基于手指触碰检测的输入系统.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910270893.4 (22)申请日 2019.04.04 (71)申请人 北京理工大学 地址 100081 北京市海淀区中关村南大街5 号 申请人 南昌虚拟现实检测技术有限公司 南昌新世纪会展中心有限公司 (72)发明人 翁冬冬江海燕胡翔 (74)专利代理机构 北京理工大学专利中心 11120 代理人 高会允仇蕾安 (51)Int.Cl. G06F 3/01(2006.01) G06F 3/0354(2013.01) G06F 3/041(2006.01) (54)发明。

2、名称 一种基于手指触碰检测的输入系统 (57)摘要 本发明公开了一种基于手指触碰检测的输 入系统， 能够在进行有效的输入的同时， 又能保 证输入的精确性、 实时性和便捷性。 该输入系统 包括触碰检测模块、 触碰信息处理模块、 信号发 射模块以及中央处理模块。 触碰检测模块， 用于 检测用户手指的触碰位置， 依据触碰位置生成触 碰信息发送至触碰信息处理模块。 触碰信息处理 模块， 用于将触碰信息处理为数字信号之后， 将 数字信号形式的触碰信息通过信号发射模块发 送至中央处理模块。 中央处理模块， 用于对触碰 信息进行分析， 依据预先设定的触碰位置与输入 对象的对应关系计算输入结果。 中央处理模块。

3、， 还用于根据输入结果生成输入结果图像， 并将输 入结果图像渲染到显示设备中。 权利要求书1页 说明书3页 附图3页 CN 110209265 A 2019.09.06 CN 110209265 A 1.一种手指触碰检测的输入系统， 其特征在于， 包括触碰检测模块、 触碰信息处理模 块、 信号发射模块以及中央处理模块； 所述触碰检测模块， 用于检测用户手指的触碰位置， 依据所述触碰位置生成触碰信息 发送至所述触碰信息处理模块； 所述触碰信息处理模块， 用于将所述触碰信息处理为数字信号之后， 将数字信号形式 的触碰信息通过信号发射模块发送至所述中央处理模块； 所述中央处理模块， 用于对所述触碰信。

4、息进行分析， 依据预先设定的触碰位置与输入 对象的对应关系计算输入结果； 所述中央处理模块， 还用于根据所述输入结果生成输入结果图像， 并将所述输入结果 图像渲染到显示设备中。 2.如权利要求1所述的系统， 其特征在于， 所述触碰检测模块包括设定数量的触碰检测 装置， 触碰检测装置的数量依据输入对象的数量进行设定； 触碰检测装置设置于所述指定指尖触碰范围内的区域； 所述触碰装置在被所述指定指 尖触碰后发出触碰信息。 3.如权利要求2所述的系统， 其特征在于， 所述触碰检测装置为压力传感器或者导电材 料或者其他能检测碰撞的材料。 4.如权利要求13任一所述的系统， 其特征在于， 所述输入对象为输。

5、入字符， 则所述预 先设定的触碰位置与输入对象的对应关系为： 一个或多个触碰位置的组合对应一个输入字符。 5.如权利要求4所述的系统， 其特征在于， 所述输入字符为键盘上的所有字符； 将所有的输入字符分区， 所述预先设定的触碰位置与输入字符的对应关系为两个前后 连续的触碰位置组合对应一个输入字符， 具体包括： 前触碰位置与每一分区的对应关系、 后 触碰位置与前触碰位置对应分区中输入字符的对应关系。 6.如权利要求1、 2、 3或5所述的系统， 其特征在于， 所述显示设备为头戴式显示器HMD或 者虚拟现实设备。 权利要求书 1/1 页 2 CN 110209265 A 2 一种基于手指触碰检测的。

6、输入系统 技术领域 0001 本发明涉及虚拟现实技术领域， 具体涉及一种基于手指触碰检测的输入系统。 背景技术 0002 目前， 在虚拟现实中， 用户在移动场景中不能使用键盘鼠标等外围设备， 不能进行 有效的文字输入， 一般使用手柄选择字符等方式来进行输入， 但是该方法输入效率较低。 同 时， 在虚拟增强现实环境中， 目前一般使用手柄或者手势进行物体选取， 但速度较慢， 手势 操作准确性较低， 长时间的操作用户也会感觉疲惫， 舒适度较低， 且该方法对环境光照具有 较高要求。 0003 目前已有的能够进行有效的文字输入的虚拟现实技术主要有两种： 0004 一种是基于手势识别的输入方法及系统。 该。

