虚拟现实体验装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及虚拟现实体验技术领域，具体涉及一种虚拟现实体验装置及其控制方法。

背景技术

目前虚拟现实(VR/AR/MR)技术的快速发展已经可以在多种感官方面为用户提供了近乎真实的体验感知。视觉方面，双目3D视觉技术加上大FOV光学模组技术为用户提供了影院般的巨幕显示效果以及身临其境般的显示感知；3D环绕音技术加空间音频技术为用户提供了立体的声学感知体验；但在身体触觉感知方面目前还未有相关产品投入使用，这也使得虚拟现实在用户实际使用感知方面存在缺失。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种虚拟现实体验装置及其控制方法，旨在解决现有现有虚拟现实体验设备无法给用户在身体触觉上的感知的技术问题。

为实现上述目的，本发明提出的一种虚拟现实体验装置的控制方法，所述虚拟现实体验装置包括虚拟显示装置、反馈装置和控制装置，所述虚拟显示装置用于模拟虚拟世界的场景和动作，并将所述虚拟世界的场景和动作信息转化为感知信息，所述反馈装置包括脉冲发生模块和多个电极片，所述脉冲发生模块分别与多个所述电极片电连接，多个所述电极片用于输出脉冲电信号，所述控制装置分别与所述虚拟显示装置和所述脉冲发生模块电性连接，用以接收所述感知信息，并根据所述感知信息控制所述脉冲发生模块输出脉冲电信号；

所述虚拟现实体验装置的控制方法包括以下步骤：

获取所述虚拟世界中的所述感知信息，其中，所述感知信息包括有多个目标位置参数，多个所述目标位置参数与人体的各个部位有预设位置映射关系，且多个所述电极片对应多个所述目标位置参数贴装在对应的人体部位；

根据所述感知信息分析获取对应的所述目标位置参数；

根据所述预设位置映射关系和所述目标位置参数确定对应的所述电极片；

控制所述脉冲发生模块向对应的所述电极片发出脉冲电信号。

可选地，所述反馈装置还包括负载检测模块，所述负载检测模块与所述控制装置电性连接，所述负载检测模块用于检测多个所述电极片的负载信息，以判断所述电极片是否贴装到位；

获取所述虚拟世界中的所述感知信息的步骤之前，还包括：

获取多个所述电极片的负载信息；

根据所述负载信息判断所述电极片是否安装到位；

若是，则执行所述“获取所述虚拟世界中的所述感知信息”的步骤；

若否，则停机并发出检查提醒。

可选地，所述感知信息还包括有多个强度参数，多个所述强度参数与所述脉冲发生模块的输出强度对应有预设强度映射关系；

控制所述脉冲发生模块向对应的所述电极片发出脉冲电信号的步骤包括：

根据所述感知信息获取对应的所述强度参数；

根据所述强度参数和所述预设强度映射关系获取所述脉冲发生模块的脉冲电信号强度；

控制所述脉冲发生模块向对应的所述电极片发出对应强度的脉冲电信号。

本发明还提供一种虚拟现实体验装置，包括：

虚拟显示装置，用于模拟虚拟世界的场景和动作，并将所述虚拟世界的场景和动作信息转化为感知信息，所述感知信息包括有多个目标位置参数，其中，多个所述目标位置参数对应人体的各个部位；

反馈装置，包括脉冲发生模块和多个电极片，所述脉冲发生模块分别与多个所述电极片电连接，多个所述电极片用于输出脉冲电信号，多个所述电极片与多个所述目标位置参数一一对应，且多个所述电极片用以贴装在对应的人体部位的皮肤表面；以及，

控制装置，所述控制装置分别与所述虚拟现实模块和所述脉冲发生模块电性连接，所述控制模块用于接收所述虚拟世界中的感知信息，并根据接收到的所述感知信息确定相应的所述目标位置参数，以控制所述脉冲发生模块根据所述目标位置参数，向对应的所述电极片输出脉冲电信号。

可选地，所述控制装置包括存储器、处理器及存储在所述存储器的虚拟现实体验装置的控制程序，所述处理器执行所述虚拟现实体验装置的控制程序时实现如上述任一项所述的虚拟现实体验装置的控制方法的步骤。

