本實用新型公開了一種可穿戴式定點反饋交互的系統(tǒng)，屬于計算機通信的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)計算機通常使用顯示器、鍵盤、鼠標(biāo)等接口設(shè)備進行交互，它們是面向計算機開發(fā)的，用戶需要學(xué)習(xí)設(shè)備的操作方法。而虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)采用的輸入/輸出設(shè)備，可使用戶利用自己的感覺來感知環(huán)境，是專門為用戶設(shè)計的。在虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中，用戶通過基于自然的特殊設(shè)備進行交互，得到逼真的視覺、聽覺、觸覺的感知效果，使人產(chǎn)生身臨其境的感覺，如同置身于真實世界一樣。

可穿戴產(chǎn)品是以智能終端的形式出現(xiàn)在用戶面前，但不同于智能手機，由于其自身的獨特的屬性，對產(chǎn)業(yè)鏈的各個環(huán)節(jié)的產(chǎn)品要求也有著顯著的不同。如可穿戴設(shè)備必然會對電池的續(xù)航能力和MCU、無線傳輸芯片的功耗提出更為苛刻的要求。

可穿戴設(shè)備的七大關(guān)鍵交互技術(shù)包括骨傳導(dǎo)交互技術(shù)、眼動跟蹤交互技術(shù)、AR/MR交互技術(shù)、語音交互技術(shù)、體感交互技術(shù)、觸覺交互技術(shù)和腦波交互技術(shù)。其中觸覺交互是目前可穿戴設(shè)備產(chǎn)業(yè)中比較新的人機交互技術(shù)，對人機之間的信息交流和溝通方式將產(chǎn)生深遠的影響。觸覺可謂是人體一切的感覺之母，是人類與外界交流，并感受外界的重要通道之一。軟硬、冷暖、粗細，以及物體形狀等信息，都可以在觸摸中感知，人類更復(fù)雜的情感交流也可以通過觸摸實現(xiàn)。觸覺交互研究如何利用觸覺信息增強人與計算機和機器人的交流，其領(lǐng)域包括手術(shù)模擬訓(xùn)練、娛樂、機器人遙控操作、產(chǎn)品設(shè)計、工業(yè)設(shè)計等。觸覺交互目前在沉浸式智能產(chǎn)品中有了一定的應(yīng)用探索，將會是未來人類在虛擬現(xiàn)實中“真實”的感知外界的一種關(guān)鍵交互技術(shù)。

隨著計算機技術(shù)的深入發(fā)展，在生產(chǎn)和生活中，人們對各類智能設(shè)備的交互需求越來越高，虛擬現(xiàn)實、體感游戲等娛樂軟件更廣泛的改變著人們的生活?？纱┐魇礁泄袤w驗和體感交互技術(shù)成為支撐智能及娛樂設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)。

因此，亟需設(shè)計一種有效的體感交互設(shè)備，可以實時反饋娛樂軟件中作用于虛擬人物身體的作用力和作用點，同時能在同一處理過程中可以根據(jù)需求處理不同的交互需求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的發(fā)明目的是針對上述背景技術(shù)的不足，提供了一種可穿戴式定點反饋交互的系統(tǒng)，能夠準(zhǔn)確反映出虛擬人物受到的作用力的作用點，解決了體感交互設(shè)備真實感不佳且不能在同一處理過程中根據(jù)需求處理不同交互需求的技術(shù)問題。

本實用新型為實現(xiàn)上述發(fā)明目的采用如下技術(shù)方案：

一種可穿戴式定點反饋交互的系統(tǒng)，包含：運行游戲軟件的主機端和可穿戴終端，

所述運行游戲軟件的主機端包括：對游戲軟件運行過程中產(chǎn)生的虛擬交互作用力進行處理的信號處理模塊，及，將信號處理模塊輸出的包含虛擬交互作用力作用點和大小信息的報文傳輸至可穿戴終端的通信模塊，

