TWI749535B - 用於虛擬實境之觸覺回饋平台及其操作方法 - Google Patents

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TWI749535B
TWI749535B TW109113826A TW109113826A TWI749535B TW I749535 B TWI749535 B TW I749535B TW 109113826 A TW109113826 A TW 109113826A TW 109113826 A TW109113826 A TW 109113826A TW I749535 B TWI749535 B TW I749535B
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黃新予
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國立臺灣大學
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Abstract

本發明提供一種用於虛擬實境之觸覺回饋平台及其操作方法,包括:底座單元,供使用者站立於其上;支架單元,設置於該底座單元周圍;控制單元,用以驅動一驅動單元來旋轉該支架單元;至少一觸覺回饋裝置,設於該支架單元上;以及電腦單元,包含一遊戲模組,該遊戲模組用以輸出一遊戲訊號至該控制單元,以使該控制單元驅動該驅動單元來轉動該支架單元至特定位置,俾令該使用者得以操作該觸覺回饋裝置。本發明可有效提高使用者在虛擬實境中的真實感並增強物理觸覺體驗。

Description

用於虛擬實境之觸覺回饋平台及其操作方法
本發明為一種用於虛擬實境之平台技術,尤指一種用於虛擬實境之觸覺回饋平台及其操作方法。
虛擬實境(Virtual Reality,VR)是藉由電腦來模擬真實環境的一項技術,以提供人體如視覺、聽覺、嗅覺或觸覺等刺激來與人體產生互動,而使得人體能夠有如親身蒞臨真實環境般的感受。此項技術的優點在於使用者不需要受到現實環境的限制,僅須在固定、安全之空間內,即可透過電腦模擬來體驗真實環境下的影音、氣味或可與特定物品進行互動等。
現有的虛擬實境裝置通常使用特定設備來模擬特定類型的觸覺回饋,例如人體模型、外骨骼、電刺激肌肉設備等,或是利用機器人(或執行器)或人類來將正確設備移動到正確位置,以供虛擬實境的使用者使用,並使該使用者接觸該正確設備時的感覺可匹配於虛擬實境中。然而,此些現有虛擬實境裝置不僅存在著一次只能移動一個正確設備所導致效率低下之問題,更有增加額外執行器導致成本增加,以及為避免各執行器碰撞而需要更多空間之問題,進而提高了在虛擬實境中使用觸覺回饋的門檻。
是以,如何提供可克服上述問題之一種用於虛擬實境之觸覺回饋平台及其操作方法,為目前所亟待解決的課題之一。
本發明之主要目的在於提供一種用於虛擬實境之觸覺回饋平台,包括:底座單元,供使用者位於其上;支架單元,設置於該底座單元周圍;控制單元,用以驅動一驅動單元位移該支架單元;至少一觸覺回饋裝置,設於該支架單元上;以及電腦單元,用以輸出一訊號至該控制單元,以使該控制單元驅動該驅動單元位移該支架單元至特定位置,俾令該使用者得以操作該觸覺回饋裝置。
前述之觸覺回饋平台中,該觸覺回饋裝置中設有無線射頻辨識標籤,且該支架單元上設有讀取該無線射頻辨識標籤之無線射頻辨識讀取器,俾於該無線射頻辨識讀取器讀取到該無線射頻辨識標籤時,令該無線射頻辨識讀取器輸出一辨識訊號至該電腦單元以自動註冊該觸覺回饋裝置。
前述之觸覺回饋平台中,該訊號包括轉動方向訊號及轉動角度訊號。
前述之觸覺回饋平台中,更包括手部偵測裝置,用以偵測該使用者之雙手位置或辨識該使用者之手勢,以輸出手部偵測訊號至該電腦單元。
前述之觸覺回饋平台中,更包括頭戴式顯示裝置,用以供該使用者觀看畫面,其中,該畫面包括由該手部偵測訊號所擬真之手部物件以及由該觸覺回饋裝置所擬真之操作物件。
