[发明专利]实现虚拟感知的方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及虚拟现实技术领域，尤其涉及一种实现虚拟感知的方法及系统。

背景技术

虚拟现实技术是利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界，提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让使用者如同身临其境一般，可以及时地、没有限制地观察三维空间内的事务。虚拟现实是人们通过计算机对复杂数据进行可视化操作与交互的一种全新方式，与传统的人机界面以及流行的视窗操作相比，虚拟现实在技术思想上有了质的飞跃。

其中，较为典型的为日本东京都立大学系统设计实验室正在研发的一种五种感官虚拟身体系统。该系统由一个3D显示器、一副耳机、一台用于制造微风和散发气味的风扇，以及一张可前后倾斜、局部震动摇摆并配备脚踏板的椅子组成。这种技术旨在提供一种替代性经验。通过这种技术，人们除了耳朵听到传统声音、眼睛看到传统视频图像之外，虚拟旅游时还能够切身感受到“环境”中的风，鼻子可以闻到“环境”里的气味，脚还可以真切的感受到踩在地板上的感觉。

然而，传统的虚拟现实技术仍然通过人的感官来获取待感知目标及环境的特征属性，需要在人体周边对目标环境进行一定程度上的再现或重建，因此，传统虚拟现实技术实现虚拟感觉需要依赖于庞大复杂的硬件设备，使用不方便。

发明内容

本发明针对上述问题，提出了一种实现虚拟感知的方法及系统，不需要使用者自身的感觉器官，获取待感知目标及环境信息后直接通过刺激神经系统实现虚拟感觉。

在一个方面，本发明提供了一种实现虚拟感知的方法，主要技术方案如下：

获取待感知目标的至少一种特征属性信息，对所述特征属性信息进行调理、放大并进行模数转换，形成特征属性信号；

选择刺激方式和刺激参数，通过试验确定与所述待感知目标的特征属性信号相对应的刺激信号，并存储所述特征属性信号与所述相对应的刺激信号之间的对应关系；

根据存储的所述特征属性信号与相对应的刺激信号的对应关系，将所述待感知目标的特征属性信号转换为与之对应的刺激信号；

将所述待感知目标的刺激信号通过刺激执行器以相应的刺激方式和刺激参数作用于使用者的神经系统，使其获得与所述待感知目标的特征属性信息对应的虚拟感知。

所述特征属性信息包括温度、湿度、压力、颜色、加速度、声音、气体浓度和/或气味。

所述刺激信号包括电刺激信号、光刺激信号、机械刺激信号、化学刺激信号的一种或几种的组合。

所述电刺激信号的属性包括电荷强度、电荷幅度、频率和作用持续时间。

所述光刺激信号的属性包括光强、波长和作用持续时间。

所述刺激执行器为神经刺激器。

在另一个方面，本发明提供了一种实现虚拟感知的系统，主要技术方案如下：

传感器，用于获取待感知目标的至少一种特征属性信息，对所述特征属性信息进行调理、放大并进行模数转换，形成特征属性信号，发送所述特征属性信号；

数据处理装置，用于接收所述传感器发送的特征属性信号，选择刺激方式和刺激参数，通过试验确定与所述待感知目标的特征属性信号相对应的刺激信号，并存储所述特征属性信号与所述相对应的刺激信号之间的对应关系；还用于根据存储的所述特征属性信号与相对应的刺激信号的对应关系，将所述待感知目标的特征属性信号转换成与之对应的刺激信号；

刺激执行器，用于在每次试验时执行刺激操作；还用于将与所述待感知目标的特征属性信号相对应的刺激信号以相应的刺激方式和刺激参数作用于使用者的神经系统，使其获得与所述待感知目标的特征属性信息对应的虚拟感知。

所述传感器具体用于获取待感知目标的温度、湿度、压力、颜色、加速度、声音、气体浓度和/或气味信息。

所述数据处理装置具体用于将所述特征属性信息转换成电刺激信号、光刺激信号、机械刺激信号、化学刺激信号的一种或几种的组合。

所述刺激执行器具体用于将与所述待感知目标的特征属性信号相对应的刺激信号作用于使用者的脑中枢神经系统、脊髓中枢神经系统或周边神经组织。

本发明的技术方案，通过获取待感知目标的特征属性信息，并对该特征属性信息进行处理转换成刺激信号，作用于使用者的神经系统，可以使得使用者产生该特征属性信息对应的感觉。采用本发明的技术方案不需要使用者自身的感觉器官，获取待感知目标及环境信息后可直接通过刺激神经系统实现虚拟感知。

附图说明

下面将参照附图描述本发明的具体实施例，其中：

图1为本发明实施例的实现虚拟感知的方法流程图；