[发明专利]一种融合静电力和振动的可穿戴式触觉再现装置和方法

摘要

本发明涉及一种融合静电力和振动的可穿戴式触觉再现装置和方法，属于虚拟现实与人机交互领域。手指定位单元、手指速度检测单元、信号处理单元、静电力触觉再现单元、振动触觉再现单元和多媒体信息终端。手指定位单元和手指速度检测单元实时获取手指在触摸屏上的位置信息和手指的速度信息，信号处理单元根据手指的位置和速度信息进行处理得到相应的静电力触觉和振动触觉的驱动信号幅度参数，输出驱动信号到静电力触觉再现单元和振动触觉再现单元，改变手指受到的切向静电摩擦力和法向振动刺激，产生静电力和振动触觉反馈。优点在于：在平面触觉交互中，可同时呈现两种不同的触觉反馈，丰富触觉体验，增强触觉反馈的真实感。

主权项

1.一种融合静电力和振动的可穿戴式触觉再现装置，其特征在于包括：(1)手指定位单元包括实现定位功能的装置，其作用在于实时读取多媒体终端触摸屏上手指的当前位置坐标P(x,y)，并将手指的当前位置坐标P(x,y)信息发送到信号处理单元；(2)手指速度检测单元包括实时检测手指速度的深度传感器或摄像头等装置，其作用在于通过实时捕捉手部运动信息，手指前一时刻的位置P₀(x₀,y₀)和当前时刻的位置P(x,y)计算得到手指速度信息并发送到触觉处理单元；(3)信号处理单元作用在于手指位置信息处理得到静电力驱动信号幅度参数矩阵E，然后根据手指当前时刻的位置坐标P(x,y)信息选取静电力驱动信号幅度参数E(x,y)，并根据计算得到的手指速度信息处理得到振动驱动信号幅度参数V(x,y)，产生相应的触觉驱动信号分别发送给静电力触觉再现单元、可穿戴式振动触觉再现单元；并根据图像信息处理得到视觉显示信息，产生相应的显示信号发送给多媒体信息终端，呈现视觉信息；(4)静电力触觉再现单元，包括静电电容触摸屏，其作用在于实时根据静电力触觉驱动信号幅度参数E(x,y)改变手指受到的切向静电摩擦力，产生相应的静电力触觉反馈；(5)可穿戴式振动触觉再现单元，其作用在于可实时根据振动驱动信号幅度参数V(x,y)改变手指受到的振动触觉刺激，产生相应的振动触觉；(6)多媒体信息终端，其作用在于可呈现视觉信息。