前述之觸覺回饋平台中,當該手部物件欲接觸該操作物件時,該電腦單元依據該操作物件與其所註冊之該觸覺回饋裝置之間的角座標偏移量來計算出該訊號,並將該訊號輸出至該控制單元,以使該控制單元驅動該驅動單元位移該支架單元至該使用者得以操作該觸覺回饋裝置之該特定位置。
前述之觸覺回饋平台中,該支架單元為鋁製之圓形、環形或方形支架,該驅動單元為步進馬達、伺服馬達、直流馬達、交流馬達或超音波馬達。
前述之觸覺回饋平台中,該觸覺回饋裝置係透過具有溝槽之至少二條狀件而設於該支架單元上。
前述之觸覺回饋平台中,更包括二角度偵測單元,設置於該支架單元之周圍,以偵測該支架單元之轉動角度。
前述之觸覺回饋平台中,該底座單元為跑步機、一軸轉動機構、二軸轉動機構、三軸轉動機構或萬向轉動機構。
本發明之另一目的在於提供一種用於虛擬實境之觸覺回饋平台之操作方法,包括:提供一底座單元、支架單元、控制單元及至少一觸覺回饋裝置,其中,該底座單元供使用者位於其上,該支架單元設置於該底座單元周圍,該控制單元用以驅動一驅動單元位移該支架單元,且該觸覺回饋裝置設於該支架單元上;令一電腦單元輸出一訊號至該控制單元;藉一手部偵測裝置偵測該使用者之雙手位置或辨識該使用者之手勢,以輸出手部偵測訊號至該電腦單元;藉一頭戴式顯示裝置供該使用者觀看畫面,其中,該畫面包括由該手部偵測訊號所擬真之手部物件以及由該觸覺回饋裝置所擬真之操作物件;以及當該手部物件欲接觸該操作物件時,令該電腦單元將該訊號輸出至該控制單元, 以使該控制單元驅動該驅動單元位移該支架單元至特定位置,俾供該使用者操作該觸覺回饋裝置。
前述之用於虛擬實境之觸覺回饋平台之操作方法中,該觸覺回饋裝置中設有無線射頻辨識標籤,而該支架單元上設有讀取該無線射頻辨識標籤之無線射頻辨識讀取器,俾於該無線射頻辨識讀取器讀取到該無線射頻辨識標籤時,令該無線射頻辨識讀取器輸出一辨識訊號至該電腦單元以自動註冊該觸覺回饋裝置。
前述之用於虛擬實境之觸覺回饋平台之操作方法中,該訊號包括轉動方向訊號及轉動角度訊號。
前述之用於虛擬實境之觸覺回饋平台之操作方法中,該電腦單元依據該操作物件與該觸覺回饋裝置之間的角座標偏移量來計算出該訊號。
前述之用於虛擬實境之觸覺回饋平台之操作方法中,該支架單元為鋁製之圓形、環形或方形支架,該驅動單元為步進馬達、伺服馬達、直流馬達、交流馬達或超音波馬達。
前述之用於虛擬實境之觸覺回饋平台之操作方法中,該觸覺回饋裝置係透過具有溝槽之至少二條狀件而設於該支架單元上。
前述之用於虛擬實境之觸覺回饋平台之操作方法中,更包括提供設置於該支架單元之周圍的二角度偵測單元,以偵測該支架單元之轉動角度。
前述之用於虛擬實境之觸覺回饋平台之操作方法中,該底座單元為跑步機、一軸轉動機構、二軸轉動機構、三軸轉動機構或萬向轉動機構。
1:觸覺回饋平台
10:底座單元
11:支架單元
111:人形大圈
112:條狀件
1121:溝槽
113:支撐件
114:環形件
115:無線射頻辨識讀取器
116:壓克力板
12:控制單元
13:觸覺回饋裝置
131:無線射頻辨識標籤
132:壓克力板
133:虛擬實境道具
14:電腦單元
141:遊戲模組
15:驅動單元
16:手部偵測裝置
17:頭戴式顯示裝置
171:遊戲畫面
172:手部物件
173:操作物件
18:角度偵測單元
S11-S15:步驟
第1圖為本發明之用於虛擬實境之觸覺回饋平台之整體示意圖;
第2圖為本發明之用於虛擬實境之觸覺回饋平台之架構方塊圖;
第3A及3B圖為本發明之用於虛擬實境之觸覺回饋平台之觸覺回饋裝置之設置示意圖;
第4及5圖為本發明之用於虛擬實境之觸覺回饋平台之操作示意圖;以及
第6圖為本發明之用於虛擬實境之觸覺回饋平台之操作方法之流程示意圖。
以下藉由特定之具體實施例加以說明本發明之實施方式,而熟悉此技術之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本發明之其他優點和功效,亦可藉由其他不同的具體實施例加以施行或應用。
