用于依靠可穿戴设备而与虚拟现实互动的操作方法和其操作设备技术

一种用于依靠可穿戴设备而与虚拟现实互动的操作方法，其中所述可穿戴设备具有运动传感器和对应虚拟设备、所述虚拟现实具受操作对象、所述对应虚拟设备具第一操作数据拘束条件、且所述受操作对象具第二操作数据拘束条件，所述操作方法包含下列步骤：提供算法；使用所述运动传感器来生成运动感测数据；采用所述算法来处理所述运动感测数据，以生成衍生数据；以及以所述衍生数据透过所述第一操作数据拘束条件和所述第二操作数据拘束条件代表所述对应虚拟设备和所述受操作对象间的互动关系。

【技术实现步骤摘要】
用于依靠可穿戴设备而与虚拟现实互动的操作方法和其操作设备
本公开是关于一种用于依靠可穿戴设备而与虚拟现实互动的操作方法和其操作设备，且特别是关于一种用于依靠可穿戴设备的运动状态而与虚拟现实互动的操作方法和其操作设备。
技术介绍
虚拟现实可应用于模拟各种实境状况，而能事前预演可能出现的状况，也可及时呈现各种实境。例如对飞航驾驶员的训练可通过特定的飞航模拟设备来模拟出真实民航机的飞行状况，航驾驶员可依照不同的飞航模拟设备所创造出来的各种虚拟现实的不同状况，例如紧急或危险状况，而采取恰当的措施，使得飞航驾驶员在实际遇到紧急状况时能够由于事先的训练而沉着冷静处理，避免飞航驾驶员措手不及的状况发生。再例如可利用虚拟头盔的事先模拟出在高空中走钢梁，并模拟出在不小心掉下去时会发生什么状况，应所述如何应对与避免，而来减缓有惧高症的人的心理恐惧。在现有的虚拟现实设备或设备中，其与虚拟环境互动的方式大多是通过界面设备来控制在3D虚拟现实中的虚拟物体，且实体世界中的姿态或是运动状态，大多是通过光、电等讯号接收器来侦测实体物体在空间中的位置与运动状态，以仿真虚拟物体在虚拟现实的空间中的位置。例如在习用技术的专利文献中包括US20170109936A1,US20160306422A1,US20180053350A1,US20170192494A1,US20180095542A1等，公开了在真实世界通过可穿戴设备与虚拟现实互动。然而，习知技术并未使用运动传感器，也并未利用在真实世界中运动传感器所侦测到的参数，而来模拟在虚拟世界中的虚拟物体的运动状态，其包括可使虚拟物体具有所述参数特性而作出相对应的运动。
技术实现思路
相对于上述技术前案的缺失，本专利技术提出一种利用智能手套于虚拟现实中实现真实的手部动作，使用穿戴于手部肢体上的智能手套来感测此手部肢体的运动而生成运动感测讯号用来促成虚拟现实中的一手部模型使之与此手部肢体进行同步运动或是对应运动。通过与生成虚拟现实设备的耦接的连接界面，例如无线或有线USBCOMPort，所述连接接口可连接带有一或多个运动传感器的智能手套，并将此(等)运动传感器所感测到的一或多个运动感测数据透过算法生成一或多个衍生数据，譬如一或多个四元数和欧拉角，通过一特定功能软件或硬件来实现，便可利用所述算法所生成的此(此等)衍生数据改变虚拟现实中此手部模型的姿态，使之达到具有三个运动自由度3-DoF(DegreesofFreedom)的运动效果，并结合可提供空间定位功能的一特定运动设备，使其空间定位追踪功能达到六个运动自由度6-DoF的效果。6-DoF代表可以平移和旋转，因此有了6-DoF的智能手套的此手部模型，再通过穿戴于此手部肢体的此智能手套，使用者便可以在虚拟现实中模拟手在现实的运动状况，其包含手腕和手指头的旋转以及手的移动。在本专利技术的此应用程序设备中，用户利用可以模拟现实手部运动的智能手套，达到与虚拟现实中的一对象互动的目的操作。通过在虚拟现实中的此手部模型实现了两个手部经常做的动作，至少包含抓和丢，利用所述特定功能软件或硬件的一碰撞侦测功能来判断建构于虚拟环境中的此手部模型是否有碰触到一(互动)虚拟物体件，并且根据碰触的情形(包含碰撞与接触)判别出当前此手部模型的动作。假如判别出的动作为抓，即手指间相对的一抓握动作时，此虚拟物体件会跟着此手部模型一起移动；假如判别出的此动作为丢，即手指间相对的一释放动作时，此虚拟物体件会得到此动作发生时此手部模型的所具有的一速度向量和一角速度向量，并透过所述特定功能软件或硬件的一物理引擎而仿真出此虚拟对象具有此所述速度向量或此角速度向量等一物理量下的运动状况。通过所述可穿戴设备，例如智能手套中的运动传感器所感测到的运动感测数据，或将此等运动感测数据经过运算法生成的衍生数据譬如四元数以符合第一特定设备，譬如特定功能软件或硬件的第一特定功能的条件，以及第二特定设备，譬如提供空间定位功能的运动设备的第二特定功能条件，而将真实世界的手部动作借此可穿戴设备，例如此智能型手套，而被传递或对映到虚拟环境中所对映的一特定操作对象，或以所述特定操作对象来表现此真实世界的手部动作而与虚拟现实中的受操作对象互动。