可选地，所述感知信息还包括有多个强度参数，所述控制装置根据所述强度参数以控制所述脉冲发生模块的输出强度。

可选地，所述反馈装置还包括负载检测模块，所述负载检测模块分别与多个所述电极片和所述控制装置电连接，所述负载检测模块用于检测多个所述电极片的负载信息，以判断所述电极片是否贴装到位。

可选地，所述控制装置包括蓝牙模块和MCU，所述蓝牙模块通过蓝牙传输的方式以接收所述感知信息，并将所述感知信息发送给所述MCU，通过所述MCU控制所述脉冲发生模块。

可选地，多个所述电极片包括：

多个头部电极片，多个所述头部电极片用于对应贴装在人体的头部；和/或，

多个躯干电极片，多个所述躯干电极片用于对应贴装在人体的躯干；和/或，

多个四肢电极片，多个所述四肢电极片用于对应贴装在人体的四肢。

可选地，所述虚拟显示装置包括VR设备或者AR设备或者MR设备。

本发明的技术方案中，通过获取虚拟世界中的所述感知信息，所述感知信息包括有多个目标位置参数，多个所述目标位置参数与人体的各个部位有预设位置映射关系，且多个所述电极片对应多个所述目标位置参数贴装在对应的人体部位；根据所述感知信息分析获取对应的所述目标位置参数；根据所述预设位置映射关系和所述目标位置参数确定对应的所述电极片；控制所述脉冲发生模块向对应的所述电极片发出脉冲电信号。在所述虚拟世界中，一些用户可以感知的触觉感觉，例如打击感、痛感等，通过所述电极片输出脉冲电信号对人体相应部位的皮下神经进行刺激，实现模拟真实的触感，从而带来更加真实的虚拟现实体验。另外经皮神经电刺激(后续简称TENS)本身也是一种医疗手段，通过相关电信号使得肌肉收缩运动，有利于提升用户肌肉性能，在娱乐中打到强身健体的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明提供的虚拟现实体验装置的一实施例的结构示意图；

图2为图1中虚拟现实体验装置中多个电极片的贴装位置简易示意图；

图3为本发明提供的虚拟现实体验装置的控制方法的一实施例的流程示意图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

目前虚拟现实(VR/AR/MR)技术的快速发展已经可以在多种感官方面为用户提供了近乎真实的体验感知。视觉方面，双目3D视觉技术加上大FOV光学模组技术为用户提供了影院般的巨幕显示效果以及身临其境般的显示感知；3D环绕音技术加空间音频技术为用户提供了立体的声学感知体验；但在身体触觉感知方面目前还未有相关产品投入使用，这也使得虚拟现实在用户实际使用感知方面存在缺失。

鉴于此，本发明提出一种虚拟现实体验装置100，旨在解决现有现有虚拟现实体验设备无法给用户在身体触觉上的感知的技术问题。

请参阅图1，为本发明提出的一种虚拟现实体验装置100的一实施例，在本实施例中，所述虚拟现实体验装置100包括虚拟显示装置1、反馈装置2和控制装置3，所述虚拟显示装置1用于模拟虚拟世界的场景和动作，并将所述虚拟世界的场景和动作信息转化为感知信息，所述感知信息包括有多个目标位置参数，其中，多个所述目标位置参数对应人体的各个部位；所述反馈装置2包括脉冲发生模块21和多个电极片22，所述脉冲发生模块21分别与多个所述电极片22电连接，多个所述电极片22用于输出脉冲电信号，多个所述电极片22与多个所述目标位置参数一一对应，且多个所述电极片22用以贴装在对应的人体部位的皮肤表面；所述控制装置3分别与所述虚拟现实模块和所述脉冲发生模块21电性连接，所述控制模块用于接收所述虚拟世界中的感知信息，并根据接收到的所述感知信息确定相应的所述目标位置参数，以控制所述脉冲发生模块21根据所述目标位置参数，向对应的所述电极片22输出脉冲电信号。在所述虚拟世界中，一些用户可以感知的触觉感觉，例如打击感、痛感等，通过所述电极片22输出脉冲电信号对人体相应部位的皮下神经进行刺激，实现模拟真实的触感，从而带来更加真实的虚拟现实体验。另外经皮神经电刺激(后续简称TENS)本身也是一种医疗手段，通过相关电信号使得肌肉收缩运动，有利于提升用户肌肉性能，在娱乐中打到强身健体的目的。

