VR的控制交互方法及其相关装置与流程

vr的控制交互方法及其相关装置
技术领域
1.本发明涉及vr交互领域，尤其涉及一种vr的控制交互方法及其相关装置。


背景技术：

2.vr技术在提出后，在实现vr手段上，依靠人眼呈现进行视觉偏移欺骗，实现人的立体感官效果。在vr在依靠偏振的物理效应解决了基础视觉上，还要进一步在虚拟空间中进行交互处理。由于之前的交互操作系统是在平面二维上，在三维上立体交互并不适用，就出现了大量不同交互方式，目前存在以下几个主流路线：
3.1、人体覆盖感应传感器，通过红外射线阵列进行三维空间定位和姿态调整。
4.2、依靠环绕摄像高清摄像头，捕捉人的动作和姿态构成三维立体渲染画面和识别人的操作方式。
5.3、采用封闭空间环境的球体，将人的实际运动和虚拟空间联系，进行交互与画面渲染。
6.但是，主流路线的设备与要求都过高，对于方案推广都造成一些困难，且运算过程较为繁杂，对人体骨骼节点识别过程经常使用多个神经网络模型组合，这在游戏和普通网络社交场景上资源占用过大。目前，需要一种简易交互就能在游戏和普通网络社交场景上使用的vr交互技术进行快速推广和应用，解决当前vr交互过于复杂无法在游戏和普通网络社交场景进行推广普及的技术问题。


技术实现要素：

7.本发明的主要目的在于解决当前vr交互过于复杂无法在游戏和普通网络社交场景进行推广普及的技术问题。
8.本发明第一方面提供了一种vr的控制交互方法，所述vr的控制交互方法应用于vr的控制交互系统，所述vr的控制交互系统包括：手持控制系统、踩踏控制面板、姿态分析系统，所述vr的控制交互方法包括：
9.所述姿态分析系统接收所述手持控制系统的手势空间信号，读取所述踩踏控制面板的压感数据，其中，所述压感数据包括：左脚压感数据、右脚压感数据、旋转压感数据、前进压感数据、后退压感数据；
10.判断所述左脚压感数据与所述右脚压感数据是否均为非空白数据；
11.若均为非空白数据，则读取所述旋转压感数据的旋转压感值，以及基于所述旋转压感值，查询预置压感旋转映射表，得到旋度值；
12.读取所述前进压感数据的前进压感值，读取所述后退压感数据的后退压感值，根据所述前进压感值、所述后退压感值，计算出移动方向值；
13.根据所述手势空间信号，生成手臂姿态数据，以及根据所述旋度值和所述平移方向值，生成腿部姿态数据和环境变化数据；
14.基于所述手臂姿态数据和所述腿部姿态数据，查询预置躯体姿态映射表，得到躯
体姿态数据；
15.根据所述躯体姿态数据、所述手臂姿态数据、所述腿部姿态数据，生成人体姿态数据；
16.将所述人体姿态数据和所述环境变化数据进行组合处理，生成vr显示数据；
17.若不均为非空白数据，则终止控制交互。
18.可选的，在本发明第一方面的第一种实现方式中，所述根据所述前进压感值、所述后退压感值，计算出移动方向值包括：
19.对所述后退压感值添加负号，得到后退压感负值；
20.将所述后退压感负值与所述前进压感值进行相加处理，得到移动方向值。
21.可选的，在本发明第一方面的第二种实现方式中，所述手持控制系统包括：至少两个手持定位装置，所述手持定位装置用于生成手势空间子信号，所述根据所述手势空间信号，生成手臂姿态数据包括：
22.计算出所述至少两个所述手势空间子信号的空间距离；
23.基于所述空间距离、所述手势空间信号，生成手臂姿态数据。
24.可选的，在本发明第一方面的第三种实现方式中，所述根据所述躯体姿态数据、所述手臂姿态数据、所述腿部姿态数据，生成人体姿态数据包括：
25.获取预置人体节点框架，利用所述躯体姿态数据、所述手臂姿态数据、所述腿部姿态数据，将所述人体节点框架的节点进行定位处理，得到人体节点数据；
26.基于预置人体渲染设定，对所述人体节点数据进行渲染处理，得到人体姿态数据。
27.可选的，在本发明第一方面的第四种实现方式中，所述根据所述旋度值和所述平移方向值，生成腿部姿态数据和环境变化数据包括：
28.基于所述旋度值，查询预置腿部形态映射表，得到腿部形态数据；
29.基于所述旋度值，对预置环境数据进行扭转调整处理，得到环境变化数据；
30.基于所述平移方向值，将所述腿部形态数据定位于所述环境变化数据中，得到腿部姿态数据和定位参数。
31.可选的，在本发明第一方面的第五种实现方式中，所述将所述人体姿态数据和所述环境变化数据进行组合处理，生成vr显示数据包括：
