【发明授权】用于虚拟现实交互的运动装置及虚拟现实系统_京东方科技集团股份有限公司;北京京东方显示技术有限公司_201910688659.3 

申请/专利权人:京东方科技集团股份有限公司;北京京东方显示技术有限公司

申请日:2019-07-29

发明/设计人:王晶;李鹏

公开(公告)日:2021-04-09

代理机构:北京清亦华知识产权代理事务所(普通合伙)

公开(公告)号:CN110393890B

代理人:王艳斌

主分类号:A63B22/02(20060101)

地址:100015 北京市朝阳区酒仙桥路10号

分类号:A63B22/02(20060101);A63B71/06(20060101)

优先权:

专利状态码:有效-授权

法律状态:2021.04.09#授权;2019.11.26#实质审查的生效;2019.11.01#公开

摘要:本申请提出一种用于虚拟现实交互的运动装置及虚拟现实系统,其中,用于虚拟现实交互的运动装置包括万向跑带和支撑万向跑带的内核,其中,万向跑带包括多个跑带单元和位于每个跑带单元之下的卡槽,多个跑带单元的卡槽之间通过弹性片相连,内核和万向跑带之间的接触面具有多个凹槽,多个凹槽之中分别设置有多个滚珠。实现了用户在运动装置上的万向运动体验,且该运动装置结构简单,实际可操作性强,改善了用户体验。

主权项:1.一种用于虚拟现实交互的运动装置,其特征在于,包括:万向跑带,其中,所述万向跑带包括多个跑带单元和位于所述每个跑带单元之下的卡槽,所述多个跑带单元的卡槽之间通过弹性片相连;支撑所述万向跑带的内核,其中,所述内核和所述万向跑带之间的接触面具有多个凹槽,所述多个凹槽之中分别设置有多个滚珠。