7、系统基于手部运动轨迹生成手势信 息， 根据手势信息生成手部模型， 手部模型设置有手部碰撞体。 同时， 键盘模型的各按键分 别设置有按键碰撞体。 通过监测各按键碰撞体是否与手部碰撞体发生碰撞来进行字符输 入。 例如在申请号为201611052589.5的专利中记载的基于手势识别的输入方法及输入系 统。 然而这种基于手势识别的输入方法及系统， 手势信息获取具有误差， 精确度较低， 是用 户不能快速准确的选取按键； 同时生成手部模型， 碰撞检测都会造成延迟， 降低用户使用舒 适度。 0005 另一种是使用手持控制器用于虚拟现实的文本输入(记载于PizzaText:Text Entry for Vir。

8、tual Reality Systems Using Dual Thumbsticks)， 并将26个字符进行圆 盘排布， 将一个圆分成7片， 每个片包含4个字符。 用户使用右拇指操纵杆来遍历切片， 使用 左拇指操纵杆来选择字母， 来进行文本输入。 但是该方式需要使用手持控制器作为输入装 置， 同时用户必须使用双手来进行操作而不能同时进行其他操作。 0006 考虑上述技术方案， 在当前的虚拟现实技术中， 要进行有效的文字输入的同时， 又 能保证输入的精确性、 实时性和便捷性， 是目前亟待解决的问题。 发明内容 0007 有鉴于此， 本发明提供了一种基于手指触碰检测的输入系统， 能够在进行有效的。

9、 输入的同时， 又能保证输入的精确性、 实时性和便捷性。 0008 为达到上述目的， 本发明的技术方案为： 该输入系统包括触碰检测模块、 触碰信息 处理模块、 信号发射模块以及中央处理模块。 0009 触碰检测模块， 用于检测用户手指的触碰位置， 依据触碰位置生成触碰信息发送 至触碰信息处理模块。 0010 触碰信息处理模块， 用于将触碰信息处理为数字信号之后， 将数字信号形式的触 碰信息通过信号发射模块发送至中央处理模块。 0011 中央处理模块， 用于对触碰信息进行分析， 依据预先设定的触碰位置与输入对象 的对应关系计算输入结果。 说明书 1/3 页 3 CN 110209265 A 3 。

10、0012 中央处理模块， 还用于根据输入结果生成输入结果图像， 并将输入结果图像渲染 到显示设备中。 0013 进一步地， 触碰检测模块包括设定数量的触碰检测装置， 触碰检测装置的数量依 据输入对象的数量进行设定。 0014 触碰检测装置设置于指定指尖触碰范围内的区域； 触碰装置在被指定指尖触碰后 发出触碰信息。 0015 进一步地， 触碰检测装置为压力传感器或者导电材料或者其他检测触碰的材料。 0016 进一步地， 输入对象为输入字符， 则预先设定的触碰位置与输入对象的对应关系 为： 0017 一个或多个触碰位置的组合对应一个输入字符。 0018 进一步地， 输入字符为键盘上的所有字符。 0。

11、019 将所有的输入字符分区， 预先设定的触碰位置与输入字符的对应关系为两个前后 连续的触碰位置组合对应一个输入字符， 具体包括： 前触碰位置与每一分区的对应关系、 后 触碰位置与前触碰信位置息对应分区中输入字符的对应关系。 0020 进一步地， 显示设备为头戴式显示器HMD或者虚拟现实设备。 0021 有益效果： 0022 本系统是一种基于手指触碰检测的输入系统， 用于虚拟现实以及增强现实的输 入， 该系统通过在用户手指指尖以及手指指尖所能触碰的范围内增加传感装置， 可以触发 用户选择， 特殊的用于触发文字字符的选择或者触发用户选择虚拟物体， 能够实现有效的 输入。 同事手指快速准确位置移动。

12、以及力反馈提高用户输入准确性、 速度以及舒适度， 释放 用户双手， 无需携带特殊物理装置， 单手操作时用户可以同时使用其他设备， 比如手柄， 此 外， 传感装置信号对环境没有依赖， 提高环境稳定性。 附图说明 0023 图1为本发明实施例所提供的基于手指触碰检测的输入系统组成原理框图； 0024 图2为本发明实施例中触碰检测装置的安装实例示意图； 0025 图3为本发明实施例中当将输入系统用于文字输入时， 前触碰信息对应的输入字 符分区原理图； 0026 图4为本发明实施例中当输入对象为虚拟对象时， 每个触碰检测装置分别对应一 个虚拟对象的示意图； 0027 图5为本发明实施例中当输入系统用于。