依据上述构想，本揭示提供一种用于依靠可穿戴设备而与虚拟现实中之受操作对象互动的操作方法，其中所述可穿戴设备具有运动传感器，对映于在所述虚拟现实中的对映对象，并耦接于执行第一特定功能的第一特定单元以及执行第二特定功能的第二特定单元，所述操作方法包含下列步骤：提供算法；使用所述运动传感器来生成运动感测数据；采用所述算法来处理所述运动感测数据，以生成衍生数据；使所述衍生数据符合相关于所述第一特定功能的第一操作数据拘束条件和相关于所述第二特定功能的第二操作数据拘束条件而作出判断结果；以及当所述判断结果为肯定时，依靠所述可穿戴设备来将真实世界的动作传递到所述对映对象，使所述对映对象表现出所述真实世界的所述动作而与所述受操作对象互动。依据上述构想，本揭示提供一种用于操作虚拟对象的操作设备，包括可穿戴设备以及处理模块。所述可穿戴设备穿戴在肢体上，并具有运动传感器，其中所述运动传感器感测所述肢体的运动，以生成与所述运动相关的感测数据。所述处理模块耦接于所述可穿戴设备，并用以执行一ccc算法，所述算法用来计算所述感测数据，以生成衍生数据，其中：所述处理模块生成虚拟环境，并用来评断所述衍生数据是否满足第一操作数据拘束条件和第二操作数据拘束条件；以及所述虚拟环境用来配置对映对象和虚拟对象，其中所述对映对象藉所述衍生数据来表现对映于所述运动的虚拟运动，所述虚拟对象则依据所述第一操作数据拘束条件和所述第二操作数据拘束条件是否被满足而与所述对映对象所表现的所述虚拟运动进行互动操作。依据上述构想，本揭示提供一种用于依靠可穿戴设备而与虚拟现实互动的操作方法，其中所述可穿戴设备具有运动传感器和对应虚拟设备、所述虚拟环境具受操作对象、所述对应虚拟设备具第一操作数据拘束条件、且所述受操作对象具第二操作数据拘束条件，所述操作方法包含下列步骤：提供算法；使用所述运动传感器来生成运动感测数据；采用所述算法来处理所述运动感测数据，以生成衍生数据；以及以所述衍生数据透过所述第一操作数据拘束条件和所述第二操作数据拘束条件代表所述对应虚拟设备和所述受操作对象间的互动关系。本揭示提供一种用于依靠可穿戴设备而与虚拟现实互动的操作方法，其中所述可穿戴设备具有运动传感器和对应虚拟设备、所述虚拟环境具受操作对象、所述对应虚拟设备具第一操作数据拘束条件、且所述受操作对象具第二操作数据拘束条件，所述操作方法包含下列步骤：使用所述运动传感器来生成运动感测数据；根据所述运动感测数据，使所述对应虚拟设备生成衍生数据，其中所述衍生数据代表所述对应虚拟设备和所述受操作对象间的互动关系；以及当所述对应虚拟设备和所述受操作对象脱离所述互动关系时，使所述受操作对象继承所述衍生数据而运动。本专利技术的具体实施例请参阅图式以更进一步说明本专利技术的
技术实现思路
。附图说明本公开得通过下列图式之详细说明本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于可穿戴设备与虚拟现实中的受操作对象互动的操作方法，其中所述可穿戴设备具有运动传感器，对映于在所述虚拟现实中的对映对象，并耦接于执行第一特定功能的第一特定单元以及执行第二特定功能的第二特定单元，所述操作方法包含下列步骤：/n提供算法；/n使用所述运动传感器来生成运动感测数据；/n采用所述算法来处理所述运动感测数据，以生成衍生数据；/n使所述衍生数据符合相关于所述第一特定功能的第一操作数据拘束条件和相关于所述第二特定功能的第二操作数据拘束条件而作出判断结果；以及/n当所述判断结果为肯定时，藉所述可穿戴设备来将真实世界的动作传递到所述对映对象，使所述对映对象表现出所述真实世界的所述动作而与所述受操作对象互动。/n

【技术特征摘要】
20190103 TW 1081002381.一种用于可穿戴设备与虚拟现实中的受操作对象互动的操作方法，其中所述可穿戴设备具有运动传感器，对映于在所述虚拟现实中的对映对象，并耦接于执行第一特定功能的第一特定单元以及执行第二特定功能的第二特定单元，所述操作方法包含下列步骤：
提供算法；
使用所述运动传感器来生成运动感测数据；
采用所述算法来处理所述运动感测数据，以生成衍生数据；
使所述衍生数据符合相关于所述第一特定功能的第一操作数据拘束条件和相关于所述第二特定功能的第二操作数据拘束条件而作出判断结果；以及
当所述判断结果为肯定时，藉所述可穿戴设备来将真实世界的动作传递到所述对映对象，使所述对映对象表现出所述真实世界的所述动作而与所述受操作对象互动。