請參閱第1及2圖,本發明之用於虛擬實境之觸覺回饋平台1包括底座單元10、支架單元11、控制單元12、至少一觸覺回饋裝置13以及電腦單元14。底座單元10供使用者位於(例如站立於)其上,支架單元11設置於底座單元10周圍,控制單元12用以驅動一驅動單元15位移(例如旋轉)支架單元11,而觸覺回饋裝置13設於支架單元11上。另外,電腦單元14可包括一遊戲模組141,該遊戲模組用以輸出一遊戲訊號至控制單元12,以使控制單元12驅動該驅動單元15來轉動支架單元11至特定位置,俾令使用者得以操作觸覺回饋裝置13。
於一實施例中,該驅動單元15係內嵌於底座單元10中並部分外露出底座單元10的表面,以摩擦驅動支架單元11。在本實施例中,驅動單元15可 為步進馬達、伺服馬達、直流馬達、交流馬達或超音波馬達,但本發明並不以此為限。本發明在此係以電動自行車之電動機(MY1060,350W,36V,2800Rpm)作為示例,本發明亦可採用其他廠牌的電動機或馬達。
於一實施例中,支架單元11可為鋁製之圓形、環形或方形支架,但本發明並不以此為限。以支架單元11為圓形支架為例,其可由二個165公分的人形大圈(cyr wheel)111及8支30公分的條狀件112來組成(例如條狀件112可分別設置在二個人形大圈111之間),並由六支40.5公分的支撐件113及直徑80公分的環形件114所支撐。其中,環形件114可接觸該驅動單元15,進而使驅動單元15摩擦帶動環形件114時,一併帶動人形大圈111旋轉。另外,支架單元11之整體高度可為140公分。要注意的是,上述支架單元11中各組成元件之尺寸大小以及數量僅為示例,本發明並不以此為限。
於一實施例中,觸覺回饋裝置13可為一個或複數個,係設於支架單元11之二條狀件112之間。請進一步參閱第3A及3B圖,條件狀112具有溝槽1121,而二條狀件112係以溝槽1121相對之方式來設置在人形大圈111之間,如此一來,觸覺回饋裝置13可沿著溝槽1121而設於二條狀件112之間,進而固定在支架單元11上,這樣的設計可方便使用者隨時替換不同的觸覺回饋裝置13。在本實施例中,觸覺回饋裝置13可包括壓克力板132(例如高為30公分,寬為62公分)以及設置在壓克力板132中央的虛擬實境道具133(例如釣竿、槍、球、按鈕、公母插頭、方向盤、把手等),而觸覺回饋裝置13即是將壓克力板132沿著溝槽1121而設於二條狀件112之間,並定位於觸覺回饋裝置13中所設有之無線射頻辨識標籤(RFID tag)131可被支架單元11上所設有之無線射頻辨識讀取器(RFID reader)115所讀取之位置。例如,二條狀件112之外側可再設有一壓克 力板116,而該壓克力板116上即設有無線射頻辨識讀取器115(如MFRC522),以供該無線射頻辨識標籤131定位用。在本實施例中,壓克力板116可再設有如QR code之二維條碼,以供觸覺回饋裝置13定位之用並可提高定位精準度。
於一實施例中,設於支架單元11上之無線射頻辨識讀取器115讀取到設於觸覺回饋裝置13中之無線射頻辨識標籤131時,無線射頻辨識讀取器115可透過微控制器單元(如Node MCU Ver0.1)而與電腦單元14無線連接,以輸出一辨識訊號至電腦單元14中的遊戲模組141來進行後續處理。
於一實施例中,電腦單元14可為具有微處理器之桌上型電腦、筆記型電腦、平板、伺服器或背包電腦(例如HP backpack PC),但本發明並不以此為限。另外,遊戲模組141為電腦單元14之微處理器所執行之軟體(software),例如可為操作系統(如windows、Linux等)、遊戲軟體、遊戲引擎(如unity)或程式碼編輯器(如C#),但本發明亦不以此為限。另外,遊戲模組141亦可呈現為一種軟體介面(software interface),用以提供使用者設計本發明之觸覺回饋平台所運行之遊戲軟體,例如可顯示觸覺回饋裝置13在遊戲中的3D模型、管理該3D模型與觸覺回饋裝置13之間的映射關係、根據無線射頻辨識讀取器115之辨識訊號來管理觸覺回饋裝置13是否已安裝到支架單元11上或是否已從支架單元11卸除等等。另外,遊戲模組141亦可根據辨識訊號來自動註冊該辨識訊號所對應之觸覺回饋裝置13。