全文数据:用于虚拟现实交互的运动装置及虚拟现实系统技术领域本申请涉及虚拟现实领域,特别涉及一种用于虚拟现实交互的运动装置及虚拟现实系统。背景技术虚拟现实技术是一种能够创建和体验虚拟世界的计算机仿真技术,通过与计算机生成一种交互式的三维动态视景,使用户沉浸到虚拟的环境中,实现听觉与触觉的双重体验。目前,虚拟现实运动装置通过用户下肢的运动实现虚拟与现实的交互时,由于用户下肢的运动范围受限,因此这种实现虚拟与现实交互的方式对于用户来说体验很差。中国专利CN101288798A发明了一种通过万向轮来实现万向运动体验的装置,但该装置的结构非常复杂,实际可操作性差。发明内容本申请实施例提出一种用于虚拟现实交互的运动装置及虚拟现实系统,用于解决相关技术中的虚拟现实运动装置,由于用户下肢的运动范围受限,因此用户体验差,且能够实现万向运动体验的装置结构复杂、实际可操作性差的技术问题。为此,本申请第一方面实施例提出一种用于虚拟现实交互的运动装置,包括万向跑带,其中,所述万向跑带包括多个跑带单元和位于所述每个跑带单元之下的卡槽,所述多个跑带单元的卡槽之间通过弹性片相连;支撑所述万向跑带的内核,其中,所述内核和所述万向跑带之间的接触面具有多个凹槽,所述多个凹槽之中分别设置有多个滚珠。作为本发明第一方面的第一种可能的实现方式,所述用于虚拟现实交互的运动装置,还包括:承载所述万向跑带和所述内核的边框,其中,所述边框和所述万向跑带之间具有多个滚珠。作为本发明第一方面的第二种可能的实现方式,所述跑带单元为六边形。作为本发明第一方面的第三种可能的实现方式,所述万向跑带包括相邻的第一跑带单元和第二跑带单元,所述第一跑带单元具有第一卡边和第一卡槽,所述第一卡槽具有第一滑轨,第二跑带单元具有第二卡边和第二卡槽,所述第二卡槽具有第二滑轨,所述弹性片具有第一T形端和第二T形端,所述第一T形端在所述第一滑轨内滑动,滑动到所述第一卡边处停止,所述第二T形端在所述第二滑轨内滑动,滑动到所述第二卡边处停止。作为本发明第一方面的第四种可能的实现方式,所述用于虚拟现实交互的运动装置,还包括:设置在所述边框之上的毛刷。作为本发明第一方面的第五种可能的实现方式,所述用于虚拟现实交互的运动装置,还包括:设置在所述每个跑带单元之下的压力传感器。作为本发明第一方面的第六种可能的实现方式,所述用于虚拟现实交互的运动装置,还包括:设置在所述边框之中的油管;与所述油管相连的刷油装置,用于向所述凹槽刷油。作为本发明第一方面的第七种可能的实现方式,所述用于虚拟现实交互的运动装置,还包括:处理器;所述处理器,用于根据所述万向跑带上的运动区域中传感器的分布情况,建立二维坐标系,并根据所述二维坐标系及虚拟场景,创建三维实时坐标系统。作为本发明第一方面的第八种可能的实现方式,所述处理器还用于:根据用户在所述万向跑带上的初始重心坐标及虚拟场景,初始化所述三维实时坐标系统,其中,所述三维实时坐标系统包括实际坐标与场景坐标的对应关系;根据用户的运动,对所述对应关系进行更新。作为本发明第一方面的第九种可能的实现方式,所述处理器还用于:在用户行走时,根据用户双脚的重心坐标对应的压力传感器接收的压力变化情况,确定所述用户双脚的起点和落点的实际坐标;根据所述用户双脚的起点和落点的实际坐标及所述实际坐标与场景坐标的对应关系,确定所述用户在虚拟场景中的行走距离;根据所述起点和落点之间的时间间隔和所述行走距离,确定所述用户在虚拟场景中的行走速度。作为本发明第一方面的第十种可能的实现方式,所述处理器还用于:在用户跳跃时,根据用户双脚的重心坐标对应的压力传感器接收的压力变化情况和所述用户的体重,确定初始加速度;根据所述用户相邻两次落地的时间间隔及所述初始加速度,确定用户的跳跃高度;根据用户双脚离地前的重心坐标和落地后的重心坐标,确定用户的水平位移。作为本发明第一方面的第十一种可能的实现方式,所述处理器,还用于:根据误差调整参数,对所述行走距离或所述水平位移进行调整。本申请实施例提供的用于虚拟现实交互的运动装置,通过利用卡槽和弹性带将多个跑带单元相连组成万向跑带,并用内核支撑万向跑带,且内核和万向跑带之间的接触面中的多个凹槽中分别设置多个滚珠,实现了用户在运动装置上的万向运动体验,且该运动装置结构简单,实际可操作性强,改善了用户体验。本申请第二方面实施例提出一种虚拟现实系统,包括虚拟现实装置及如第一方面实施例所述的用于虚拟现实交互的运动装置。作为本发明第二方面的第一种可能的实现方式,所述用于虚拟现实交互的运动装置,用于通过万向跑带感知用户的运动,并生成运动数据,以及将所述用户的运动数据发送至所述虚拟现实装置;所述虚拟现实装置,用于显示虚拟场景图像,并根据所述用于虚拟现实交互的运动装置发送的用户的运动数据,对所述虚拟场景图像进行调整。