13、输入文字时， 第二次触碰产生的后触碰信 息则从前触碰信息选中的字符分区中选择特定字符的示意图。 具体实施方式 0028 下面结合附图并举实施例， 对本发明进行详细描述。 0029 本发明提供了一种手指触碰检测的输入系统， 其组成如图1所示， 包括触碰检测模 块、 触碰信息处理模块、 信号发射模块以及中央处理模块。 0030 触碰检测模块， 用于检测用户手指的触碰位置， 依据触碰位置生成触碰信息发送 至触碰信息处理模块。 本发明实施例中， 指定指尖可以是任意手指的指尖， 例如在实际应用 说明书 2/3 页 4 CN 110209265 A 4 中， 可以设定指定指尖为拇指指尖， 其活动灵活、 触。

14、碰范围大。 指定指尖数量可以是一个或 多个。 用户手指每次仅能触碰一个位置， 每个触碰位置对应的触碰信息不同。 0031 触碰检测模块可以采用触碰检测装置进行触碰检测， 即触碰检测模块可以包括设 定数量的触碰检测装置， 触碰检测装置的数量依据输入对象的数量进行设定； 触碰检测装 置设置于指定指尖触碰范围内的区域， 如图2所示； 触碰装置在被指定指尖触碰后发出触碰 信息。 其中触碰检测装置可以使用多种材料， 达到触碰检测的目的， 比如， 可以使用压力传 感器、 导电材料等， 但不限于此， 还可以是其他能检测触碰的材料。 0032 触碰信息处理模块， 用于将触碰信息处理为数字信号之后， 将数字信号。

15、形式的触 碰信息通过信号发射模块发送至中央处理模块； 触碰信息处理模块可使用单片机直接对触 碰检测到的压力、 电流等信号(根据触碰检测装置有所差异) 进行处理， 处理成数字信号数 据； 也可以直接将触碰检测装置检测到的各种信号作为触碰信息。 信号发射装置可以选择 不同的方式进行传输， 可以选择无线装置或者有线装置。 0033 中央处理模块， 又包括选择触发子模块和显示子模块； 选择触发子模块用于对触 碰信息进行分析， 依据预先设定的触碰位置与输入对象的对应关系计算输入结果。 显示子 模块用于根据输入结果生成输入结果图像， 并将输入结果图像渲染到显示设备中。 0034 本发明实施例中， 显示设备。

16、为头戴式显示器HMD或者虚拟现实设备； 中央处理模块 即为计算机。 0035 本发明所提供的手指触碰检测的输入系统， 其中的输入对象可以是虚拟对象， 也 可以是输入字符， 当输入对象为输入字符时， 则可以通过该输入系统进行文字输入。 0036 若输入对象为输入字符， 则预先设定的触碰位置与输入对象的对应关系为： 一个 或多个触碰信息的组合对应一个输入字符。 0037 输入字符为键盘上的所有字符。 0038 将所有的输入字符分区， 预先设定的触碰位置与输入字符的对应关系为两个前后 连续的触碰位置组合对应一个输入字符， 具体包括： 前触碰位置与每一分区的对应关系、 后 触碰位置与前触碰位置对应分区。

17、中输入字符的对应关系。 0039 即， 当使用该输入系统进行文字输入时， 用户需要进行两次触碰进行文字的选择， 第一次触碰产生的前触碰信息选择含有一定数量的字符分区， 如图3 所示， 第二次触碰产 生的后触碰信息则从前触碰信息选中的字符分区中选择特定字符， 如图5所示， 同时用户可 以使用单手共触碰两次或者双手各触碰一次来进行字符选择。 0040 同样地， 还可以设定三个或者更多触碰位置的组合对应一个输入字符。 0041 若输入对象为虚拟对象， 如图4所示， 设置每个触碰检测装置分别对应一个虚拟对 象。 0042 综上所述， 以上仅为本发明的较佳实施例而已， 并非用于限定本发明的保护范围。 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。 说明书 3/3 页 5 CN 110209265 A 5 图1 图2 说明书附图 1/3 页 6 CN 110209265 A 6 图3 图4 说明书附图 2/3 页 7 CN 110209265 A 7 图5 说明书附图 3/3 页 8 CN 110209265 A 8 。