於一實施例中,本發明之觸覺回饋平台1更包括手部偵測裝置(Leap Motion)16,用以偵測使用者站立於底座單元10上後之雙手位置,或是用以辨識使用者站立於底座單元10上後所作的手勢,而手部偵測裝置16可根據所偵測到的雙手位置或所辨識出的手勢,輸出一手部偵測訊號至電腦單元14。
再於一實施例中,如第4及5圖所示,本發明之觸覺回饋平台1更包括頭戴式顯示裝置17,用以供使用者穿戴於頭上以讓使用者觀看遊戲畫面171,其中,手部偵測訊號輸出至電腦單元14後,可由遊戲模組14根據該手部偵測訊號於遊戲畫面171中呈現所擬真之手部物件172(即3D模型)。另外,遊戲模組14更可將觸覺回饋裝置13所擬真之操作物件173(即3D模型)呈現在遊戲畫面171中。
請同時參閱第4及5圖,其為本發明之用於虛擬實境之觸覺回饋平台之操作示意圖。於第2及4圖中,手部偵測裝置16可持續偵測使用者之雙手位置或辨識使用者之手勢,並持續輸出手部偵測訊號至電腦單元14,故使用者於頭戴式顯示裝置17中的遊戲畫面171可即時看到對應使用者雙手之手部物件172的位置及動作。當使用者意圖以手去觸碰觸覺回饋裝置13時,使用者會根據遊戲畫面171中的手部物件172之位置來移動雙手,使遊戲畫面171中的手部物件172往操作物件173方向靠近。此時,遊戲模組141會依據操作物件173與其所註冊之觸覺回饋裝置13之間的角座標偏移量來計算出遊戲訊號。例如,第4圖即顯示觸覺回饋裝置13需向右旋轉90度才能到達使用者之雙手位置,故遊戲訊號可包括轉動方向訊號及轉動角度訊號。而遊戲訊號輸出至控制單元12時,控制單元12可驅動該驅動單元15來轉動支架單元11至使用者得以操作觸覺回饋裝置13之位置(例如轉動觸覺回饋裝置13至使用者正面)。之後,如第5圖所示,使用者在遊戲畫面171中可令手部物件172接觸到操作物件173,實際上使用者之雙手亦可直接接觸到觸覺回饋裝置13。
於一實施例中,控制單元12可使用微控制裝置(例如為Arduino Mega 2560)來控制觸覺回饋平台1,並搭配馬達驅動板(例如為 AQMS3615NS)來控制驅動單元15之馬力及方向。在本實施例中,係採用PID控制來控制馬達的旋轉(例如銳角為kp=10,ki=0.01,kd=0.2,而鈍角為kp=15,ki=0.01,kd=0.83),但本發明並不以此為限。另外,PWM(脈衝寬度調製Pulse Width Modulation)之占空比可為30,馬達最大速度可為500rpm,但本發明亦不以此為限。
如第1圖所示,於一實施例中,本發明之用於虛擬實境之觸覺回饋平台1更包括二角度偵測單元18,係設置於支架單元11之環形件114周圍。環形件114上設有環狀黑白條紋(寬0.7公分),而該二角度偵測單元18即透過此環狀黑白條紋來偵測出支架單元11之轉動角度。在本實施例中,角度偵測單元18可為紅外線感測器(如光感測器),且該二角度偵測單元18係彼此相位偏移一半而設置在支架單元11之周圍,並以計算黑白條紋之數量來得到支架單元11之轉動角度(該二角度偵測單元18作為計數器使用)。遊戲模組141可事先將計數器設為0,以定訂支架單元12及觸覺回饋裝置13之原點位置。例如,可根據環繞在環形件114周圍之黑白條紋之總數量來計算出一對黑白條紋所對應之角度,每當角度偵測單元18偵測到環形件114轉動超過一對黑白條紋之距離時,計數器就增加1,但本發明並不以此為限,亦可以其他方式來運用計數器。在本實施例中,角度偵測單元18的角分辨率為1度,但本發明亦可使用其他的高頻微控制器及編碼器來獲得更高的角分辨率,本發明並不以此為限。
在前述實施例中,電腦單元14與控制單元12之間的連接可為無線或有線,例如利用Zigbee、藍芽、Wi-Fi、4G、5G等無線技術,或是使用RJ-45網路線等有線技術,但本發明並不以此為限。