作为本发明第二方面的第二种可能的实现方式,所述运动数据,包括所述用户在虚拟场景中的行走距离、行走速度、行走方向、跳跃高度、初始加速度、水平位移中的至少一个。本申请实施例提供的虚拟现实系统,包括虚拟现实装置及用于虚拟现实交互的运动装置,通过虚拟现实装置与用于虚拟现实交互的运动装置的交互,实现了用户在用于虚拟现实交互的运动装置上运动时,虚拟现实装置中同步显示虚拟场景图像,从而实现了虚拟与现实的交互。本申请附加的方面和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,或通过本申请的实践了解到。附图说明本申请上述的和或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:图1为本申请一个实施例的用于虚拟现实交互的运动装置的剖面结构示意图;图2为本申请一个实施例的用于虚拟现实交互的运动装置的俯视结构示意图;图3为本申请一个实施例的内核凹槽及滚珠的结构及排列示意图;图4为本申请一个实施例的跑带单元处于收缩状态和拉伸状态的仰视示意图;图5为本申请一个实施例的跑带单元处于收缩状态和拉伸状态时卡槽及弹性片的仰视示意图;图6为本申请一个实施例的三个相邻跑带单元处于收缩状态和拉伸状态时的俯视示意图;图7为本申请一个实施例的三个相邻跑带单元处于收缩状态和拉伸状态时的仰视示意图;图8为本申请一个实施例的二维坐标系的示意图;图9为本申请一个实施例三维实时坐标系统的示意图;图10为本申请一个实施例的通过三角近似算法计算重心坐标的示例图;图11为本申请一个实施例的用户跳跃高度与水平位移关系的示意图。具体实施方式下面详细描述本申请的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本申请,而不能理解为对本申请的限制。可以理解的是,目前的虚拟现实运动装置通过用户下肢的运动实现虚拟与现实的交互时,由于用户下肢的运动范围受限,因此这种实现虚拟与现实交互的方式的用户体验很差,而相关技术中的通过万向轮来实现万向运动体验的装置,结构非常复杂,实际可操作性差。本申请针对上述问题,提出一种用于虚拟现实交互的运动装置,以下简称运动装置,该运动装置由万向跑带和支撑万向跑带的内核组成,其中,万向跑带包括多个跑带单元和位于每个跑带单元之下的卡槽,多个跑带单元的卡槽之间通过弹性片相连,内核和万向跑带之间的接触面具有多个凹槽,多个凹槽之中分别设置有多个滚珠。由此,实现了用户在运动装置上的万向运动,且该运动装置结构简单,实际可操作性强,改善了用户体验。下面参考附图描述本申请实施例的用于虚拟现实交互的运动装置及虚拟现实系统。首先结合图1-7,描述本申请实施例提供的用于虚拟现实交互的运动装置的结构。图1为本申请一个实施例的用于虚拟现实交互的运动装置的剖面结构示意图。图2为本申请一个实施例的用于虚拟现实交互的运动装置的俯视结构示意图。图3为本申请一个实施例的内核凹槽及滚珠的结构及排列示意图。图4为本申请一个实施例的跑带单元的收缩状态和拉伸状态的仰视图。如图1-4所示,本申请的用于虚拟现实交互的运动装置可以包括:万向跑带1和支撑万向跑带的内核2。其中,万向跑带1包括多个跑带单元11和位于每个跑带单元11之下的卡槽12,多个跑带单元11的卡槽12之间通过弹性片13相连;内核2和万向跑带1之间的接触面具有多个凹槽31,多个凹槽31之中分别设置有多个滚珠32。具体的,如图2所示,万向跑带1的俯视形状可以为圆形。另外,跑带单元11可以利用超轻金属材质或其它超轻不易磨损的材质制成,跑带单元11可以为六边形,也可以为正方形、圆形等其它任意形状,本申请对此不作限制。在示例性实施例中,跑带单元11为六边形时,六边形的边长可以根据需要任意设置。比如,可以根据万向跑带1的实际尺寸,设置跑带单元11的边长小于等于1厘米cm。需要说明的是,在实际应用中,跑带单元11为六边形时的边长不宜大于2cm。另外,跑带单元11的上表面可以为锯齿状结构,从而当用户在万向跑带1上运动时,能够增加万向跑带1与用户双脚的摩擦力,以防用户滑倒。跑带单元11的下表面可以为光面,且涂有润滑油,从而与内核2表面的滚珠32相接触时,能够减少跑带1与内核2间的摩擦力。在示例性实施例中,内核2的上下表面可以为平面,从而更加符合用户在陆地上运动的情景。另外,内核2可以为椭球状的坚硬固体,其材质不限,只需具有超强硬度且除去凹槽31部分的表面光滑,粗糙度小于等于5微米um即可。