产品的主观感觉进行线上标贴，买家能够根据所述主观标贴值进行综合判断和决策。
所述纺织类产品主观感觉标贴及防伪系统是一个大数据的公共查询平台，用户能够通过所述纺织类产品主观感觉标贴及防伪系统，进行标贴认证的防伪查询。
所述纺织类产品虚拟现实感知系统能够通过虚拟现实终端，依据所述纺织类产品主观感觉量化系统测得的量化值将真实触感感觉传递到消费者虚拟现实终端，实现纺织类产品主观感觉的远程感知。
如图2所示，示意了本发明中纺织类产品主观感觉标贴及防伪系统的界面。所述标贴及防伪系统包括：系统标志(L1)、防伪二维码(F2)以及刺痛感标贴(B3)、光滑感标贴(B4)、冷暖度标贴(B5)、柔软度标贴(B6)、干湿度标贴(B7)这5项主观感觉标贴。其中系统标志(L1)是所述主观感觉标贴及防伪系统的专属商标图案(LOGO)。用户使用手机扫描所述防伪二维码(F2)就可以进入一个大数据的防伪公共查询平台，通过所述平台可以对所述系统界面的信息进行防伪查询，从而能够辨别真伪。买家在网购纺织品时，能够根据所述主观感觉标贴及防伪系统中的所述5项主观感觉标贴柱状图及对应的量化值进行所述主观感觉的判断。
具体实施方法为：首先使用测试纺织品触感特性的装置模拟服装穿着时纺织品和皮肤之间的动态接触过程，并获取接触过程中的力学及物理信号动态变化信息，同时对数据进行记录及存储，测得纺织品的动态压缩特性、表面摩擦特性、弯曲特性以及动态热传递四个维度的特性。并根据所得纺织品四个维度特性的客观测试数据曲线定义14项客观评价指标。然后再用测试装置对不同种类的多种纺织品材料样本分别进行测试，并得到大量的客观测试结果，根据所得的客观测试结果对14项客观评价指标进行9级制分级，其中分级方法为：我们取150种纺织品样本，每种取10个，对每种10个样本的14项客观评价指标(8)进行测试，并根据测试结果求平均值，得到一个14×150的数据库。对所有指标处理并得到每一项指标的分布直观图。对测试结果进行分析，并进行分级，分级标准采用指标数值在0-10％的为级别1，11-22％的为级别2，23-34％的为级别3，35-46％的为级别4，47-58％的为级别5，59-70％的为级别6，71-79％的为级别7，80-89％的为级别8，90-100％的为级别9。例如：对于静摩擦系数而言，我们这样分级，0-0.15为级别1，主观表示为极光滑；0.16-0.25为级别2，主观表示为光滑；0.26-0.31为级别3，主观表示为较光滑；0.32-0.34为级别4，主观表示为一般光滑；0.35-0.40为级别5，主观表示为一般；0.41-0.45为级别6，主观表示为一般粗糙；0.46-0.50为级别7，主观表示为较粗糙；0.50-0.60为级别8，主观表示为粗糙；0.60以上为级别9，主观表示为极粗糙。这样，14项客观评价指标就建立好了。接着对不同年龄段、不同性别、不同籍贯、不同职业的人群对各种纺织品的5项主观感觉指标进行主观感知实验及问卷调查，采集人们对于纺织品作用在人体皮肤上的时候所产生的5种主观感觉的反馈数据，得到主观测试结果，同时对这些纺织品进行客观测试，得到客观测试结果。以纺织品14项客观指标作为输入层，以所述5项主观指标作为输出层，根据所得到的主观和客观测试结果建立纺织品主观感觉预测神经网络模型，到此纺织类产品主观感觉量化系统就建立好了。
接下来需要建立纺织类产品主观感觉标贴及防伪系统，首先将纺织品用所述纺织类产品主观感觉量化系统中的测试装置进行测试，得到客观测试结果，再将客观测试结果作为输入，通过主观感觉预测神经网络模型，得到纺织品主观感觉量化值，对纺织类产品的主观感觉进行线上标贴，在界面上就会产生相应的5项主观感觉的柱状图及其对应的标贴量化值。买家能够根据所述主观标贴值进行综合判断和决策。同时，所述纺织类产品主观感觉标贴及防伪系统是一个大数据的公共查询平台，在界面上设置一个防伪二维码(F2)，用户能够通过手机扫描进行标贴认证的防伪查询。