32.基于所述定位参数，将所述人体姿态数据定位组合在所述环境变化数据中，生成vr显示数据。
33.本发明第二方面提供了一种踩踏控制面板，所述踩踏控制面板包括：左脚压感按钮、右脚压感按钮、旋转压感按钮、前进压感按钮、后进压感按钮；
34.所述左脚压感按钮用于压感生成左脚压感数据，所述右脚压感按钮用于压感生成右脚压感数据，所述旋转压感按钮用于压感生成旋转压感数据，所述前进压感按钮用于压感生成前进压感数据，所述后进压感按钮用于压感生成后进压感数据。
35.可选的，在本发明第二方面的第一种实现方式中，所述左脚压感按钮和所述右脚压感按钮平行设置，所述后进压感按钮设置于所述左脚压感按钮的一侧，所述前进压感按钮设置于所述右脚压感按钮的一侧。
36.本发明第三方面提供了一种手持控制系统，所述手持控制系统包括：至少一个手持定位装置、至少三个红外发射阵列板；
37.所述红外发射阵列板用于发射带有阵列编码的红外射线至所述手持定位装置中；
38.所述手持定位装置用于接收所述红外射线，以便基于所述红外射线的阵列编码计算出手势空间子信号。
39.本发明第四方面提供了一种vr的控制交互设备，包括：存储器和至少一个处理器，所述存储器中存储有指令，所述存储器和所述至少一个处理器通过线路互连；所述至少一个处理器调用所述存储器中的所述指令，以使得所述vr的控制交互设备执行上述的vr的控制交互方法。
40.在本发明实施例中，通过对使用踩踏控制面板和手持控制系统处理人体姿态。由于人体变化姿态较为固定且与四肢高度关联，将手臂与腿部姿态设置模板，匹配人的运动操作进行交互，组合成整体运动姿态，实现了简易的vr控制，既能在游戏中推广也能在网络社交场景上推广，解决当前vr交互控制对设备要求过高且交互方式复杂的技术问题。
附图说明
41.图1为本发明实施例中vr的控制交互方法的一个实施例示意图；
42.图2为本发明实施例中踩踏控制面板一个实施例示意图；
43.图3为本发明实施例中姿态分析系统的一个实施例示意图；
44.图4为本发明实施例中vr的控制交互设备的一个实施例示意图。
具体实施方式
45.本发明实施例提供了一种vr的控制交互方法以及相关装置。
46.本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”或“具有”及其任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
47.为便于理解，下面对本发明实施例的具体流程进行描述，请参阅图1，本发明实施例中vr的控制交互方法的一个实施例，vr的控制交互方法应用于vr的控制交互系统，vr的控制交互系统包括：手持控制系统、踩踏控制面板、姿态分析系统，vr的控制交互方法包括：
48.101、姿态分析系统接收手持控制系统的手势空间信号，读取踩踏控制面板的压感数据，其中，压感数据包括：左脚压感数据、右脚压感数据、旋转压感数据、前进压感数据、后退压感数据；
49.102、判断左脚压感数据与右脚压感数据是否均为非空白数据；
50.103、若均为非空白数据，则读取旋转压感数据的旋转压感值，以及基于旋转压感值，查询预置压感旋转映射表，得到旋度值；
51.104、读取前进压感数据的前进压感值，读取后退压感数据的后退压感值，根据前进压感值、后退压感值，计算出移动方向值；
52.在101-104步骤中，请参考图2的踩踏控制面板一个实施例示意图，踩踏控制面板
的有左脚压感按钮201、右脚压感按钮202、旋转压感按钮204、前进压感按钮203、后进压感按钮205，按钮用来采集左脚压感数据、右脚压感数据、旋转压感数据、前进压感数据、后退压感数据。先对左脚压感数据与右脚压感数据进行分析，判断数据是否为非空白数据，即左脚压感数据与右脚压感数据是需要有按压信号出现，这样才能使用模板不会出现错误三维数据状态。旋转压感数据的旋转压感值是按压力度数据，根据按压力度大小匹配旋转的旋度值curl，旋度值curl是用来对三维姿态的z轴进行扭转的。相同的道理，前进压感数据的前进压感值和后退压感数据的后退压感值都是压力大小，而移动速度和方向是基于两者的数值大小决定，可以先判断大小，固定大数值的移动方向，然后相减获得移动数值，这是控制的实际物理基础。
53.进一步的，“根据前进压感值、后退压感值，计算出移动方向值”可以执行以下步骤：
54.1041、对后退压感值添加负号，得到后退压感负值；