如图3所示,多个凹槽31可以呈正边三角形顶点排布,滚珠32可以为金属材质,滚珠32与凹槽31之间可以涂抹润滑油33。内核2表面的凹槽31尺寸、凹槽31之间的间距尺寸等可以根据需要设置。比如,在本申请实施例中,可以设置凹槽31的直径小于0.5cm,相邻两个凹槽31间距小于或等于0.25cm,从而保证在任何情况下,每个跑带单元11均有两颗滚珠32支撑,以保证跑带单元11的边缘不被滚珠32卡住。在本申请实施例中,凹槽31可以为内嵌式凹槽,即凹槽31为五分之四的球体,并设置凹槽31中的滚珠32直径尺寸小于0.4cm,凹槽31与滚珠32一步成型,使滚珠32内嵌于凹槽31中间,保持滚珠32与凹槽31无明显的相对位移,只在凹槽31内完成自转运动。万向跑带1通过内核2表面的滚珠32产生滚动摩擦,并通过润滑油33辅助,从而降低万向跑带1与内核2间的摩擦力。在示例性实施例中,弹性片13可以由可实现形变并快速回弹的金属制成。如图4所示,每个跑带单元11之下均设置有卡槽12,每个卡槽12分别与跑带单元11每条边垂直,卡槽12内部安装弹性片13。相邻两个跑带单元11共用一根弹性片13,弹性片13的长度可以小于跑带单元11两个对边之间的距离。进一步的,如图5-7所示,假设第一跑带单元110和第二跑带单元111为万向跑带1中相邻的两个跑带单元,第一跑带单元110具有第一卡边140和第一卡槽120,第一卡槽120具有第一滑轨150,第二跑带单元111具有第二卡边141和第二卡槽121,第二卡槽121具有第二滑轨151,弹性片13具有第一T形端130和第二T形端131,第一T形端130可以在第一滑轨150内滑动,滑动到第一卡边140处停止,第二T形端131可以在第二滑轨151内滑动,滑动到第二卡边141处停止。具体的,第一卡边140设置在第一卡槽120底部,第二卡边141设置在第二卡槽121底部,弹性片13的两侧分别为T型设计,从而使万向跑带1在处于拉伸状态时,弹性片13不会因为拉力过大而脱离卡槽。进一步的,如图1所示,运动装置还可以包括承载万向跑带1和内核2的边框4。其中,边框4和万向跑带1之间设置有多个滚珠5。其中,滚珠5的尺寸可以不同。如图1所示,大小不同的滚珠5被固定在边框2与万向跑带1中间,可随万向跑带1的移动而转动,从而辅助万向跑带1在内核2表面的移动。边框4与滚珠5共同作用,支撑万向跑带1和内核2。可以理解的是,如图5-7所示,正常状态下,万向跑带1的跑带单元11在上下水平面上呈现收紧的状态,跑带单元11之间无间隙。万向跑带1通过用户的鞋底的摩擦移动,当跑带单元11移动到边框4附近时,随内核2形状的变化,跑带单元11之间的弹性片13被拉开以辅助万向跑带1的形变,从而可以减少对万向跑带1的伤害。内核2与边框4临近的边缘可以为弧面,从而可以防止跑带单元11和弹性片13的磨损。另外,边框4可以设置为高于万向跑带1上表面,从而可以提醒用户万向跑带1边缘所在的位置,防止用户跌落。进一步的,如图1所示,运动装置还可以包括设置在边框4之上的毛刷41。毛刷41被安装在上端边框4与万向跑带1的缝隙处,从而可以防止异物进入万向跑带1与边框2的缝隙内,对运动装置产生破坏。进一步的,边框4之中还可以设计有油管,及与油管相连的刷油装置,从而可通过跑带单元11被拉伸开时的缝隙,向内核2表面的凹槽31中补充润滑油。进一步的,在本申请实施例中,每个跑带单元11之下,还可以设置压力传感器,从而在用户在运动装置上运动时,能够感应用户脚部的压力,从而根据用户的落脚点速度、距离和方向等判断用户在虚拟场景中的位置和行进方向,实现更好的现实与虚拟的交互。下面结合图8-11,对用于虚拟现实交互的运动装置如何实现虚拟与现实交互的过程及原理进行说明。具体的,运动装置可以包括处理器,从而通过处理器进行数据处理,实现虚拟与现实的交互。可以理解的是,万向跑带1的每个跑带单元11之下均包括一个压力传感器,从而可以形成一个传感器阵列。在本申请实施例中,可以根据万向跑带1上的运动区域中传感器的分布情况,建立二维坐标系,并根据二维坐标系及虚拟场景,创建三维实时坐标系统。具体的,如图8所示,处理器在运动装置开机后,可以根据万向跑带1上运动区域中传感器的分布情况,将离运动区域中心最近的传感器,标记为x0,y0,然后以x0,y0为中心点,按照图8所示的坐标方向,自动分配整个万向跑带1表面所有传感器对应的二维坐标值x,y,以建立二维坐标系。由于万向跑带1的表面是完全封闭的,从而通过坐标系的曲面延伸,可以实现所有的传感器对应的坐标值均位于二维坐标系的第一象限。在本申请实施例中,假设沿单一轴向分布的传感器数量分别为m和n,则二维坐标系中x轴向坐标依次可以为x0,y0…xm-1,y0,y轴向坐标依次可以为x0,y0…x0,yn-1。