[发明专利]使用Unity引擎实时控制力反馈装置参数的方法和系统

说明书

本发明实施例提供使用Unity引擎实时控制力反馈装置参数的方法和系统，通过Unity3D引擎与用户的交互，通过实时监测的方式，将用户操作参数传递到力反馈线程中，实现了对力反馈装置参数的实时修改，而非传统力反馈控制的单次参数传递，之后用户就不允许再对体感物体参数进行修改，提高了力反馈在医教模拟中的灵活性与体验效果。

技术领域

本发明涉及对力反馈机构的实时控制，特别是涉及一种使用Unity引擎实时控制力反馈装置参数的方法和系统。

背景技术

虚拟医疗模拟技术是当前医疗领域非常重要的一个方面，这种技术正在逐渐成为连接医学生的理论知识与临床手术的纽带。由于成本以及风险等因素，医学生很多时候无法真正地体验手术过程。而虚拟医疗技术由于具有极高的复用性和、灵活性和拟真性，恰到好处地填补了这一空白。在操作过程中，力学交互体验是其中至关重要的一环，决定了操作手感的真实性，与医学生的训练效果密切相关。

目前的医疗模拟软件均使用固定场景的模式，即通过图像引擎，配合力反馈设备程序接口进行模拟手术场景的搭建。这种场景一般是固定的、单向交互的，用户可以通过力反馈球触碰场景中的物体，而无法对场景中的物体进行实时添加、修改等操作。进行力反馈交互的物体一般都具备硬度、动静摩擦力、穿透力等参数，如果不能动态实时调整，则会给模拟手术带来非常大的局限性。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明，以便提供一种解决上述问题的使用Unity引擎实时控制力反馈装置参数的方法和系统。

在本发明的一个实施例中，提供了一种使用Unity引擎实时控制力反馈装置参数的方法，应用于医疗模拟中，所述方法包括：

步骤S1、初始所述化力反馈系统，包括用于储存力反馈物体信息的类型初始化、GL部分的初始化、OpenHaptics环境初始化、所述力反馈设备两个按键的按下、抬起回调函数初始化和所述力反馈设备移动回调函数的初始化；

步骤S2、平铺所述力反馈设备空间，对所述力反馈设备平铺空间的设置，即所述力反馈设备物体空间在Unity3D引擎中的映射方式，传入的参数为由左/右/上/下/前/后距离围成的包络盒、平铺空间的中心点三维矢量、平铺空间的三个旋转欧拉角；

步骤S3、进行体感渲染，从所述力反馈物体信息列表读取数据，异步添加、更新或删除所述力反馈物体信息，在力反馈开始帧与力反馈结束帧之间对各所述力反馈物体进行渲染；

步骤S4、结束渲染帧；

步骤S5、判断是否渲染结束；

步骤S6、若步骤S5中判断所述渲染未结束，则返回到步骤S3中；

步骤S7、若步骤S5中判断所述渲染结束，则清除数据。

进一步的，其中所述力反馈物体信息的类型包括：模型型物体、线型物体、恒力型作用力、弹簧力型作用力、粘滞型作用力、全局摩擦力型作用力。

进一步的，其中所述进行体感渲染，包括开启体感渲染帧、结束体感渲染帧、事件检查、渲染模型型物体、渲染线型物体、渲染恒力型作用力、渲染弹簧型作用力、渲染粘滞型作用力、渲染全局摩擦力型作用力。

进一步的，其中所述从力反馈物体信息列表读取数据，异步添加、更新或删除所述力反馈物体信息之后还包括，用于将Unity3D中定义的所述力反馈物体信息传入力反馈物体信息列表。

在本发明的另一个实施例中，还提供了一种使用Unity引擎实时控制力反馈装置参数的系统，应用于医疗模拟中，所述系统包括：

初始化模块，用于初始化所述力反馈系统，包括用于储存力反馈物体信息的类型初始化、GL部分的初始化、OpenHaptics环境初始化、力反馈设备两个按键的按下、抬起回调函数初始化和力反馈设备移动回调函数的初始化；