所述可穿戴終端包括：具有腔體的本體，布局在本體腔體內(nèi)的電源模塊、WIFI模塊、信號解析模塊、電機驅(qū)動模塊，及，嵌入在本體不同位置處的電機，WIFI模塊接收包含虛擬交互作用力作用點和大小信息的報文，信號解析模塊接收WIFI模塊輸出的包含虛擬交互作用力作用點和大小信息的報文，電機驅(qū)動模塊輸出本體受力區(qū)域所對應(yīng)電機的驅(qū)動信號，電源模塊為WIFI模塊、信號解析模塊、電機驅(qū)動模塊供電。

進一步的，一種可穿戴式定點反饋交互的系統(tǒng)中，可穿戴終端標(biāo)有與主機端通信模塊匹配的標(biāo)志編碼。

進一步的，一種可穿戴式定點反饋交互的系統(tǒng)中，本體為背心或衣服或褲子。

進一步的，一種可穿戴式定點反饋交互的系統(tǒng)中，WIFI模塊及信號解析模塊通過NodeMCU實現(xiàn)。

進一步的，一種可穿戴式定點反饋交互的系統(tǒng)中，電機驅(qū)動模塊的型號為L298N。

本實用新型采用上述技術(shù)方案，具有以下有益效果：

(1)運行游戲軟件的主機端能夠準(zhǔn)確反映出虛擬人物所受作用力的作用點，同時將虛擬人物所有作用力的作用點和大小封裝為報文后發(fā)送給可穿戴終端，可穿戴終端通過可靠的通信方式獲取主機端發(fā)送的報文，解析報文將反映虛擬交互力位置和大小的信息映射為受力區(qū)域所對應(yīng)電機的振動時間，通過布局在虛擬終端本體內(nèi)的電機真實地反映虛擬人物所受作用力的作用點及大小，提高了體感交互設(shè)備的真實感；

(2)可穿戴終端都設(shè)有與主機端通信模塊匹配的標(biāo)志編碼方式，主機端能夠方便地更改發(fā)送端的匹配端口號以實現(xiàn)多人(設(shè)備)互動，能夠在同一處理過程中根據(jù)需求處理不同交互需求；

(3)整個系統(tǒng)簡單易用且無需復(fù)雜配置，不需要在主機端安裝特殊的應(yīng)用和服務(wù)模塊，即開即用，可穿戴終端可以在不依靠外部供電的情況下依靠自帶的電池進行長時間穩(wěn)定工作，具有比較低的能量消耗。

附圖說明

圖1是可穿戴終端的電路示意圖。

圖2是可穿戴式定點反饋交互系統(tǒng)的模塊示意圖。

圖3是可穿戴式定點反饋交互系統(tǒng)的實現(xiàn)流程。

圖4是可穿戴式定點反饋交互系統(tǒng)的操作流程。

圖5是可穿戴終端的設(shè)計樣圖。

圖6是可穿戴終端的電路原理圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對實用新型的技術(shù)方案進行詳細說明。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解：附圖只是一個實施例的示意圖，附圖中的模塊或流程并不一定是實施本實用新型所必須的。

本實用新型是一種借助WIFI模塊、電機驅(qū)動模塊，通過合理的線路布局，在體感交互終端反饋虛擬作用力的設(shè)備。可穿戴式定點反饋交互系統(tǒng)如圖2所示，包含：運行游戲軟件的主機端和可穿戴終端。

運行游戲軟件的主機端包括：對游戲軟件運行過程中產(chǎn)生的虛擬交互作用力進行處理的信號處理模塊，及，將信號處理模塊輸出的包含虛擬交互作用力作用點和大小信息的報文傳輸至可穿戴終端的通信模塊。

可穿戴終端包括：具有腔體的本體，布局在本體腔體內(nèi)的電源模塊、WIFI模塊、信號解析模塊、電機驅(qū)動模塊，及，嵌入在本體不同位置處的電機，WIFI模塊接收包含虛擬交互作用力作用點和大小信息的報文，信號解析模塊接收WIFI模塊輸出的包含虛擬交互作用力作用點和大小信息的報文，電機驅(qū)動模塊輸出本體受力區(qū)域所對應(yīng)電機的驅(qū)動信號，電源模塊為WIFI模塊、信號解析模塊、電機驅(qū)動模塊供電。