通过这种方式,可以得到二维坐标系中的初始坐标值。进一步的,可以理解的是,在虚拟场景中,可能会出现一些无法直接走过去的地形,例如房子、山丘、断崖等,因此根据虚拟场景的不断变化,以及运动区域与虚拟场景的对应关系,每个传感器在二维坐标系的基础上需要增加一个三维坐标参数z,这个参数与二维坐标系中的二维坐标的组合可以根据虚拟场景中地形的变化而实时变化,从而构成每个二维坐标点的三维坐标值x,y,z,如图9所示。具体实现时,当用户双脚站到万向跑带1的运动区域上后,会在运动区域产生如图10所示的压力传感器分布区域,在本申请实施例中,当用户站到运动区域上后,可以根据用户在万向跑带1上的初始重心坐标及虚拟场景,初始化三维实时坐标系统。其中,三维实时坐标系统包括实际坐标即万向跑带1上的各传感器对应的坐标,其包括x、y、z三个方向与场景坐标即虚拟场景中的坐标,其包括x、y、z三个方向的对应关系,在本申请实施例中,对三维实时坐标系统的初始化,具体为对三维实时坐标系统中实际坐标与场景坐标的对应关系进行初始化。在示例性实施例中,可以通过以下方式确定用户在万向跑带1上的初始重心坐标。首先,可以按照图10所示的方式,将用户双脚所在区域中各压力传感器相连,以将该区域划分为多个三角形。假设某三角形A的3个顶点坐标分别为x1,y1、x2,y2、x3,y3,则可以按照下面的公式1和2,确定该三角形A的重心坐标Gg1Xg1,Yg1。Xg1=x1+x2+x331Yg1=y1+y2+y332然后按照公式3,确定该三角形A的面积。S1=x2–x1*y3–y1–x3–x1*y2–y123然后对用户双脚所在区域中每个三角形均利用上述方式,计算其重心坐标及面积,最后根据上述计算结果,分别计算双脚的初始重心坐标。具体的,假设用户左脚所在区域可以划分为m个三角形,则可以按照公式4,计算左脚的初始重心坐标GgXg,Yg。其中,Xi为第i个三角形的x轴向坐标值,Yi为第i个三角形的y轴向坐标值,Si为第i个三角形的面积。需要说明的是,用户右脚的初始重心坐标的计算方式与左脚的初始重心的坐标方式相同,此处不再赘述。另外,在实际应用中,通过上述方式确定用户在万向跑带上的初始重心坐标时,可能会如图10所示,出现部分三角形有一个或两个顶点不在脚部所在区域内的情况。为了提高确定的重心坐标的准确性,在本申请实施例中,可以将有一个或两个顶点不在脚部所在区域内的三角形舍弃,只根据三个顶点均在脚部所在区域内的三角形,计算初始重心坐标。由此,即可通过上述三角近似算法,确定用户在万向跑带1上的初始重心坐标,进而根据初始重心坐标,设置三维实时坐标系统中实际坐标与场景坐标的对应关系。比如,假设用户在万向跑带1上的初始重心坐标为Xg,Yg,虚拟场景中的平地上的一块区域B的场景坐标为Xt,Yt,则可以设置该坐标Xg,Yg对应场景坐标Xt,Yt,从而使用户在虚拟场景中站在平地的区域B上。可以理解的是,由于万向跑带1上实际的传感器数量远多于图10所示情况,因此通过上述方式计算出的用户双脚所在区域的面积及用户的初始重心坐标与真实值接近,从而能够满足重心精度要求。进一步的,通过上述方式,初始化三维实时坐标系统后,即可在用户运动时,根据用户在万向跑带1上的运动,判断用户在虚拟场景中的位置和行进方向等,并根据用户的运动,对三维实时坐标系统中实际坐标与场景坐标的对应关系进行更新。具体的,可以根据用户双脚的重心坐标对应的压力传感器接收到的压力变化情况,确定用户的运动状态,比如用户是在行走,或者跳跃等,进而确定用户在不同运动状态下在虚拟场景中的位置和行进方向等。其中,用户运动过程中双脚的重心坐标可以根据上述三角近似算法确定,此处不再赘述。在示例性实施例中,若根据用户双脚的重心坐标对应的压力传感器接收到的压力变化情况,确定用户是先抬左脚或者右脚,再落左脚或右脚,则可以确定用户正在行走,从而可以根据用户双脚的重心坐标对应的压力传感器接收到的压力变化情况,确定用户双脚的起点和落点的实际坐标,并根据用户双脚的起点和落点的实际坐标及实际坐标与场景坐标的对应关系,确定用户在虚拟场景中的行走方向及行走距离,并根据行走距离及每一步的起点和落点之间的时间间隔,确定用户在虚拟场景中的行走速度。在示例性实施例中,若确定用户双脚的重心坐标对应的压力传感器接收到的压力突然同时消失,则可以确定用户正在跳跃。若用户跳跃时,用户双脚的重心坐标对应的虚拟场景中的场景坐标处存在超出水平高度的障碍物障碍物对应的实际坐标的Z值大于0,用户可能是采用跳跃方式跳过或跳上障碍物,此时处理器需要判断用户跳起的高度和水平位移是否满足要求,以判断用户是否能够在虚拟场景中越过障碍物。