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[发明专利]一种应用于笔式振动触觉反馈装置的纹理渲染方法-CN202111592676.0有效
发明人：燕学智;孙重阳;孙晓颖;赵昱;佴威至;王庆龙;张淼 -专利权人：吉林大学
申请日： 2021-12-22 - 公布日： 2023-10-13 - 主分类号： G06F3/01 文献下载
摘要：本发明涉及一种应用于笔式振动触觉反馈装置的纹理渲染方法，属于虚拟现实与人机交互领域。采集与真实纹理交互时的触觉数据，将加速度分割成等长度的触觉数据段，计算新奇度，提取加速度数据子片段；在触觉渲染时，根据实时采集渲染交互时的速度、法向力、方向和倾角等触觉渲染数据，建立触觉渲染数据与加速度数据子片段的映射模型，生成驱动信号，给操作者呈现纹理的触觉效果。优点在于：从时域信号的角度对加速度数据建模，直接对采集的加速度数据分割提取子片段并拼接合成驱动信号进行触觉渲染，保持了采集的原始加速度数据的保真度，使得渲染效果更加真实自然，有效提高了纹理的触觉再现的真实感。
一种应用于振动触觉反馈装置纹理渲染方法

[发明专利]基于平面纹理力触觉和声音信号融合的材质表面纹理分类方法-CN202310645224.7在审
发明人：燕学智;张中华;陈征;佴威至;王庆龙 -专利权人：吉林大学
申请日： 2023-06-02 - 公布日： 2023-09-12 - 主分类号： G06F18/24 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于平面纹理力触觉和声音信号融合的材质表面纹理分类方法，属于人机交互领域。包括采集物体的运动加速度、运动过程中的摩擦力和声音信号，然后对采集到的数据进行处理和分析，预加重、分帧、加窗，提取出能够表达纹理触觉和声音信息的特征，并采用SVM机器学习算法建立纹理表面识别模型。本发明优点在于通过结合多种传感器和算法，实现多维度信息采集和有目的地筛选和处理信号，从而实现对平面纹理的精确检测和分类，具有高效、准确的优势，本发明能够对不同样本进行精确、快速且可靠的分类，为平面纹理识别提供了一种新途径。
基于平面纹理触觉声音信号融合材质表面分类方法

[发明专利]基于双马达联合振动的移动终端书写触觉渲染方法及装置-CN202310514426.8在审
发明人：孙晓颖;刘宁;王庆龙;佴威至;燕学智;陈建 -专利权人：吉林大学
申请日： 2023-05-09 - 公布日： 2023-08-15 - 主分类号： G06F3/0354 文献下载
摘要：本发明提供一种基于双马达联合振动的移动终端书写触觉渲染方法及装置，属于触觉反馈领域。在数据采集阶段，采集与真实材质交互时的加速度、速度、法向力，提取加速度主要频率及幅度信息存入存储器，在触觉渲染阶段，移动终端显示书写应用，接收在书写应用中选择的材质类型和粗糙度及笔的类型，笔上处理器根据所选材质类型及笔的类型查询存储器并生成驱动电压驱动笔上马达振动，平板内部处理器根据所选材质粗糙度利用调节材质粗糙度渲染算法驱动平板内马达振动。本发明的优点是移动终端可提供不同类型笔在不同材质上书写时的触觉反馈，并可根据用户选择调节所选材质的粗糙度，增强用户在移动终端上用触控笔书写时的体验感。
基于马达联合振动移动终端书写触觉渲染方法装置

[发明专利]一种基于音频信号的笔式听触再现的渲染方法及装置-CN202310539856.5在审
发明人：孙晓颖;詹艳;王庆龙;佴威至;燕学智;陈建 -专利权人：吉林大学
申请日： 2023-05-13 - 公布日： 2023-08-08 - 主分类号： G06F3/01 文献下载
摘要：本发明提供一种基于音频信号的笔式听触再现的渲染方法及装置，属于虚拟现实与人机交互领域。采集不同速度与法向力下与真实纹理交互时摩擦的音频信号，预处理及离散余弦变换，所得振幅谱在波形表存储，渲染时通过实时获取当前速度和法向力，通过离散余弦反变换生成电压驱动信号，该电压驱动信号通过笔式振动触觉反馈装置给操作者呈现纹理的触觉反馈效果，而经过预处理的音频信号本身直接可以通过笔式听觉反馈装置给操作者呈现纹理的听觉反馈效果。优点是该方法考虑到了采集成本和笔式书写时触觉和听觉信号的时间频率相关性，利用音频信号恢复触觉信息，并通过听觉与触觉反馈的方式同时呈现，增强书写时纹理的触觉再现的真实感。
一种基于音频信号笔式听触再现渲染方法装置

