CN106325517A - 一种基于虚拟现实的目标对象触发方法、***和穿戴设备 - Google Patents

一种基于虚拟现实的目标对象触发方法、***和穿戴设备 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于虚拟现实的目标对象触发方法、***和穿戴设备，其中方法包括如下步骤：在虚拟现实的人机交互中，跟踪用户注视点；当用户注视点停留在可交互的目标对象上时，判断用户头部是否发生预设定动作，若是，则触发预先设置在目标对象上的交互操作，否则不触发。本发明通过头部预设定动作来触发目标对象，使人机交互更加自然自主、实时快速无需等待且操控性强。

Description

一种基于虚拟现实的目标对象触发方法、***和穿戴设备
技术领域
本发明涉及虚拟现实领域，尤其涉及一种基于虚拟现实的目标对象触发方法、***和穿戴设备。
背景技术
虚拟现实(Virtual Reality)技术的研究目标是消除人所处的环境和计算机***之间的界限，即在计算机***提供的虚拟空间中，人可以使用眼睛、手势、动作和语言等各种感觉器官直接与之发生交互。虚拟现实里的人机交互，强调以“人为中心”的原则。例如，人们对将视线跟踪应用于人机交互，在虚拟现实的三维空间中，你所望的东西就是你想要的东西，也是你想与之交互的东西。
所有的人机交互都需要对目标对象执行“确认”动作，例如使用PC软件时，通过移动鼠标光标停留在目标对象上按下鼠标按钮执行确认动作，在当前的虚拟现实应用里，用户通过视线扫描定位到目标对象后，一般使用两种方式执行对目标对象的确认，第一种方式是通过外部设备(如遥控器或VR设备上的按钮)执行确认，第二种方式是通过判断视线停留在目标对象上的时间来触发确认。第一种方式需要借助外在装置，没有真正实现以人为中心；第二种方式具体是用户通过视线扫描定位到目标对象后，再通过判断视线停留在目标对象上的时间达到某长度来触发确认，其处理流程为：视线进入目标对象-开始计时-视线停留在目标对象上达到规定时间(比如3秒)则触发“确认”目标对象并执行相应操作，若在到达规定时间之前视线移出目标对象，则取消处理；使用这种方式在某些具体的场景下存在一定的弊端，例如用户通过视线扫描到对象后，若对象为按钮当用户想立即点击此按钮，仍需等待到规定的时间，比如3秒后才能真正执行点击，用户无法立即点击，人机交互实时性差；若对象为图片，当用户只是想查看图片而不想点击此图片时，就必须在规定时间之前移出视线，否则会自动执行图片关联的操作，人机交互的操控性差；另外，若用户整个可视区域都是目标对象时，因为用户的视线无法离开目标对象，所以此时通过计时方式来判断是否触发确认事件不适合，因此现有的通过计时方式来判断执行确认动作的人机视线交互方式，就象一个没有按键的鼠标，无法给用户提供自然流畅的操控感，实时性与操控性差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种基于虚拟现实的目标对象触发方法、***和穿戴设备。
本发明解决上述技术问题的第一种技术方案如下：一种基于虚拟现实的目标对象触发方法，包括如下步骤：
在虚拟现实的人机交互中，跟踪用户注视点；
当用户注视点停留在可交互的目标对象上时，判断用户头部是否发生预设定动作，若是，则触发预先设置在所述目标对象上的交互操作，否则不触发。
本发明的有益效果是：本发明通过头部预设定动作来触发目标对象，使人机交互更加自然自主、实时快速无需等待且操控性强。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步地，所述预设定动作包括点头或摇头。
进一步地，判断用户头部是否发生预设定动作的具体实施包括：
实时跟踪用户的头部位置变化；
根据所述用户的头部位置变化计算用户头部的实时移动速度和/或加速度；
将所述用户头部的实时移动速度和/或加速度输入预构建的预设定动作判断模型中，所述预构建的预设定动作判断模型输出用户头部是否发生预设定动作的判断结果。
进一步地，所述预构建的预设定动作判断模型包括加速、减速和反向加速三个阶段。
本发明解决上述技术问题的第二种技术方案如下：一种基于虚拟现实的目标对象触发***，包括：
注视点跟踪模块，用于在虚拟现实的人机交互中，跟踪用户注视点；
判断模块，用于当用户注视点停留在可交互的目标对象上时，判断用户头部是否发生预设定动作；
触发模块，用于当用户头部发生预设定动作时，触发预先设置在所述目标对象上的交互操作。
本发明的有益效果是：本发明通过头部预设定动作来触发目标对象，使人机交互更加自然自主、实时快速无需等待且操控性强。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步地，所述预设定动作包括点头或摇头。
进一步地，所述判断模块的具体实施包括：