具体的,处理器可以在用户站到万向跑带1上时,根据用户双脚的重心坐标对应的压力传感器接收到的压力值,确定用户的质量即体重,从而在确定用户跳跃时,可以根据用户双脚的重心坐标对应的压力传感器接收的压力变化情况,确定压力传感器接收到的最大压力值F,并根据用户的体重m及最大压力值F,按照公式6,计算用户的初始加速度a。F=ma6然后根据用户相邻两次落地的时间间隔t及初始加速度a,按照公式7计算用户的跳跃高度H。并根据用户双脚离地前的左脚重心坐标G1Xg1,Yg1、右脚重心坐标G2Xg2,Yg2和落地后的左脚重心坐标G1’Xg’1,Yg’1和右脚重心坐标G2’Xg’2,Yg’2,按照公式8确定用户的水平位移L,即用户的跳跃距离。需要说明的是,上述确定的用户的跳跃高度及水平位移,为用户在万向跑带1上的实际跳跃高度及水平位移。在本申请实施例中,确定用户的实际跳跃高度及水平位移后,可以根据实际坐标与场景坐标的对应关系,确定用户在虚拟场景中的跳跃高度及水平位移,然后判断跳跃高度及水平位移是否大于虚拟场景中障碍物的高度及平面尺寸,若否,则可以确定用户没有跳过障碍物,则可以将虚拟场景中的水平位移归零,并将场景坐标与实际坐标的对应关系进行更新。在示例性实施例中,若用户跳跃时,用户双脚的重心坐标对应的虚拟场景中的场景坐标处存在低于水平高度的障碍物障碍物对应的实际坐标的Z值小于0,即虚拟场景中用户面前可能是河流或沟壑,用户可能是采用跳跃方式跳过障碍物,此时处理器需要判断用户跳起的水平位移是否满足要求,以判断用户是否能够在虚拟场景中越过障碍物。具体的,若用户双脚落地时的重心坐标对应的场景坐标的Z值大于或等于0,且虚拟场景中用户面前不存在高度超过一定阈值的陡坡,则可以确定用户越过了障碍物,否则,可以确定用户没有越过障碍物。可以理解的是,当虚拟场景中,用户面前存在高度超过一定阈值的障碍物时,用户没有跨过障碍物,但是用户继续在万向跑带1上行进时,用户双脚的重心坐标对应的实际坐标会继续变化,但用户在虚拟场景中的位置不会改变,此时,可以将用户在当前场景中的x和y轴向的场景坐标值实时赋予用户脚下不断变化的实际坐标,而前方所有传感器的高度值均会保持不变,并提示用户转向。若用户转向,则场景变化与用户行进进行重新匹配,从而实现用户脚下的实际坐标与场景坐标的同步变化。其中,阈值可以根据用户通常不能跨越的高度进行设置,比如,用户通常不能够跨越的最小高度为0.5米,则可以设置阈值为0.5米。另外,可以理解的是,由于本申请实施例中确定用户双脚的重心坐标时,仅根据3个顶点均在用户脚部所在区域内的三角形进行计算,存在一定误差,从而当用户长时间运动时,特别是沿同一方向走较长距离时,容易出现误差累积的问题,导致处理器确定的用户移动的距离不准确。为了避免因误差累计导致确定的用户移动的距离不准确,本申请引入实时误差消除机制。具体的,在运动装置开机初始化设置时,可以设置典型的虚拟场景,比如平地场景,并提示用户试行走几步,从而根据用户在典型虚拟场景中的试行走过程中的行走步幅和速度,计算出对应的误差调整参数,进而在用户运动过程中,用户每走一步,均根据误差调整参数,对用户在虚拟场景中移动的距离进行调整,从而消除累计误差。具体的,可以通过以下公式9,调整用户每一步移动的距离。其中,s为用户在虚拟场景中某一步移动的距离,为误差调整参数,x1,y1为用户在虚拟场景中某一步的落点坐标,x0,y0为用户在虚拟场景中某一步的起点坐标。可以理解的是,通过根据不同用户在各典型虚拟场景中的不同步幅和速度,计算出不同的误差调整参数,并在不同用户运动过程中,根据对应的误差调整参数,对其在对应场景中的跳跃距离或者行走距离进行调整,可以针对性的消除不同用户在各虚拟场景中的运动过程中的累计误差,使得确定的不同用户在各虚拟场景中的运动过程中移动的距离更准确。本申请实施例提供的用于虚拟现实交互的运动装置,利用卡槽和弹性带将多个跑带单元相连组成万向跑带,并用内核支撑万向跑带,且内核和万向跑带之间的接触面中的多个凹槽中分别设置多个滚珠,使得用户可以在运动装置上向任意方向移动,该运动装置结构简单,实际可操作性强,且通过在每个跑带单元之下设置压力传感器,并构建三维实时坐标系统,且根据用户的运动实时更新三维实时坐标系统,实现了压力传感器相对位置变化与虚拟场景中的三维坐标系统实时对应,最终完成了万向跑带与虚拟现实装置比如计算机的交互过程,使用户的体验感更加丰富、逼真。下面对本申请实施例提供的虚拟现实系统进行说明。本申请实施例提供的虚拟现实系统,包括上述实施例所述的用于虚拟现实交互的运动装置,以下简称运动装置,及虚拟现实装置。