基于VR的仿生人体模型及其使用方法

技术领域

本发明涉及一种仿生人体模型，具体涉及一种基于VR的仿生人体模型及其使用方法。

背景技术

虚拟现实技术是仿真技术的一个重要方向，是仿真技术与计算机图形学、人机接口技术、多媒体技术、传感技术、网络技术、等多种技术的集合。是一门富有挑战性的交叉技术前沿学科和研究领域。虚拟现实技术(VR)主要包括模拟环境、感知、自然技能和传感设备等方面。模拟环境是由计算机生成的、实时动态的三维立体逼真图像。感知是指理想的VR应该具有一切人所具有的感知。除计算机图形技术所生成的视觉感知外，还有听觉、触觉、力觉、运动等感知，甚至还包括嗅觉和味觉等，也称为多感知。自然技能是指人的头部转动，眼睛、手势、或其他人体行为动作，由计算机来处理与参与者的动作相适应的数据，并对用户的输入作出实时响应，并分别反馈到用户的五官。传感设备是指三维交互设备。其具有多感知性、存在感、交互性、自主性的特点。

仿生人体模型是研究人、机、环境系统相互关系的重要桥梁和工具，它的发展是仿生技术不断发展的体现。目前仿生人体模型主要扮演着以下几个个重要角色：作为医疗仪器设备的第一个病人对仪器的性能进行检验；新的医疗方法的第一批受试者，检验其科学性、安全性和实用性；军事装备的第一批测试人员，检验武器的杀伤能力和防护器材的防护能力；高速运载工具的第一批乘客，检验其安全性、舒适性和生命保障系；以及对特定区域的辐射水平、安全性进行客观评价。仿生人体模型的桥梁、稳定受体、替身和工具作用，决定了其广泛的市场需求。为了获得最佳的安全性、舒适性及各种保障人体安全的评价参数，仿生人体模型必须具有高度的仿生性，可分为几何形体仿生、材料仿生、结构功能仿生、物质能量传递过程仿生、生物信息传感仿生等。

那么将一些传统的人体仿生模型与VR相结合，无疑会使仿生更加接近真实，这在某些特殊场景中的应用具有重大的意义，比如在医疗领域，这将具有广大的应用前景和研究价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于VR的仿生人体模型及其使用方法，使得使用方便，功能齐全，能够能够尽量给人最真实的感觉。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种基于VR的仿生人体模型，其包含有VR设备、运动支架和仿生模型，VR设备包括计算机、VR头盔和定位器，运动支架包含有金属支架和三维运动单元，仿生模型整体呈现球形结构，其包含有硅胶外壳，控制电路模块，加热模块，震动模块，外面覆盖硅胶，可视为仿生乳房，下部略硬，硬度与人体骨骼硬度相当，可视为仿生臀部，其中内置有通信单元用于和VR设备进行通信连接，整体有加热模块，有压力传感器和陀螺仪。

优选的，拥有三维运动单元，能够进行三维运动。

优选的，能够于VR设备进行通信连接。

优选的，拥有压力传感器和陀螺仪。

优选的，有震动模块，根据传感器反馈的各种信号来进行相应的震动。

优选的，其可以根据VR视频中的人物动作，做出相应的反应或动作。

一种基于VR的仿生人体模型的使用方法，具体步骤包括：

步骤一：当开始使用时首先开启计算机并运行VR程序，然后佩戴好VR头盔。最开始仿生模型处于初始位置，当VR视屏中的场景发生变化和/或人物有所动作时，运动支架会带动仿生模型进行同步运动，可以上下运动、前后运动和左右运动，直至VR视频中的场景和/人物的位置不在发生变化。

步骤二：当使用者触摸和/揉捏仿生模型时，VR视频中的场景和/人物也会发生相应的反应，可以是动作也可以是声音等，同时仿生模型也会根据VR视频中的场景和/人物的反应进行震动，不同的压力信号震动的幅度和频率会有不同，不同的场景其震动幅度和频率也会不同。

步骤三：当使用者将仿生模型进行倾斜时，VR视频中的场景和/人物也会有相应的倾斜动作，使用结束后仿生模型会回到初始位置。

本发明的有益效果：本方案能够最大限度的给人最真实的感觉，通过视觉和触觉的刺激给人身临其境的感觉，在医疗和心理疏导等领域具有广阔的应用前景。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明仿生模型的剖视图一；

图3为本发明仿生模型的剖视图二；

图中：1、运动支架；2、仿生模型；3、金属支架；4、三维运动单元；5、硅胶外壳；6、控制电路模块；7、加热模块；8、震动模块；9、压力传感器。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明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它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3所示，一种基于VR的仿生人体模型，其包含有VR设备、运动支架1和仿生模型2，VR包括计算机、VR头盔和定位器；运动支架1包含有金属支架3和三维运动单元4(可以上下、左右和前后运动)，仿生模型2整体呈现球形结构，其包含有硅胶外壳5，控制电路模块6，加热模块7，震动模块8，外面覆盖硅胶，可视为仿生乳房,下部略硬，硬度与人体骨骼硬度相当，可视为仿生臀部。

其中控制电路模块6内置有通信单元用于和VR设备进行通信连接，其连接方式可以是有线(如RS232、RS485通信等)或无线(如蓝牙等)的连接，整体有加热模块7，温度接近正常人体温，内部空腔部分用硅油或纯水填充，以便模型整体能够均匀受热，且内部有压力传感器9和陀螺仪(内置在控制电路模块6中)来采集压力信号和倾斜信号，仿生装置会根据VR视频中的人物动作，做出相应的反应或动作，内部有震动模块8，根据压力传感器9反馈的各种信号来进行相应的震动，例如不同的压力信号震动的幅度和频率会有不同，不同的场景其震动幅度和频率也会不同。

一种基于VR的仿生人体模型的使用方法，具体步骤包括：

步骤一：当开始使用时首先开启计算机并运行VR程序，然后佩戴好VR头盔。最开始仿生模型2处于初始位置，当VR视屏中的场景发生变化和/或人物有所动作时，运动支架1会带动仿生模型2进行同步运动，可以上下运动、前后运动和左右运动，直至VR视频中的场景和/人物的位置不在发生变化。

步骤二：当使用者触摸和/揉捏仿生模型2时，VR视频中的场景和/人物也会发生相应的反应，可以是动作也可以是声音等，同时仿生模型2也会根据VR视频中的场景和/人物的反应进行震动，不同的压力信号震动的幅度和频率会有不同，不同的场景其震动幅度和频率也会不同。

步骤三：当使用者将仿生模型2进行倾斜时，VR视频中的场景和/人物也会有相应的倾斜动作，使用结束后仿生模型2会回到初始位置。

本发明的有益效果为：本方案能够最大限度的给人最真实的感觉，通过视觉和触觉的刺激给人身临其境的感觉，在医疗和心理疏导等领域具有广阔的应用前景。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。