实时跟踪用户的头部位置变化；
根据所述用户的头部位置变化计算用户头部的实时移动速度和/或加速度；
将所述用户头部的实时移动速度和/或加速度输入预构建的预设定动作判断模型中，所述预构建的预设定动作判断模型输出用户头部是否发生预设定动作的判断结果。
进一步地，所述预构建的预设定动作判断模型包括加速、减速和反向加速三个阶段。
进一步地，使用陀螺仪和/或加速度计实时跟踪用户的头部位置变化。
本发明解决上述技术问题的第三种技术方案如下：一种基于虚拟现实的穿戴设备，包括上述基于虚拟现实的目标对象触发***。
本发明的有益效果是：本发明通过头部预设定动作来触发目标对象，使人机交互更加自然自主、实时快速无需等待且操控性强。
本发明附加的方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明实践了解到。
附图说明
图1为本发明所述基于虚拟现实的目标对象触发方法流程图；
图2为本发明所述基于虚拟现实的目标对象触发***结构图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
图1为本发明所述基于虚拟现实的目标对象触发方法流程图。
如图1所示，一种基于虚拟现实的目标对象触发方法，包括如下步骤：
在虚拟现实的人机交互中，跟踪用户注视点；
当用户注视点停留在可交互的目标对象上时，判断用户头部是否发生预设定动作，若是，则触发预先设置在所述目标对象上的交互操作，否则不触发所述目标对象。
在本发明的具体实施例中，用户注视点为在人机交互的显示界面上表示视线注视位置的焦点，在具体应用中，例如在使用头戴式VR眼镜时，用户打开VR应用，戴上VR眼镜后显示界面正中心为用户“注视点”(一般是显示为小圆点或不显示)，在人机交互上类似于鼠标的光标。
在本发明的具体实施例中，本发明所述的可交互的目标对象可以表示为人机交互里的一个具体的对象，例如可以是一个按钮、一张图片等，也可以不特指一个具体的对象，而表示一片可以交互的区域。
在本发明的具体实施例中，判断用户头部是否发生预设定动作的起始位置为注视点开始停留在某目标对象中的位置。
在本发明的具体实施例中，当用户注视点停留在可交互的目标对象上时，用户头部若没有发生预设定动作，则不触发目标对象，可以返回重新执行跟踪用户注视点的步骤。
在本发明的具体实施例中，判断用户头部是否发生预设定动作的具体实施包括：
实时跟踪用户的头部位置变化；
根据用户的头部位置变化计算用户头部的实时移动速度和/或加速度；
将用户头部的实时移动速度和/或加速度输入预构建的预设定动作判断模型中，预构建的预设定动作判断模型输出用户头部是否发生预设定动作的判断结果。
在本发明的具体实施例中，可以通过相关的传感器来确定用户的头部空间位置以及跟踪用户的头部位置变化，例如可以使用陀螺仪和/或加速度计等，在具体应用中，若本发明的方法使用在VR眼镜中，用户打开智能移动终端(包括手机、平板电脑、掌上电脑等)搭载的APP(例如现有的VR全景播放器)，然后将智能移动终端放入VR眼镜，将VR眼镜戴到头上，就可以360度观看内容，用户上下左右移动头部，则看到的内容随着头部的变化而变化，感觉像用户当前周边的真实场景，可以通过内置在智能移动终端或VR眼镜上的传感器(陀螺仪和/或加速度计)来确定用户的头部空间位置。
在本发明的具体实施例中，通过相关的传感器可以确定用户的头部空间位置，其中可以用欧拉角表示空间位置，根据用户的头部空间位置可以实时跟踪用户的头部位置变化，通过位置变化及传感器数据可以计算出头部实时的移动速度和/或加速度。
在本发明的具体实施例中，预设定动作包括点头或摇头或者其他头部活动，点头是比较常见的确认动作，但是由于不同地区的人习惯不同，可能使用摇头表示确认，也可能用其他特定动作表示确认，因此，需要强调的是，本发明所述的预设定动作不仅仅包含点头和摇头，其他一些表示确认触发的头部活动也在本发明的保护范围之内。
在本发明的具体实施例中，针对点头，预构建的预设定动作判断模型可以大致粗分为加速、减速和反向加速三个阶段，也可以在加速和减速中间添加向下高速移动阶段。点头和正常头部上下移动相比，点头时头部移动速度较快，加速度剧烈增大并且加速度维持时间较短，正常头部上下移动时速度慢，移动平稳因此加速度较小，通过配置针对点头预构建的预设定动作判断模型中的相关参数，可以将点头和正常的头部上下移动区分开来。同理，针对摇头，预构建的预设定动作判断模型也可以大致粗分为加速、减速和反向加速三个阶段，也可以在加速和减速中间添加高速移动阶段。摇头和正常头部左右移动相比，摇头时头部移动速度较快，加速度剧烈增大并且加速度维持时间较短，正常头部左右移动时速度慢，移动平稳因此加速度较小，通过配置针对摇头预构建的预设定动作判断模型中的相关参数，可以将摇头和正常的头部左右移动区分开来。因此，通过将用户头部的实时移动速度和/或加速度输入预构建的预设定动作判断模型中，可以得到用户头部是否发生预设定动作的判断结果。