55.1042、将后退压感负值与前进压感值进行相加处理，得到移动方向值。
56.在1041-1042步骤中，若后退压感值为21帕，前进压感值为12帕，将后退压感值修改为-21帕，两者相加得到-9帕的移动方向值，也即是解释为后退的9帕压力值，从移动的映射表格中查询到9帕压力值的虚拟空间移动速度为5m/s，解决移动方向物理处理。
57.105、根据手势空间信号，生成手臂姿态数据，以及根据旋度值和平移方向值，生成腿部姿态数据和环境变化数据；
58.在本实施例中，请参考图3，图3为姿态分析系统的实施例示意图，手持控制系统包括：至少一个手持定位装置301、至少三个红外发射阵列板302，三个红外发射阵列板302上有多个红外发射器，将红外信号垂直发射，由手持定位装置301基于接收强度来确定红外发射器的位置，在o-xyz的三维空间下定位出手持定位装置301的位置。手臂姿势状态即可基于持定位装置301的位置进行确定。而旋度值和平移方向值会成为构建腿部姿态的信息，也即是腿部的指向和旋转姿势，旋度值和平移方向值也影响虚拟空间的环境切换，整个环境数据移动通过旋度值和平移方向值叠加进行变化，并且腿部与环境数据之间的定位排列关系是基于旋度值和平移方向值的变化产生，确定整个人空间姿态位置。
59.进一步的，在“根据旋度值和平移方向值，生成腿部姿态数据和环境变化数据”可以执行以下步骤：
60.1051、基于旋度值，查询预置腿部形态映射表，得到腿部形态数据；
61.1052、基于旋度值，对预置环境数据进行扭转调整处理，得到环境变化数据；
62.1053、基于平移方向值，将腿部形态数据定位于环境变化数据中，得到腿部姿态数据和定位参数。
63.在1051-1052步骤中，人的旋转过程姿态是变化不大，不同旋转强度的姿态相对固定，因此旋度值在腿部形态映射表有固定模板，基于旋度值查询出腿部形态模板。而旋度值可以对环境数据进行扭转，并基于平移方向值将腿部形态固定在环境变化数据中，出现腿部姿态数据，也即是某一时刻在虚拟环境中的固定姿态，以及固定在虚拟环境的定位参数。
64.进一步的，手持控制系统包括：至少两个手持定位装置，手持定位装置用于生成手势空间子信号，“根据手势空间信号，生成手臂姿态数据”可以执行以下步骤：
65.1054、计算出至少两个手势空间子信号的空间距离；
66.1055、基于空间距离、手势空间信号，生成手臂姿态数据。
67.在1054-1055步骤中，请参考图3，图3为姿态分析系统的实施例示意图，手持控制系统包含有第一个手持定位装置301a和第二个手持定位装置301b，两者之间存在空间距离，两个手臂形态主要有z轴位置和手臂端点固定，而z轴已经被左脚压感数据与右脚压感数据固定下来，直接套用z轴与端点距离模板手臂姿态，并基于两者之间位置关系计算出两个手臂的手臂姿态数据，显然还可以在手臂骨骼节点上安装传感器，会导致设备要求就增加，不是本发明重点，但可以添加因而不做限制。
68.106、基于手臂姿态数据和腿部姿态数据，查询预置躯体姿态映射表，得到躯体姿态数据；
69.在本实施例中，人体动作变化是较为固定的，手臂和腿部动作固定，则必定有相对固定的躯体姿态，基于手臂姿态数据和腿部姿态数据，查询出预先设置出的躯体姿态数据。
70.107、根据躯体姿态数据、手臂姿态数据、腿部姿态数据，生成人体姿态数据；
71.在本实施例中，躯体姿态数据、手臂姿态数据、腿部姿态数据之间都是相互独立的片段，将相互独立片段进行合成，即可得到人体姿态数据。
72.进一步的，在107可以执行以下步骤：
73.1071、获取预置人体节点框架，利用躯体姿态数据、手臂姿态数据、腿部姿态数据，将人体节点框架的节点进行定位处理，得到人体节点数据；
74.1072、基于预置人体渲染设定，对人体节点数据进行渲染处理，得到人体姿态数据。
75.在1071-1072步骤中，人体节点框架是基于人体结构出现的，应用在vr领域是一种现有技术，将躯体姿态数据、手臂姿态数据、腿部姿态数填入到整体的框架的细节中，产生人体节点数据，然后对人体节点数据通过预先设置的服饰风格和外貌风格进行渲染，即可完成人体姿态数据。
76.108、将人体姿态数据和环境变化数据进行组合处理，生成vr显示数据；
77.在本实施例中，人体姿态数据放入到环境变化数据中，两者类似于图层进行叠加组合，生成vr显示数据，完成一次控制交互。