[发明专利]基于自适应手势帧序列提取算法的实时手势识别方法-CN202310103156.1在审
发明人：林琳;陈雨欣;刘仲;蒋贵虎;佴威至;陈建;孙晓颖 -专利权人：吉林大学;中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所
申请日： 2023-02-10 - 公布日： 2023-06-23 - 主分类号： G06V40/20 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于自适应手势帧序列提取算法的实时手势识别方法,属于人机交互领域。包括构建一个自适应网络来选择视频中具有判别性的帧序列,使算法能够根据视频中手势的种类自动调节截取的视频帧数，并将挑选的帧序列的特征输入到实时手势识别网络中进行判别任务,并将返回值反馈到原有算法网络中，与原算法网络联合训练并相互促进。优点在于：缩短了识别时间，在应用中，可以有效避免在静态手势识别过程中，需要测试者保持手势静止一段时间，才能得到手势识别结果的问题，提高系统识别速度，降低系统延迟。
基于自适应手势序列提取算法实时识别方法

[发明专利]一种基于两步相关的chirp超声信号渡越时间估计方法-CN202211437031.4在审
发明人：陈建;杜一男;林琳;孙晓颖;燕学智;佴威至;王庆龙 -专利权人：吉林大学
申请日： 2022-11-16 - 公布日： 2023-05-12 - 主分类号： G01H7/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于两步相关的chirp超声信号渡越时间估计方法，属于测量超声波渡越时间的方法。通过对chirp超声信号采用粗相关获取chirp超声信号非精确TOF，采用细相关获取chirp超声信号精确TOF。本发明的优点是通过两步相关计算，获得精确的渡越时间TOF，由于参与相关计算的数据量较少，有效降低了计算量，为测距、多目标跟踪与定位等基于超声波渡越时间检测的应用领域提供一种计算量低的检测方法。
一种基于相关 chirp 超声信号时间估计方法

[发明专利]一种基于能量分布对雷电信号进行波达方向估计的方法-CN202210659040.1在审
发明人：陈建;李唯一;林琳;孙晓颖;燕学智;佴威至;王庆龙 -专利权人：吉林大学
申请日： 2022-06-10 - 公布日： 2022-09-16 - 主分类号： G01S3/14 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于能量分布对雷电信号进行波达方向估计的方法，属于对雷电信号进行波达方向估计的方法。将频谱能量积累到90％处的频点确定为临界频率点，在临界频率点前，计算原偶数段子带的能量，根据各个原偶数子带的能量与其能量总和之比，确定新子带的长度，原偶数子带能量越高，新子带越长，能量越低，新子带越短；在临界频率点后，由于能量较低，直接选择原偶数段子带作为新子带进行处理，通过对各个子带进行波达方向估计，能够实现对雷电信号来波方向的精确估计。本发明优点是处理的数据较少，运算量相应减小，且由于有效带宽缩短，精度和成功率有提高，为雷电信号定位提供一种计算量较低、精度较高的波达方向估计方法。
一种基于能量分布雷电信号进行方向估计方法

[发明专利]一种基于遗传算法的超声信号正交波形生成方法-CN202210637855.X在审
发明人：陈建;朱艳晶;林琳;孙晓颖;燕学智;佴威至;王庆龙 -专利权人：吉林大学
申请日： 2022-06-07 - 公布日： 2022-09-09 - 主分类号： G01S5/18 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于遗传算法的超声信号正交波形生成方法，属于无线定位与信号处理技术领域。采用遗传算法对超声信号的频率编码矩阵进行优化，得到优化后的频率编码矩阵，采用优化后的频率编码矩阵设计正交波形，获得超声波多址定位系统的正交发射信号，以发射信号的最大自相关旁瓣峰值和最大互相关峰值共同最小作为优化准则，采用遗传算法对超声信号的频率编码矩阵进行优化。本发明得到的优化后的频率编码矩阵可以提高信号正交性，采用遗传算法可以降低波形优化的计算复杂度，提高优化效率。
一种基于遗传算法超声信号正交波形生成方法

