电刺激渲染手指虚拟力觉反馈的设计方法及穿戴系统技术方案

技术编号:41874900 阅读:31 留言:0更新日期:2024-07-02 00:26
本发明专利技术涉及虚拟现实技术,具体为电刺激渲染手指虚拟力觉反馈的设计方法及穿戴系统,其设计方法包括步骤:建立基于生物力学且符合人体基本生理结构的手部肌肉骨骼仿真模型,用于进行仿真实验并计算所期望的电刺激参数;设置多类型电刺激模式及刺激电极在手部的位置,用于渲染手指与虚拟物体在不同的交互场景下的多样化力觉感受。本发明专利技术构建了基于生物力学且符合人体生理结构的手部肌肉骨骼仿真模型,可以通过输入期望的力反馈数据,输出得到对应的电刺激参数,从而生成精准的电流信号刺激肌肉,在虚拟现实中使用电刺激形式实现真实准确的力觉反馈。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及虚拟现实技术,具体为一种电刺激渲染手指虚拟力觉反馈的设计方法及穿戴系统


技术介绍

1、触觉是沉浸式虚拟现实(vr)系统的重要组成部分,它使得vr对象的交互和处理更加“直观和高效”。触觉反馈甚至被动触觉,被证明可以增加虚拟环境中的临场感,即“身临其境”的感觉。更具体地说,对于存在感而言,触觉反馈至少与视觉反馈一样重要,在某些情况下甚至更重要。此外,触觉反馈提供的临场感随着反馈系统的保真度而增加。而且,触觉反馈还可以增加社交存在感。触觉反馈通常可分为两类:触觉反馈和动觉(力觉)反馈,本专利技术重点关注力觉反馈。

2、现有实现力觉反馈的方法包括接触式力反馈、非接触式力反馈和电刺激力反馈。接触式力反馈方法利用机械臂、外骨骼、力反馈手柄等外部机械设备,直接对用户提供力觉反馈或振动反馈;非接触式力反馈方法利用气体喷射,超声波作用等原理,在用户交互位置的皮肤上喷射空气或使超声波交汇,以产生一定的压力感;电刺激力反馈利用肌肉电刺激(ems)的原理,通过向肌肉施加电流刺激驱使肌肉收缩,从而产生不自主的肢体运动,以模拟虚拟物体对肢体产生的力反馈。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种电刺激渲染手指虚拟力觉反馈的设计方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的电刺激渲染手指虚拟力觉反馈的设计方法,其特征在于,所述建立基于生物力学且符合人体基本生理结构的手部肌肉骨骼仿真模型,包括:

3.根据权利要求2所述的电刺激渲染手指虚拟力觉反馈的设计方法,其特征在于,肌肉激活动力学子模型为:

4.根据权利要求3所述的电刺激渲染手指虚拟力觉反馈的设计方法,其特征在于,所述肌肉兴奋度由u=araf确定,ar为用于表征肌肉活化度与幅值amp的关系的归一化募集曲线:

5.根据权利要求2所述的电刺激渲染手指虚拟力觉反馈的设...

【技术特征摘要】

1.一种电刺激渲染手指虚拟力觉反馈的设计方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的电刺激渲染手指虚拟力觉反馈的设计方法,其特征在于,所述建立基于生物力学且符合人体基本生理结构的手部肌肉骨骼仿真模型,包括:

3.根据权利要求2所述的电刺激渲染手指虚拟力觉反馈的设计方法,其特征在于,肌肉激活动力学子模型为:

4.根据权利要求3所述的电刺激渲染手指虚拟力觉反馈的设计方法,其特征在于,所述肌肉兴奋度由u=araf确定,ar为用于表征肌肉活化度与幅值amp的关系的归一化募集曲线:

5.根据权利要求2所述的电刺激渲染手指虚拟力觉反馈的设计方法,其特征在于,所述肌肉收缩动力学子模型为:

6.根据权利要求5所述的电刺激渲染手指虚拟力觉反馈的设计方法,其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员:舒琳黄涛徐向民花浩镪
申请(专利权)人:华南理工大学
类型:发明
国别省市:

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