需要说明的是，虚拟显示装置1可以模拟各种场景和动作，例如可以模拟虚拟的游戏世界或者魔幻世界，也可以模拟现实世界中的日常场景，例如健身或者接打电话之类的动作。

在本发明技术方案中，多个所述电极片22包括多个头部电极片22，多个所述头部电极片22用于对应贴装在人体的头部；和/或，多个躯干电极片22，多个所述躯干电极片22用于对应贴装在人体的躯干；和/或，多个四肢电极片22，多个所述四肢电极片22用于对应贴装在人体的四肢。通过将对应所述电极片22贴装到人体对应的部位，实现向对应的人体部位释放脉冲电信号，模拟对人体各个部位的刺激。

可以理解的是，所述电极片22的数量越多，模拟的效果越真实，请参阅图2，在本实施例中，多个所述头部电极片22可以贴装在人体的脸部、额头或者后脑等各个部位，在此不做具体限制；多个所述躯干电极片22可以贴装在人体的胸部、腹部、背部或者腰部等躯干上的各个部位，在此不做限制；多个所述四字电极片22可以贴装在人体的小臂、大臂、小腿、大腿、手部以及脚步等各个部位，在此不做具体限制；各个所述电极片22的贴装，以尽可能真实有效模拟虚拟现实场景中的触感为主。

在本发明一实施例中，所述感知信息还包括有多个强度参数，所述控制装置3根据所述强度参数以控制所述脉冲发生模块21的输出强度。以实现模拟不同的触感力度。

在本发明一实施例中，所述反馈装置2还包括负载检测模块23，所述负载检测模块23分别与多个所述电极片22和所述控制装置3电连接，所述负载检测模块23用于检测多个所述电极片22的负载信息，以判断所述电极片22是否贴装到位。在多个所述电极片22贴装完毕后，可以通过所述负载检测模块23对多个所述电极片22输出检测信号，以检测是否产生偏置电压，若检测到则说明所述电极片22贴装成功，若没有检测到则说明所述电极片22贴装失败，需要检查。

在本发明一实施例中，所述控制装置3包括蓝牙模块和MCU，所述蓝牙模块通过蓝牙传输的方式以接收所述感知信息，并将所述感知信息发送给所述MCU，通过所述MCU控制所述脉冲发生模块21。

在本发明另一实施例中，所述控制装置3还可以通过WIFI等其他无线连接方式与所述虚拟显示装置1和所述脉冲发生模块21通讯连接，也可以通过通讯线直接与所述虚拟显示装置1和所述脉冲发生模块21电性连接。

在本发明实施例中，所述虚拟显示装置1包括但不限于VR设备或者AR设备或者MR设备。

需要说明的是，所述控制装置3也可以是独立存在，例如属于智能手机的一部分，也即相对于所述虚拟现实体验装置100属于外物，也可以属于所述虚拟现实体验装置100的一部分

在本实施例中，所述控制装置3属于所述虚拟现实体验装置100的一部分，所述控制装置3包括存储器、处理器及存储在所述存储器的虚拟现实体验装置100的控制程序，所述处理器执行所述虚拟现实体验装置100的控制程序时实现如如下述的虚拟现实体验装置100的控制方法的步骤。

请参阅图3，图3为本发明提供的虚拟现实体验装置100的控制方法的一实施例。所述虚拟现实体验装置100包括虚拟显示装置1、反馈装置2和控制装置3，所述虚拟显示装置1用于模拟所述虚拟世界的场景和动作，并将所述虚拟世界的场景和动作信息转化为感知信息，所述感知信息包括有多个目标位置参数，其中，多个所述目标位置参数对应人体的各个部位；所述反馈装置2包括脉冲发生模块21和多个电极片22，所述脉冲发生模块21分别与多个所述电极片22电连接，多个所述电极片22用于输出脉冲电信号，多个所述电极片22与多个所述目标位置参数一一对应，且多个所述电极片22用以贴装在对应的人体部位的皮肤表面；所述控制装置3分别与所述虚拟现实模块和所述脉冲发生模块21电性连接，所述控制模块用于接收所述虚拟世界中的感知信息，并根据接收到的所述感知信息确定相应的所述目标位置参数，以控制所述脉冲发生模块21根据所述目标位置参数，向对应的所述电极片22输出脉冲电信号。