2.根据权利要求1所述的操作方法，其中：
所述可穿戴设备为智能手套；
所述运动传感器包括加速度计、陀螺仪、以及地磁仪的至少其中之一；
所述衍生数据包括四元数数据和尤拉角数据的至少其中之一；
所述第一特定单元包括事件触发侦测单元，所述事件触发侦测单元判断所述对映对象是否碰触所述受操控对象；
所述第一操作数据拘束条件包括表示碰触条件的碰触数据拘束条件，所述碰触条件为至少姆指碰触、以及一指以上碰触；
所述第二特定单元包括虚拟现实生成单元；
所述第二操作数据拘束条件包括表示空间位置拘束条件的空间位置数据拘束条件，所述空间位置拘束条件为所述受操作对象在空间中所占有的特定范围；
所述动作为手部肢体的动作；
所述对映对象为第一虚拟物体，其中在所述第一虚拟物体为虚拟手部模型的条件下，所述虚拟手部模型包含虚拟手掌、虚拟手腕、虚拟拇指、虚拟食指、虚拟中指、虚拟无名指、和虚拟小指的至少其中之一；以及
所述受操作对象为第二虚拟物体，所述第二虚拟物体不同于所述第一虚拟物体。


3.根据权利要求1所述的操作方法，更包含下列步骤：
执行第一判断操作，以判断所述可穿戴设备是否已完成抓取所述受操作对象；
执行第二判断操作，以判断所述可穿戴设备是否已完成释放所述受操作对象；以及
在所述第二判断操作被执行的条件下，使所述虚拟物体继承在所述第二判断操作被执行时的所述衍生数据，以使所述受操作对象具有相对应于所述衍生数据的运动状态。


4.根据权利要求3所述的操作方法，其中：
所述衍生数据更包含坐标数据；
判断与所述可穿戴设备的虚拟碰触位置相关的所述衍生数据是否符合表示所述受操作对象在空间中所占有的特定范围的空间位置数据拘束条件、以及是否符合表示至少姆指碰触以及一指以上碰触的第碰触数据拘束条件，以完成执行所述第一判断操作；以及
判断与所述可穿戴设备的所述虚拟碰触位置相关的所述衍生数据是否符合表示所述受操作对象在所述空间中所占有的所述特定范围的所述空间位置数据拘束条件、以及是否符合表示未碰触或仅一指碰触的第二碰触数据拘束条件，以完成执行所述第二判断操作，其中所述衍生数据包括所述运动传感器的加速度数据、角加速度数据、和位置数据的至少其中之一。


5.一种用于操作虚拟对象的操作设备，包括：
可穿戴设备，穿戴在肢体上，并具有运动传感器，其中所述运动传感器感测所述肢体的运动，以生成与所述运动相关的感测数据；
处理模块，耦接于所述可穿戴设备，并用以执行算法，所述算法用来计算所述感测数据，以生成衍生数据，其中：
所述处理模块生成虚拟环境，并用来评断所述衍生数据是否满足第一操作数据拘束条件和第二操作数据拘束条件；以及
所述虚拟环境用来配置对映对象和虚拟对象，其中所述对映对象藉所述衍生数据来表现对映于所述运动的虚拟运动，所述虚拟对象则依据所述第一操作数据拘束条件和所述第二操作数据拘束条件是否被满足而与所述对映对象所表现的所述虚拟运动进行互动操作。


6.根据权利要求5所述的操作设备，其中：
所述可穿戴设备包含智能手套；
所述肢体包括手掌和复数手指的至少其中之一；
所述运动传感器包括加速度计、陀螺仪、和地磁仪的至少其中之一；
所述衍生数据包括四元素数据和尤拉角数据的至少其中之一；
所述处理模块为条件评断单元，所述条件评断单元包含碰触侦测单元、虚拟环境生成单元、以及其相关匹配软件的至少其中之一；
所述第一操作数据拘束条件为所述碰触侦测单元所设定的碰触数据拘束条件；
所述第二操作数据拘束条件为所述虚拟环境生成单元和其匹配软件中所设置的空间位置数据拘束条件；
所述对映对象为第一虚拟物体或虚拟手部模型，其包含虚拟手掌、虚拟手腕、虚拟拇指、虚拟食指、虚拟中指、虚拟无名指、和虚拟小指的至少其中之一；以及
所述虚拟对象为第二虚拟物体，受所述对映对象控制其运动状态。


7.根据权利要求5所述的操作设备，其中：
所述条件评断单元包含碰触侦测单元、虚拟环境生成单元、以及其...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱晋廷，李嘉纬，许志弘，陈德喜，陈奇宏，李孟瑜，
申请(专利权)人：晶翔机电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71