最后需要建立的是纺织类产品虚拟现实感知系统，首先将纺织品用所述纺织类产品主观感觉量化系统中的测试装置进行测试，得到客观测试结果，再将客观测试结果作为输入，通过主观感觉预测神经网络模型，得到纺织品主观感觉量化值，并借助虚拟现实终端，将真实触感感觉传递到消费者虚拟现实终端，实现纺织类产品主观感觉的远程感知。
下面以一个具体的实施例来进一步说明本发明。
选用10种典型的纺织品织物试样，将测试样裁剪成尺寸为200mm×200mm的样本，然后从中随机抽出5种作为实验样品。将样本按要求平整的放置于所述测试纺织品触感特性的装置下测盘上，在数据采集系统面板上点击启动开始测试过程。测试开始后能够在系统面板上读取各项数据曲线图，以及当前的数据量，测试结束后对各项指标数据进行分析整理，得到纺织品触感特性的客观测试结果。再根据所建立的纺织品主观感觉预测神经网络模型，可以得到主观感觉量化值。测试结构指标如表1所示，主观感觉量化值如表2所示。
表1：客观评价指标记录表
表2：主观感觉量化值记录表
试验证明样本1的干湿度特性最好，样本3的柔软度特性最好，样本4的冷暖度特性最好，样本2的光滑感特性最好，样本1的刺痛感特性最好。
参考图3-7，示意了纺织品触感测试装置的结构，包括测试组件、传动机构、扭曲力托盘以及支架，所述支架包括底座、导柱4以及立柱13，所述底座包括支撑座20和支撑板B25，所述支撑板B25上方垂直设有导柱4，所述导柱4后方平行设有立柱13，所述的传动机构安装在立柱13上，所述的测试组件包括上压盘1、下压盘2和测试传感器，所述下压盘2设置在所述导柱4的上方，所述的上压盘1设置在所述传动机构的下端，以通过传动机构带动所述上压盘1上下运动。根据待测试的参数设置相应的传感器和部件，本发明主要涉及压缩特性、表面摩擦特性、弯矩特性和热传递特性。
所述的测试传感器包括压力传感器A3、压力传感器B6和热流传感器8，所述压力传感器A3位于下压盘2的下方，所述压力传感器B6设置在支撑座20上的矩形凹槽内，所述热流传感器8设置在所述下压盘2上表面，所述上压盘1内部设有加热丝7，所述加热丝7贴合于所述上压盘1的底板23表面上。
压缩特性测试主要由上压盘1、下压盘2和压力传感器A3实现，导柱4上方设有下压盘2，表面摩擦特性测试主要由上压盘1、滑块17、固定套15、导杆16、滚珠丝杠B14、直流电机18和联轴器B19实现，所述上压盘1包括腔体盘22和底板23，所述底板23设置于腔体盘22的底部，所述表面摩擦特性测试组件设置在腔体盘22上，所述表面摩擦特性测试组件包括滑块17、固定套15、导杆16、滚珠丝杠B14、直流电机18和联轴器B19，所述滑块17安装在固定套15的凹槽内，所述固定套15安装在上压盘1的腔体盘22的腔体内，所述滑块17穿过底板凹槽24，导杆16上方平行设有滚珠丝杠B14，滚珠丝杠B14一端通过联轴器B19与直流电机18相连接。
弯扭特性测试主要由上压盘1、扭曲力托盘5、压力传感器B6和下压盘2实现，所述支撑座20安装在支撑板B25上，所述支撑座20的矩形凹槽内设有扭曲力托盘5，所述压力传感器B6设置在支撑座20上的矩形凹槽内，所述扭曲力托盘5位于所述下压盘2的外侧，在非压缩状态下，所述下压盘2高于所述扭曲力托盘5。
热传递特性测试主要由上压盘1、加热丝7、热流传感器8和下压盘2实现，下压盘2上方设有热流传感器8，所述热流传感器8设置在所述下压盘2上表面，所述上压盘1内部设有加热丝7，所述加热丝7贴合于所述上压盘1的底板23表面上。
传动机构包括步进电机9、联轴器A10、支撑板11和滚珠丝杠12，滚珠丝杠A12垂直设于支撑座20中央，滚珠丝杠A12上方设有联轴器A10，联轴器A10上方设有支撑板A11，支撑板A11上方设有步进电机9。如图3所示，该装置能够模拟人体表面皮肤和纺织品的动态接触过程，并通过一次测量同时得到纺织品的压缩特性、表面摩擦特性、弯扭特性以及热传递特性。
以上仅就本发明较佳的实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本发明不仅局限于以上实施例，其具体结构允许有变化。总之，凡在本发明独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在本发明的保护范围内。