可穿戴終端的本體可以是背心或衣服或褲子，本實施例圖5所示的背心為例。對可穿戴終端進行工業(yè)外觀設(shè)計，內(nèi)部預(yù)留布線通道和相關(guān)的電路接口，WIFI模塊和電機驅(qū)動模塊放在一個方形殼體內(nèi)，電池放在另一方形殼體內(nèi)，對WIFI模塊和電機驅(qū)動模塊組成的核心模塊進行電路測試以確保電路連接正確。根據(jù)需要將微型電機嵌入背心各部位，如：前胸左右各一個、后背上部左右各一個、后背下部左右各一個?？纱┐鹘K端的電路示意圖如圖1所示，核心模塊為WIFI模塊和電機驅(qū)動模塊，WIFI模塊為NodeMCU，電機驅(qū)動模塊為L298N，信號解析模塊依附WIFI模塊設(shè)計而成，電路原理圖如圖6所示。

為實現(xiàn)多人(設(shè)備)互動，對可穿戴設(shè)備采用字符編碼方式進行標(biāo)志編碼，通過設(shè)定主機端通信端口號實現(xiàn)設(shè)備的接入。例如，“BBG-1010-1015”就是一個設(shè)備編碼，它代表的是BitBerg公司生產(chǎn)的編號為1010，端口號為1015的設(shè)備。設(shè)備標(biāo)志編碼由如下部分組成：“BBG”3個字母代表公司字母縮寫；“-”分隔符；“1010”代表設(shè)備匹配編碼，“1015”代表通信端口號。一共11位，所有設(shè)備安裝的時候均要按此要求進行配置。

定位處理方法，包括主機端和可穿戴終端兩部分：

主機端：建立游戲中虛擬人物的模型，將游戲中虛擬人物模型所受虛擬交互作用力的作用點和大小映射為表征虛擬交互作用力作用點的特征值和虛擬交互作用力的數(shù)值；

可穿戴終端：預(yù)先存儲有包含有虛擬交互作用力作用點對應(yīng)各區(qū)域的特征值的解析列表，在對主機端發(fā)送的報文解析出力的要素(虛擬交互作用力的作用點和大小)后，與預(yù)存儲的解析列表對比即可確定本體受力區(qū)域?qū)?yīng)的電機，根據(jù)虛擬交互作用力數(shù)值的變化量確定本體受力區(qū)域所對應(yīng)電機的振動時間T：F為虛擬交互作用力數(shù)值的變化量，為向上取整運算，若F＝6，則T＝0.2s。

下面結(jié)合圖3和圖4闡述所本實用新型系統(tǒng)的實現(xiàn)。

首先，配置可穿戴終端WIFI模塊為熱點并對外廣播其熱點名稱，用戶連接WIFI模塊熱點并登錄其服務(wù)器，用戶搜索附近無線網(wǎng)絡(luò)并加入主機端連接的無線網(wǎng)絡(luò)，使可穿戴終端與主機端處于局域網(wǎng)段內(nèi)；

接著，游戲主機端程序確定運行過程中產(chǎn)生的虛擬交互作用力的作用點和大小并將力的位置和大小以一定的規(guī)則組合成待發(fā)送的報文(組合為包含表征虛擬交互作用力作用點的特征值和虛擬交互作用力數(shù)值的報文)，設(shè)定游戲通信端口號并無線網(wǎng)絡(luò)將報文發(fā)送到指定的可穿戴終端；

然后，可穿戴終端從報文中解析出的力的位置和大小傳遞給電機驅(qū)動模塊，電機驅(qū)動模塊將力的位置和大小轉(zhuǎn)換為本體受力區(qū)域所對應(yīng)電機的振動時間，從而驅(qū)動末端執(zhí)行元件動作。