[发明专利]一种多通道空中笔势识别方法-CN202210637853.0在审
发明人：陈建;刘思宇;林琳;孙晓颖;佴威至;燕学智;王庆龙 -专利权人：吉林大学
申请日： 2022-06-07 - 公布日： 2022-08-09 - 主分类号： G06F3/01 文献下载
摘要：本发明涉及一种多通道空中笔势识别方法，属于人机交互技术领域。包括通过电子笔获取笔势对应的多通道数据，对笔势对应的多通道数据进行数据预处理，构建基于多通道数据的空中笔势识别模型，优化、训练空中笔势识别网络模型，完成多通道笔势识别模型的实验评估，用以测试多通道空中笔势识别模型针对不同笔势标签的识别率。本发明优点是增加了笔势数据特征的多样性，可以为后续笔势识别模型的构建提供有力保证，有效避免了手工提取特征导致的模型鲁棒性不强导致在复杂环境中笔势标签识别率低下的问题，避免了由于笔势序列过长导致前序信息丢失的问题且模型表现力逐渐衰减的问题。
一种通道空中笔势识别方法

[发明专利]一种基于时空调制的超声波发射器多点同步聚焦方法-CN202210260934.3在审
发明人：陈建;李逸滢;林琳;孙晓颖;时佳豪;佴威至;燕学智;王庆龙 -专利权人：吉林大学
申请日： 2022-03-16 - 公布日： 2022-06-10 - 主分类号： G06F1/12 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于时空调制的超声波发射器多点同步聚焦方法，属于空中超声波聚焦方法。确定超声波发射器发射信号的调制周期大小，保持调制周期不变，根据聚焦的焦点数，将调制周期平均分配，计算模块接收上位机发送的焦点坐标，计算各个坐标到达焦点的路径大小同时设置超声波发射器工作状态，根据聚焦点路径的大小不同，计算各通道的驱动信号延迟时间，发送至控制模块；控制模块根据时钟信号生成超声波发射器的驱动信号并输出，完成多点同步聚焦。优点是可实现在同一调制周期内完成多聚焦点聚焦信号的发射，提高了聚焦调制效率，减少聚焦点之间跳变的时间间隔，同步产生多焦点，可用于人机交互、触觉再现、虚拟现实等领域。
一种基于时空调制超声波发射器多点同步聚焦方法

[发明专利]一种用于穿戴式体感游戏设备的体态数据集采集处理方法-CN201910559004.6有效
发明人：冯俊燕;佴威至;单玲;贾飞勇;杜琳;燕学智;孙晓颖 -专利权人：吉林大学
申请日： 2019-06-26 - 公布日： 2022-05-24 - 主分类号： G16H20/30 文献下载
摘要：本发明涉及一种用于穿戴式体感游戏设备的体态数据集采集处理方法，包括下列步骤：1、定义体态表达；2、根据体态表达定义随机生成分立目标体态；3、采集分立目标体态的数据样本；4、根据体态表达定义随机生成连续目标体态；5、采集连续目标体态的数据样本；6、矫正连续目标体态的数据样本，构成体态数据集；7、使用获得的训练数据集训练体态识别算法。所采集的数据集中的体态表达可人为自由定义，由此可支持康复治疗师针对脑瘫患儿康复训练的需求对体态进行定义，而非仅支持识别算法技术本身限定体态表达，从而使得系统中的体态表达形式与治疗师理解的体态表达形式相匹配，增强用于脑瘫患儿康复训练的体感游戏系统对病症针对性。
一种用于穿戴式体感游戏设备体态数据采集处理方法