在前述實施例中,底座單元10為跑步機、一軸轉動機構、二軸轉動機構、三軸轉動機構或萬向轉動機構。所謂的一軸轉動機構,是指可作左右搖擺(Roll)、前後搖擺(Pitch)及旋轉(Yaw)中其中一種動作之機構。所謂的二軸轉動機構,是指可作左右搖擺(Roll)、前後搖擺(Pitch)及旋轉(Yaw)中其中二種動作之機構。所謂的三軸轉動機構,是指可作左右搖擺(Roll)、前後搖擺(Pitch)及旋轉(Yaw)等三種動作之機構。而萬向轉動機構,則是指使用萬向接頭而能轉向任何方向之機構。上述跑步機、一軸轉動機構、二軸轉動機構、三軸轉動機構或萬向轉動機構皆可輸出訊號至電腦單元,以搭配前述使用者操作觸覺回饋裝置13在進行遊戲時,有更好的遊戲體驗,例如使用者可一邊在跑步機上跑步,一邊操作觸覺回饋裝置13來進行遊戲等。
請參閱第6圖,其為本發明之用於虛擬實境之觸覺回饋平台之操作方法之流程示意圖。本發明之觸覺回饋平台之操作方法與前述觸覺回饋平台之技術內容相同處,將於此不再贅述。首先,本發明之用於虛擬實境之觸覺回饋平台之操作方法先提供一底座單元、支架單元、控制單元及至少一觸覺回饋裝置(步驟S11)。該底座單元供使用者站立於其上,該支架單元設置於該底座單元周圍,該控制單元用以驅動一驅動單元來旋轉該支架單元,且該觸覺回饋裝置設於該支架單元上。於一實施例中,該支架單元為鋁製之圓形、環形或方形支架,該驅動單元為步進馬達、伺服馬達、直流馬達、交流馬達或超音波馬達,該底座單元為跑步機、一軸轉動機構、二軸轉動機構、三軸轉動機構或萬向轉動機構,但本發明並不以此為限。
於一實施例中,觸覺回饋裝置係透過具有溝槽之至少二條狀件而設於該支架單元上,且觸覺回饋裝置中設有無線射頻辨識標籤,而該支架單元 上設有讀取該無線射頻辨識標籤之無線射頻辨識讀取器,當該無線射頻辨識讀取器讀取到該無線射頻辨識標籤時,該無線射頻辨識讀取器輸出一辨識訊號至該電腦單元之該遊戲模組以自動註冊該觸覺回饋裝置。
接著,提供包含一遊戲模組之電腦單元,該遊戲模組用以輸出一遊戲訊號至該控制單元(步驟S12)。
之後,提供一手部偵測裝置,用以偵測該使用者之雙手位置或辨識該使用者之手勢,以輸出手部偵測訊號至該電腦單元(步驟S13)。然後,提供一頭戴式顯示裝置,用以供該使用者觀看遊戲畫面,其中,該遊戲畫面包括由該手部偵測訊號所擬真之手部物件以及由該觸覺回饋裝置所擬真之操作物件(步驟S14)。
當使用者意圖以手去觸碰觸覺回饋裝置時,即當該手部物件欲接觸該操作物件時,該遊戲模組將該遊戲訊號輸出至該控制單元,以使該控制單元驅動該驅動單元來轉動該支架單元至特定位置,俾令該使用者得以操作該觸覺回饋裝置(步驟S15)。在本實施例中,遊戲訊號包括轉動方向訊號及轉動角度訊號,且該遊戲模組依據該操作物件與該觸覺回饋裝置之間的角座標偏移量來計算出該遊戲訊號。於一實施例中,可提供設置於支架單元之周圍的二角度偵測單元,該二角度偵測單元可透過該支架單元上環狀黑白條紋來偵測該支架單元之轉動角度。
藉由本發明之用於虛擬實境之觸覺回饋平台及其操作方法,使用者在虛擬實境中欲接觸觸覺回饋裝置時,若觸覺回饋裝置不在使用者可觸及之範圍內,本發明可令驅動單元旋轉支架單元至特定位置,來讓使用者得以操作觸覺回饋裝置,故本發明係提供僅有一個自由度(Degree of freedom,DoF)之 觸覺回饋平台之設計,除了可避免相較於現有多個自由度之機器人技術存在著路徑規劃和拾取問題之外,可降低際遇式觸覺回饋裝置之設計門檻,更提高使用者在虛擬實境中的真實感並增強物理觸覺體驗。
上述實施形態僅為例示性說明本發明之技術原理、特點及其功效,並非用以限制本發明之可實施範疇,任何熟習此技術之人士均可在不違背本發明之精神與範疇下,對上述實施形態進行修飾與改變。然任何運用本發明所教示內容而完成之等效修飾及改變,均仍應為下述之申請專利範圍所涵蓋。而本發明之權利保護範圍,應如下述之申請專利範圍所列。
1:觸覺回饋平台
10:底座單元
11:支架單元
111:人形大圈
112:條狀件
113:支撐件
114:環形件
115:無線射頻辨識讀取器
116:壓克力板
13:觸覺回饋裝置
131:無線射頻辨識標籤
15:驅動單元
18:角度偵測單元

Claims (10)

  1. 一種用於虛擬實境之觸覺回饋平台,包括:
    底座單元,供使用者位於其上;
    支架單元,設置於該底座單元周圍;
    控制單元,用以驅動一驅動單元位移該支架單元;
    至少一觸覺回饋裝置,設於該支架單元上;以及
    電腦單元,用以輸出一訊號至該控制單元,以使該控制單元驅動該驅動單元位移該支架單元至特定位置,俾令該使用者得以操作該觸覺回饋裝置。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之觸覺回饋平台,其中,該觸覺回饋裝置中設有無線射頻辨識標籤,且該支架單元上設有讀取該無線射頻辨識標籤之無線射頻辨識讀取器,俾於該無線射頻辨識讀取器讀取到該無線射頻辨識標籤時,令該無線射頻辨識讀取器輸出一辨識訊號至該電腦單元以自動註冊該觸覺回饋裝置,且其中,該訊號包括轉動方向訊號及轉動角度訊號。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之觸覺回饋平台,更包括手部偵測裝置及頭戴式顯示裝置,該手部偵測裝置用以偵測該使用者之雙手位置或辨識該使用者之手勢,以輸出手部偵測訊號至該電腦單元,該頭戴式顯示裝置用以供該使用者觀看畫面,其中,該畫面包括由該手部偵測訊號所擬真之手部物件以及由該觸覺回饋裝置所擬真之操作物件,且其中,當該手部物件欲接觸該操作物件時,該電腦單元依據該操作物件與其所註冊之該觸覺回饋裝置之間的角座標偏移量來計算出該訊號,並將該訊號輸出至該控制單元,以使該控制單元驅動該驅動單元位移該支架單元至該使用者得以操作該觸覺回饋裝置之該特定位置。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之觸覺回饋平台,其中,該支架單元為鋁製之圓形、環形或方形支架,其中,該驅動單元為步進馬達、伺服馬達、直流馬達、交流馬達或超音波馬達,且其中,該底座單元為跑步機、一軸轉動機構、二軸轉動機構、三軸轉動機構或萬向轉動機構。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之觸覺回饋平台,更包括二角度偵測單元,設置於該支架單元之周圍,以偵測該支架單元之轉動角度,且其中,該觸覺回饋裝置係透過具有溝槽之至少二條狀件而設於該支架單元上。
  6. 一種用於虛擬實境之觸覺回饋平台之操作方法,包括:
    提供一底座單元、支架單元、控制單元及至少一觸覺回饋裝置,其中,該底座單元供使用者位於其上,該支架單元設置於該底座單元周圍,該控制單元用以驅動一驅動單元位移該支架單元,且該觸覺回饋裝置設於該支架單元上;
    令一電腦單元輸出一訊號至該控制單元;
    藉一手部偵測裝置偵測該使用者之雙手位置或辨識該使用者之手勢,以輸出手部偵測訊號至該電腦單元;
    藉一頭戴式顯示裝置供該使用者觀看畫面,其中,該畫面包括由該手部偵測訊號所擬真之手部物件以及由該觸覺回饋裝置所擬真之操作物件;以及
    當該手部物件欲接觸該操作物件時,令該電腦單元將該訊號輸出至該控制單元,以使該控制單元驅動該驅動單元位移該支架單元至特定位置,俾供該使用者操作該觸覺回饋裝置。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之用於虛擬實境之觸覺回饋平台之操作方法,其中,該觸覺回饋裝置中設有無線射頻辨識標籤,而該支架單元上設有讀取該無線射頻辨識標籤之無線射頻辨識讀取器,俾於該無線射頻辨識讀取 器讀取到該無線射頻辨識標籤時,令該無線射頻辨識讀取器輸出一辨識訊號至該電腦單元以自動註冊該觸覺回饋裝置,且其中,該訊號包括轉動方向訊號及轉動角度訊號。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之用於虛擬實境之觸覺回饋平台之操作方法,其中,該電腦單位依據該操作物件與該觸覺回饋裝置之間的角座標偏移量來計算出該訊號。
  9. 如申請專利範圍第6項所述之用於虛擬實境之觸覺回饋平台之操作方法,其中,該支架單元為鋁製之圓形、環形或方形支架,其中,該驅動單元為步進馬達、伺服馬達、直流馬達、交流馬達或超音波馬達,且其中,該底座單元為跑步機、一軸轉動機構、二軸轉動機構、三軸轉動機構或萬向轉動機構。