78.进一步的，在108可以执行以下步骤：
79.1081、基于定位参数，将人体姿态数据定位组合在环境变化数据中，生成vr显示数据。
80.在本实施例中，定位组合的依据是腿部姿态数据生成过程同时出现的定位参数，基于定位参数把人体姿态数据固定在环境变化数据中，完成控制交互。
81.109、若不均为非空白数据，则终止控制交互。
82.在本实施例中，左脚压感数据、右脚压感数据缺少一个都无法固定z轴，因此终止控制交互。
83.在本发明实施例中，通过对使用踩踏控制面板和手持控制系统处理人体姿态。由于人体变化姿态较为固定且与四肢高度关联，将手臂与腿部姿态设置模板，匹配人的运动操作进行交互，组合成整体运动姿态，实现了简易的vr控制，既能在游戏中推广也能在网络社交场景上推广，解决当前vr交互控制对设备要求过高且交互方式复杂的技术问题。
84.请参阅图2，本发明实施例中踩踏控制面板的一个实施例，踩踏控制面板包括：左
脚压感按钮201、右脚压感按钮202、旋转压感按钮204、前进压感按钮203、后进压感按钮205；
85.左脚压感按钮201用于压感生成左脚压感数据，右脚压感按钮202用于压感生成右脚压感数据，旋转压感按钮204用于压感生成旋转压感数据，前进压感按钮203用于压感生成前进压感数据，后进压感按钮205用于压感生成后进压感数据，五个按钮都是连接压感传感器，压感传感器的精度和设计不是本发明重点，在此不做赘述。
86.优选的，左脚压感按钮201和右脚压感按钮202平行设置，后进压感按钮205设置于左脚压感按钮201的一侧，前进压感按钮203设置于右脚压感按钮202的一侧。这种分离设置，主要是方便控制操作，左右脚都可以控制一个到两个按钮，不会出现旋转压感按钮204、前进压感按钮203、后进压感按钮205同一侧无法实现操作控制。
87.请参阅图3，本发明实施例中手持控制系统的一个实施例，手持控制系统包括：至少一个手持定位装置301、至少三个红外发射阵列板302；
88.红外发射阵列板302用于发射带有阵列编码的红外射线至手持定位装置301中；
89.手持定位装301置用于接收红外射线，以便基于红外射线的阵列编码计算出手势空间子信号，手持定位装置301可以有第一个手持定位装置301a和第二个手持定位装置301b，将两个手臂姿态都能固定，阵列定位的过程中以手持定位装置301接收到红外线强度进行计算。
90.图4是本发明实施例提供的一种vr的控制交互设备的结构示意图，该vr的控制交互设备400可因配置或性能不同而产生比较大的差异，可以包括一个或一个以上处理器(central processing units，cpu)410(例如，一个或一个以上处理器)和存储器420，一个或一个以上存储应用程序433或数据432的存储介质430(例如一个或一个以上海量存储设备)。其中，存储器420和存储介质430可以是短暂存储或持久存储。存储在存储介质430的程序可以包括一个或一个以上模块(图示没标出)，每个模块可以包括对vr的控制交互设备400中的一系列指令操作。更进一步地，处理器410可以设置为与存储介质430通信，在vr的控制交互设备400上执行存储介质430中的一系列指令操作。
91.基于vr的控制交互设备400还可以包括一个或一个以上电源440，一个或一个以上有线或无线网络接口450，一个或一个以上输入输出接口460，和/或，一个或一个以上操作系统431，例如windows serve，mac os x，unix，linux，free bsd等等。本领域技术人员可以理解，图4展示的vr的控制交互设备结构并不构成对基vr的控制交互设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
92.所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory，rom)、随机存取存储器(random access memory，ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
93.以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前
述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。