本发明为用户在人机交互的视线交互场景中，提供一种新的判断确认触发目标对象的方式，即当用户通过视线扫描定位到目标对象后，结合用户的头部跟踪技术，通过预构建的判断模型判断用户“点头”或“摇头”或者其他动作来确认是否触发目标对象关联的操作或事件，和当前通过视线停留时间来判断是否确认触发的方式不同，因此本发明通过用户很自然的“点头”或“摇头”或者其他动作完成对目标对象的确认，触发目标对象，就好像给VR世界里的“视线鼠标”增加一个“物理按钮”，使人机交互更加自然自主、实时快速无需等待且操控性强。
图2为本发明所述基于虚拟现实的目标对象触发***结构图。
本发明还提供了如图2所示的一种基于虚拟现实的目标对象触发***，包括：
注视点跟踪模块，用于在虚拟现实的人机交互中，跟踪用户注视点；
判断模块，用于当用户注视点停留在可交互的目标对象上时，判断用户头部是否发生预设定动作；
触发模块，用于当用户头部发生预设定动作时，触发预先设置在所述目标对象上的交互操作。
在本发明的具体实施例中，预设定动作包括点头或摇头。
在本发明的具体实施例中，判断模块的具体实施包括：
实时跟踪用户的头部位置变化；
根据所述用户的头部位置变化计算用户头部的实时移动速度和/或加速度；
将所述用户头部的实时移动速度和/或加速度输入预构建的预设定动作判断模型中，所述预构建的预设定动作判断模型输出用户头部是否发生预设定动作的判断结果。
在本发明的具体实施例中，预构建的预设定动作判断模型包括加速、减速和反向加速三个阶段。
在本发明的具体实施例中，使用陀螺仪和/或加速度计实时跟踪用户的头部位置变化。
本发明还提供了一种基于虚拟现实的穿戴设备，包括上述基于虚拟现实的目标对象触发***，这里所述的基于虚拟现实的穿戴设备可以是VR眼镜、VR头盔等。
在本说明书的描述中，参考术语“实施例一”、“实施例二”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体方法、装置或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、方法、装置或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于虚拟现实的目标对象触发方法，其特征在于，包括如下步骤：
在虚拟现实的人机交互中，跟踪用户注视点；
当用户注视点停留在可交互的目标对象上时，判断用户头部是否发生预设定动作，若是，则触发预先设置在所述目标对象上的交互操作，否则不触发。
2.根据权利要求1所述的基于虚拟现实的目标对象触发方法，其特征在于，所述预设定动作包括点头或摇头。
3.根据权利要求1或2所述的基于虚拟现实的目标对象触发方法，其特征在于，判断用户头部是否发生预设定动作的具体实施包括：
实时跟踪用户的头部位置变化；
根据所述用户的头部位置变化计算用户头部的实时移动速度和/或加速度；
将所述用户头部的实时移动速度和/或加速度输入预构建的预设定动作判断模型中，所述预构建的预设定动作判断模型输出用户头部是否发生预设定动作的判断结果。
4.根据权利要求3所述的基于虚拟现实的目标对象触发方法，其特征在于，所述预构建的预设定动作判断模型包括加速、减速和反向加速三个阶段。
5.一种基于虚拟现实的目标对象触发***，其特征在于，包括：
注视点跟踪模块，用于在虚拟现实的人机交互中，跟踪用户注视点；
判断模块，用于当用户注视点停留在可交互的目标对象上时，判断用户头部是否发生预设定动作；
触发模块，用于当用户头部发生预设定动作时，触发预先设置在所述目标对象上的交互操作。
6.根据权利要求5所述的基于虚拟现实的目标对象触发***，其特征在于，所述预设定动作包括点头或摇头。
7.根据权利要求5或6所述的基于虚拟现实的目标对象触发***，其特征在于，所述判断模块的具体实施包括：
实时跟踪用户的头部位置变化；
根据所述用户的头部位置变化计算用户头部的实时移动速度和/或加速度；
将所述用户头部的实时移动速度和/或加速度输入预构建的预设定动作判断模型中，所述预构建的预设定动作判断模型输出用户头部是否发生预设定动作的判断结果。
8.根据权利要求7所述的基于虚拟现实的目标对象触发***，其特征在于，所述预构建的预设定动作判断模型包括加速、减速和反向加速三个阶段。
9.根据权利要求7所述的基于虚拟现实的目标对象触发***，其特征在于，使用陀螺仪和/或加速度计实时跟踪用户的头部位置变化。
10.一种基于虚拟现实的穿戴设备，其特征在于，包括权利要求5-9任一项所述的基于虚拟现实的目标对象触发***。
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