  10. 如申請專利範圍第6項所述之用於虛擬實境之觸覺回饋平台之操作方法,更包括提供設置於該支架單元之周圍的二角度偵測單元,以偵測該支架單元之轉動角度,且其中,該觸覺回饋裝置係透過具有溝槽之至少二條狀件而設於該支架單元上。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11983321B1 (en) 2023-04-10 2024-05-14 Htc Corporation Hand-free haptic feedback system and method

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105264459A (zh) * 2012-09-27 2016-01-20 沉浸式触感有限公司 用于模拟外科手术的触觉增强和虚拟现实***
US20180050267A1 (en) * 2016-08-18 2018-02-22 Activision Publishing, Inc. Tactile feedback systems and methods for augmented reality and virtual reality systems
TWI672611B (zh) * 2018-07-23 2019-09-21 宏碁股份有限公司 使用仿生韌帶之觸覺回饋系統
US20190371069A1 (en) * 2018-05-29 2019-12-05 Exploring, Inc. System and method for haptic mapping of a configurable virtual reality environment

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105264459A (zh) * 2012-09-27 2016-01-20 沉浸式触感有限公司 用于模拟外科手术的触觉增强和虚拟现实***
US20180050267A1 (en) * 2016-08-18 2018-02-22 Activision Publishing, Inc. Tactile feedback systems and methods for augmented reality and virtual reality systems
US20190371069A1 (en) * 2018-05-29 2019-12-05 Exploring, Inc. System and method for haptic mapping of a configurable virtual reality environment
TWI672611B (zh) * 2018-07-23 2019-09-21 宏碁股份有限公司 使用仿生韌帶之觸覺回饋系統

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Lung-Pan Cheng, Eyal Ofek, Christian Holz, Hrvoje Benko and Andrew D. Wilson, "Sparse Haptic Proxy: Touch Feedback in Virtual Environments Using a General Prop," 2017 CHI Conference on Human Factors in Computing Systems, May 2017, pp. 3718–3728 http://www.lungpancheng.tw/data/SparseHapticProxy.pdf *

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