其中,对运动装置的结构及实现原理的解释说明,可以参照上述实施例的详细描述,本申请对此不再赘述。本申请实施例中的虚拟现实装置,可以是任意能够显示虚拟场景的设备。比如计算机、智能手机、可穿戴设备、头戴式显示器等等。在示例性实施例中,运动装置,可以通过其包括的万向跑带感知用户的运动,并通过上述实施例中所述的方式,生成用户的运动数据,其中,运动数据可以是用户在虚拟场景中的行走距离、行走速度、行走方向、跳跃高度、初始加速度、水平位移中的至少一个,然后将用户的运动数据发送至虚拟现实装置,从而虚拟现实装置可以根据用户的运动数据,对虚拟场景图像进行调整。举例来说,假设虚拟现实装置中显示的当前场景图像中,用户在位置1处,当用户在万向跑带上运动时,用户虚拟现实交互的运动装置通过万向跑带感知的用户运动,确定用户在虚拟场景中向A方向行走了1米,移动到了位置2处,则可以将用户的运动方向和行走距离发送至虚拟现实装置,从而虚拟现实装置可以根据用户的运动数据,将当前的虚拟场景图像调整为用户在位置2处的场景图像。另外,为了使运动装置在用户站到万象跑带上时,根据用户的初始重心坐标及虚拟场景,对三维实时坐标系统进行初始化,在本申请实施例中,用户站到万象跑带上时,运动装置还可以向虚拟现实装置发送消息,从而虚拟现实装置可以将初始显示的虚拟场景图像发送至运动装置,以使运动装置根据用户的初始重心坐标及初始显示的虚拟场景图像,对三维实时坐标系统进行初始化。其中,初始显示的虚拟场景图像,可以根据需要设置。比如,在利用虚拟现实系统玩游戏时,初始显示的虚拟场景图像,可以是游戏界面中虚拟用户在游戏开始位置时的图像;或者,也可以是上次游戏退出时显示的虚拟场景图像,等等。需要说明的是,本申请上述实施例中,均以通过运动装置,根据用户的运动,生成用户在虚拟场景中的运动数据为例进行说明,在实际应用中,万向跑带感知到用户的运动后,运动装置也可以将感知结果发送至虚拟现实装置,从而通过虚拟现实装置中的处理器确定用户在虚拟场景中的运动数据,进而对虚拟场景图像进行调整。本申请实施例提供的虚拟现实系统,包括虚拟现实装置及运动装置,通过虚拟现实装置与运动装置的交互,实现了用户在运动装置上运动时,虚拟现实装置中同步显示虚拟场景图像,从而实现了虚拟与现实的交互。在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“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特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为,表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分,并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现,其中可以不按所示出或讨论的顺序,包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序,来执行功能,这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。应当理解,本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中,多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如,如果用硬件来实现,和在另一实施方式中一样,可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现:具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路,具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路,可编程门阵列PGA,现场可编程门阵列FPGA等。本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成,所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中,该程序在执行时,包括方法实施例的步骤之一或其组合。上述提到的存储介质可以是只读存储器,磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本申请的限制,本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

