本申请涉及虚拟交互,尤其涉及一种虚拟群交互系统、方法、终端设备和存储介质。
背景技术:
1、虚拟(vr)交互技术在很多领域的应用越来越广泛,其中,现有的虚拟交互技术中,实现往往是单向的,例如,用户只能通过相应的虚拟设备在虚拟环境中进行一些单方向的控制操作;或者,交互也仅限于在虚拟环境中的角色之间实现,对于各个用户而言,主要是单纯地从视觉上看到其操控的角色可以与虚拟环境中的其他角色发生互动,而用户自身是无法感受到来自其他各个用户对自己的真实人机交互力,因此,虚拟交互技术中仅实现单向操控,会导致无法有效感知自己使用的力大小、也无法反馈感知多人交互过程中其他多人的用力大小,从而导致用户的体验效果不佳。
技术实现思路
1、有鉴于此,本申请实施例提供一种虚拟群交互系统、方法、终端设备和存储介质,可以有效解决虚拟群交互过程中用户的体验效果不佳的问题等。
2、第一方面,本申请实施例提供一种虚拟群交互系统,包括:多个机器人和运行有虚拟环境的控制平台;其中,每个人机控制器的控制模式根据机器人的机械特性确定;平台控制器的控制模式根据所述虚拟环境中的虚拟物体的建模方式确定;
3、每个所述人机控制器用于连接供用户操控的机器人,以在检测到用户作用于机器人末端的运动信号时,根据所述平台控制器发送的虚拟信号,驱动所述机器人末端反作用于所述用户;
4、所述平台控制器用于接收每个所述机器人末端的运动信号,并对所述运动信号进行计算后控制所述虚拟环境中的同一虚拟物体或不同虚拟物体进行运动,以实现虚拟群交互。
5、一些实施例中,所述控制模式的类型包括导纳模式和阻抗模式;当所述人机控制器和所述平台控制器的控制模式相同时,所述虚拟群交互系统还包括:中间控制器;所述中间控制器用于所述人机控制器和所述平台控制器之间的信号转化处理。
6、一些实施例中,当所述人机控制器和所述平台控制器均配置为导纳模式时,所述中间控制器配置为阻抗模式,用于将所述人机控制器输出的所述运动信号中的末端位移信号进行转化并输出至所述平台控制器中;
7、或,当所述人机控制器和所述平台控制器均配置为阻抗模式时,所述中间控制器配置为导纳模式,用于将所述人机控制器输出的所述运动信号中的人机交互力进行转化并输出至所述平台控制器中。
8、一些实施例中,当所述人机控制器配置为导纳模式且所述平台控制器配置为阻抗模式时,所述人机控制器输出的所述运动信号中的末端位移信号直接发送至所述平台控制器中;
9、或,当所述人机控制器配置为阻抗模式且所述平台控制器配置为导纳模式时,所述人机控制器输出的所述运动信号中的人机交互力直接发送至所述平台控制器中。
10、一些实施例中,所述平台控制器将所述虚拟信号通过分布式网络发送至每个所述人机控制器中;
11、每个所述人机控制器中设有本地的虚拟对象,在接收到所述虚拟信号后,通过对所述虚拟对象进行柔顺控制,以使所述虚拟对象跟随所述虚拟环境中的所述虚拟物体。
12、第二方面,本申请实施例提供一种虚拟群交互方法,适用于上述的虚拟群交互系统中的人机控制器,所述虚拟群交互方法包括:获取机器人末端的运动信号并发送至所述平台控制器;
13、接收所述平台控制器输出的虚拟信号,并对所述虚拟信号和所述运动信号进行处理得到所述机器人的电机控制信号;
14、根据所述电机控制信号驱动所述机器人运动,以在机器人末端产生反作用于所述用户的交互信号。
15、第二方面,本申请实施例提供一种虚拟群交互方法,适用于上述的虚拟群交互系统中的平台控制器,所述虚拟群交互方法包括:
16、接收各个人机控制器发送的机器人末端的运动信号;