[发明专利]一种多通道交互设备研发平台-CN202010740612.X有效
发明人：陈建;于帆;孙晓颖;燕学智;佴威至;于嘉鑫 -专利权人：吉林大学
申请日： 2020-07-27 - 公布日： 2022-03-15 - 主分类号： G06F3/01 文献下载
摘要：本发明提供一种多通道交互设备研发平台，属于交互设备研发平台。输入模块提供各种交互设备的接口；数据处理模块接收设备输入的数据，完成协议转换、电平转换、模数转换以及数据缓冲等功能，并将采集的数据进行处理，根据各个通道的需求完成不同的功能；软件开发平台通过接收的数据在软件平台上完成各种功能，共由三维位置、九轴、语音、手势、触觉等通道组成；三维位置通道可以实现空间定位设备识别与监测，三维坐标实时显示，轨迹显示，轨迹识别，坐标数据导出，模板导出。优点是可集成现有多种交互设备的数据接口、驱动与传输模块，提高对设备数据的处理、识别和二次利用效率，用于人机交互、虚拟现实、增强现实等领域。
一种通道交互设备研发平台

[发明专利]基于振动和压膜效应的数字按键触觉渲染方法及装置-CN201911361557.7有效
发明人：孙晓颖;李萌芽;佴威至;祝双运 -专利权人：吉林大学
申请日： 2019-12-25 - 公布日： 2021-08-20 - 主分类号： G06F3/01 文献下载
摘要：本发明提供一种基于振动和压膜效应的数字按键触觉渲染方法及装置，属于触摸反馈技术领域。采用多马达数字按键反馈装置，以及多马达数字按键渲染方法，包括实时获取用户按下压力F的大小，将其传送至核心处理器，根据渲染算法确定提供反馈的马达，并施加不同的驱动信号；在用户施加压力的过程中分别提供摩擦力反馈和振动反馈，使其产生一种类似物理按键按下过程的感觉。本发明利用压电陶瓷片马达在高频振动下产生的空气压膜效应，结合刚性表面柔顺性触觉错觉方法，将压膜效应产生的摩擦力和用颗粒振动模拟的在物体发生形变过程中，由于克服摩擦而产生力的感觉结合起来，增强数字按键按下过程的摩擦感知。
基于振动效应数字按键触觉渲染方法装置

[发明专利]一种基于双马达装置的法向虚拟按键渲染方法-CN201910966021.1有效
发明人：孙晓颖;李萌芽;佴威至;刘健余 -专利权人：吉林大学
申请日： 2019-10-11 - 公布日： 2021-07-27 - 主分类号： G06F3/041 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于双马达装置的法向虚拟按键渲染方法，属于触摸屏技术领域。包括，获取用户手指与触摸屏交互时的位置；分别计算马达到该位置的距离和在该位置处产生反馈时的驱动时间差；获取用户手指与触摸屏交互过程中的接触面积，并初始化最大接触面积；根据接触面积计算用户施加的力；根据施加的力计算驱动信号的持续时间和电压以及两个脉冲之间的时间间隔；根据上述步骤在交互位置处生成虚拟按键并产生振动反馈。本发明优点是使用户在硬质触摸屏上感受到按下去的感觉，而且可以根据所要模拟物理按键的不同有不一样的反馈，增强人机交互体验，在减少视觉参与的同时不降低交互效率。
一种基于马达装置虚拟按键渲染方法

[发明专利]质心偏移和振动结合的力反馈方向指导系统及控制方法-CN201811065665.5有效
发明人：燕学智;王子婷;王庆龙;孙晓颖;陈建;温泉;赵煜;刘国红;佴威至 -专利权人：吉林大学
申请日： 2018-09-12 - 公布日： 2021-06-04 - 主分类号： G06F3/01 文献下载
摘要：本发明涉及一种质心偏移和振动结合的力反馈方向指导系统及控制方法，属于人机交互领域。包括质心万向运动单元和振动电机单元，质心万向运动单元提供质心偏移力反馈，振动电机单元提供振动力反馈，通过质心偏移力反馈呈现旋转触觉和振动电机单元呈现平移触觉。优点是用户可以快速，准确地感受到目标方向。触觉球体可移动，使用方便，可在三维空间上实现六自由度的方向指导，可应用于医疗康复，VR手柄，鼠标，手机，平板等装置。
质心偏移振动结合反馈方向指导系统控制方法

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