权利要求:1.一种用于虚拟现实交互的运动装置,其特征在于,包括:万向跑带,其中,所述万向跑带包括多个跑带单元和位于所述每个跑带单元之下的卡槽,所述多个跑带单元的卡槽之间通过弹性片相连;支撑所述万向跑带的内核,其中,所述内核和所述万向跑带之间的接触面具有多个凹槽,所述多个凹槽之中分别设置有多个滚珠。2.如权利要求1所述的用于虚拟现实交互的运动装置,其特征在于,还包括:承载所述万向跑带和所述内核的边框,其中,所述边框和所述万向跑带之间具有多个滚珠。3.如权利要求1所述的用于虚拟现实交互的运动装置,其特征在于,所述跑带单元为六边形。4.如权利要求1所述的用于虚拟现实交互的运动装置,其特征在于,所述万向跑带包括相邻的第一跑带单元和第二跑带单元,所述第一跑带单元具有第一卡边和第一卡槽,所述第一卡槽具有第一滑轨,第二跑带单元具有第二卡边和第二卡槽,所述第二卡槽具有第二滑轨,所述弹性片具有第一T形端和第二T形端,所述第一T形端在所述第一滑轨内滑动,滑动到所述第一卡边处停止,所述第二T形端在所述第二滑轨内滑动,滑动到所述第二卡边处停止。5.如权利要求1所述的用于虚拟现实交互的运动装置,其特征在于,还包括:设置在所述边框之上的毛刷。6.如权利要求1所述的用于虚拟现实交互的运动装置,其特征在于,还包括:设置在所述每个跑带单元之下的压力传感器。7.如权利要求1所述的用于虚拟现实交互的运动装置,其特征在于,还包括:设置在所述边框之中的油管;与所述油管相连的刷油装置,用于向所述凹槽刷油。8.如权利要求6所述的用于虚拟现实交互的运动装置,其特征在于,还包括:处理器;所述处理器,用于根据所述万向跑带上的运动区域中传感器的分布情况,建立二维坐标系,并根据所述二维坐标系及虚拟场景,创建三维实时坐标系统。9.如权利要求8所述的用于虚拟现实交互的运动装置,其特征在于,所述处理器还用于:根据用户在所述万向跑带上的初始重心坐标及虚拟场景,初始化所述三维实时坐标系统,其中,所述三维实时坐标系统包括实际坐标与场景坐标的对应关系;根据用户的运动,对所述对应关系进行更新。10.如权利要求9所述的用于虚拟现实交互的运动装置,其特征在于,所述处理器还用于:在用户行走时,根据用户双脚的重心坐标对应的压力传感器接收的压力变化情况,确定所述用户双脚的起点和落点的实际坐标;根据所述用户双脚的起点和落点的实际坐标及所述实际坐标与场景坐标的对应关系,确定所述用户在虚拟场景中的行走距离;根据所述起点和落点之间的时间间隔和所述行走距离,确定所述用户在虚拟场景中的行走速度。11.如权利要求10所述的用于虚拟现实交互的运动装置,其特征在于,所述处理器还用于:在用户跳跃时,根据用户双脚的重心坐标对应的压力传感器接收的压力变化情况和所述用户的体重,确定初始加速度;根据所述用户相邻两次落地的时间间隔及所述初始加速度,确定用户的跳跃高度;根据用户双脚离地前的重心坐标和落地后的重心坐标,确定用户的水平位移。12.如权利要求11所述的用于虚拟现实交互的运动装置,其特征在于,所述处理器,还用于:根据误差调整参数,对所述行走距离或所述水平位移进行调整。13.一种虚拟现实系统,其特征在于,包括虚拟现实装置及如权利要求1-12任一项所述的用于虚拟现实交互的运动装置。14.如权利要求13所述的虚拟现实系统,其特征在于,所述用于虚拟现实交互的运动装置,用于通过万向跑带感知用户的运动,并生成运动数据,以及将所述用户的运动数据发送至所述虚拟现实装置;所述虚拟现实装置,用于显示虚拟场景图像,并根据所述用于虚拟现实交互的运动装置发送的用户的运动数据,对所述虚拟场景图像进行调整。15.如权利要求14所述的虚拟现实系统,其特征在于,所述运动数据,包括所述用户在虚拟场景中的行走距离、行走速度、行走方向、跳跃高度、初始加速度、水平位移中的至少一个。

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