17、检测各个用户通过所述机器人作用的虚拟物体是否相同,以根据所述运动信号计算得到对应虚拟物体的所述虚拟信号,并根据所述虚拟信号控制所述虚拟环境中的同一虚拟物体或不同虚拟物体进行运动,以实现虚拟群交互。
18、一些实施例中,当所述运动信号为机器人的末端位移信息时,根据所述末端位移信息计算得到的所述虚拟信号为虚拟作用力、或,虚拟作用力和虚拟位移信号;
19、或,当所述运动信号为人机交互力时,根据所述人机交互力得到的所述虚拟信号为虚拟位移信号、或,虚拟位移信号和虚拟作用力。
20、第三方面,本申请实施例提供一种终端设备,所述终端设备包括处理器和存储器,所述存储器存储有计算机程序,所述处理器用于执行所述计算机程序以实施上述的虚拟群交互方法。
21、第四方面,本申请实施例提供一种计算机可读存储介质,其存储有计算机程序,所述计算机程序在处理器上执行时,实施上述的虚拟群交互方法。
22、本申请的实施例具有如下有益效果:
23、本申请根据每个机器人的机械特性确定对应的人机控制器的控制模式,使不同的机器人配置合适的控制模式,从而实现对每个机器人进行独立、精准的控制;进一步地,多个用户通过具备适配人机控制器的机器人作为触觉介导与虚拟环境的平台控制器进行群交互时,每个用户都能感受到其他用户的作用力,大大增加了多用户操作时的真实感。同时,平台控制器也根据虚拟环境中虚拟物体的建模方式确定其适配的平台控制器;通过所有控制器之间的信息交互,使虚拟群交互系统中所有独立的终端进行精准的交互,即基于机器人的触觉介导,可真实还原现实生活中的合作(或竞争)的群交互任务。
1.一种虚拟群交互系统,其特征在于,包括:多个机器人和运行有虚拟环境的控制平台;其中,每个人机控制器的控制模式根据机器人的机械特性确定;平台控制器的控制模式根据所述虚拟环境中的虚拟物体的建模方式确定;
2.根据权利要求1所述的虚拟群交互系统,其特征在于,所述控制模式的类型包括导纳模式和阻抗模式;当所述人机控制器和所述平台控制器的控制模式相同时,所述虚拟群交互系统还包括:中间控制器;
3.根据权利要求2所述的虚拟群交互系统,其特征在于,当所述人机控制器和所述平台控制器均配置为导纳模式时,所述中间控制器配置为阻抗模式,用于将所述人机控制器输出的所述运动信号中的末端位移信号进行转化并输出至所述平台控制器中;
4.根据权利要求1所述的虚拟群交互系统,其特征在于,当所述人机控制器配置为导纳模式且所述平台控制器配置为阻抗模式时,所述人机控制器输出的所述运动信号中的末端位移信号直接发送至所述平台控制器中;
5.根据权利要求1所述的虚拟群交互系统,其特征在于,所述平台控制器将所述虚拟信号通过分布式网络发送至每个所述人机控制器中;
6.一种虚拟群交互方法,其特征在于,适用于权利要求1-5任一项所述的虚拟群交互系统中的人机控制器,所述虚拟群交互方法包括:
7.一种虚拟群交互方法,其特征在于,适用于权利要求1-5任一项所述的虚拟群交互系统中的平台控制器,所述虚拟群交互方法包括:
8.根据权利要求7所述的虚拟群交互方法,其特征在于,当所述运动信号为机器人的末端位移信息时,根据所述末端位移信息计算得到的所述虚拟信号为虚拟作用力、或,虚拟作用力和虚拟位移信号;
9.一种终端设备,其特征在于,所述终端设备包括处理器和存储器,所述存储器存储有计算机程序,所述处理器用于执行所述计算机程序以实施权利要求6-8中任一项所述的虚拟群交互方法。
10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,其存储有计算机程序,所述计算机程序在处理器上执行时,实施根据权利要求6-8中任一项所述的虚拟群交互方法。