所述虚拟现实体验装置100的控制方法包括：

步骤S20、获取所述虚拟世界中的所述感知信息，其中，所述感知信息包括有多个目标位置参数，多个所述目标位置参数与人体的各个部位有预设位置映射关系，且多个所述电极片22对应多个所述目标位置参数贴装在对应的人体部位；

步骤S40、根据所述感知信息分析获取对应的所述目标位置参数；

步骤S60、根据所述预设位置映射关系和所述目标位置参数确定对应的所述电极片22；

步骤S80、控制所述脉冲发生模块21向对应的所述电极片22发出脉冲电信号。

以虚拟现实游戏举例，在虚拟的游戏世界中，同样有对应的玩家的角色，而不同的游戏和场景中，与玩家产生互动的部位也不同，例如拳击游戏中，打击部位主要集中在手部、上肢、头部和躯干部位；在综合格斗游戏中需要用到下肢进行踢击等等，在进行相应种类的游戏时，可以将相应所述电极片22对应贴装在相应的部位，以实现将游戏中的打击感和痛感等感觉在现实中模拟。

具体地，在进行拳击游戏时，需将多个所述电极片22对应贴装在人体的头部、躯干和上肢等部位，当在虚拟游戏中玩家的头部收到打击时，则发出所述感知信息，通过所述控制装置3对所述感知信息分析获取对应的所述目标位置参数，根据所述目标位置参数和所述预设位置映射关系则可以判断出受打击的部位为头部，则可以控制所述脉冲发生模块21向设置在头部的所述电极片22输出脉冲电信号，人体的头部皮下神经感受到脉冲电信号后感受到痛觉，实现了虚拟现实的结合。

在本发明一实施例中，所述反馈装置2还包括负载检测模块23，所述负载检测模块23与所述控制装置3电性连接，所述负载检测模块23用于检测多个所述电极片22的负载信息，以判断所述电极片22是否贴装到位，在步骤S20之前，还包括：

步骤S10、获取多个所述电极片的负载信息；

步骤S11、根据所述负载信息判断所述电极片是否安装到位；

步骤S12、若是，则执行所述“获取所述虚拟世界中的所述感知信息”的步骤；

步骤S13、若否，则停机并发出检查提醒。

通过在使用之前设置检测程序，避免在进行体验时，造成触感的缺失，影响用户的使用体验。

在本发明一实施例中，所述感知信息还包括有多个强度参数，多个所述强度参数与所述脉冲发生模块21的输出强度对应有预设强度映射关系，以实现控制所述脉冲发生模块21的输出强度，步骤S80包括：

步骤S81、根据所述感知信息获取对应的所述强度参数；

步骤S82、根据所述强度参数和所述预设强度映射关系获取所述脉冲发生模块21的脉冲电信号强度；

步骤S83、控制所述脉冲发生模块21向对应的所述电极片22发出对应强度的脉冲电信号。

为了提高模拟的真实性，在输出脉冲电信号时，还可获取所述虚拟世界中的感知力度，同样拿虚拟游戏举例，在动作游戏中，一般都会有伤害数值来体现收到伤害的大小，当玩家受到的伤害较大时，对应的所述强度参数也越大，相应的所述脉冲发生模块21输出的脉冲电信号强度也越高，通过设置所述预设强度映射关系，将所述虚拟世界中的感知力度与输出的脉冲电信号强度相对应。

可以理解的是，在控制脉冲电信号强度时，不仅可以用以体现打击力度等痛觉，通过对输出脉冲电信号强度的微妙控制，还可以实现一些轻微的触觉，例如当所述电极片22贴装在手掌时，当玩家在所述虚拟世界中抓起物品，可以通过手掌上的所述电极片22模拟抓取的力度；在一些写实的所述虚拟世界中，当微风吹过，还可以通过多个所述电极片22模拟微风划过皮肤的触觉，大大提高用户的虚拟现实体验。

需要说明的是，为避免出现安全事故，可以通过对所述脉冲发生模块21的输出电压进行限制，即使所述脉冲发生模块21的输出强度最大也不会对人体造成伤害。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。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如上的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，电视机，或者网络设备等)执行本发明各个实施例的方法。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。