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在虚幻引擎中调用力反馈硬件的插件系统

阅读：1032发布：2021-02-24

IPRDB可以提供在虚幻引擎中调用力反馈硬件的插件系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提供了一种在虚幻引擎中调用力反馈硬件的插件系统，包括：设备控制器、力反馈设备、虚拟控制器以及力反馈对象；所述设备控制器采集所述力反馈对象的三角面引擎空间坐标与角度，通过所述虚拟控制器获取引擎空间的坐标与角度，通过监听力反馈对象的穿刺开始事件，当穿刺开始后计算力反馈数据，并通过控制所述力反馈设备传导给使用者。本发明插件稳定，完成度高；可用于VR项目，坐标系不变形，提供硬件在VR坐标系中的标定接口；契合虚幻引擎的工作流程，可完美的为虚幻引擎提供力反馈设备的解决方案；实现穿刺模式下的多层效果模拟。，下面是在虚幻引擎中调用力反馈硬件的插件系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种在虚幻引擎中调用力反馈硬件的插件系统，其特征在于，包括：设备控制器、力反馈设备、虚拟控制器以及力反馈对象；

所述设备控制器采集所述力反馈对象的三角面引擎空间坐标与角度，通过所述虚拟控制器获取引擎空间的坐标与角度，通过监听力反馈对象的穿刺开始事件，当穿刺开始后计算力反馈数据，并通过控制所述力反馈设备传导给使用者。

2.根据权利要求1所述的在虚幻引擎中调用力反馈硬件的插件系统，其特征在于，所述设备控制器在穿刺开始后通过工具函数库的阻力模拟算法计算力反馈数据；所述设备控制器通过工具函数库的穿刺姿态模拟算法，计算所述虚拟控制器的最终姿态。

3.根据权利要求1所述的在虚幻引擎中调用力反馈硬件的插件系统，其特征在于，所述设备控制器在穿刺模式下由穿刺开始时的坐标、当前虚拟控制器的坐标、最大深度和所述力反馈对象的所有三角面模型，计算应产生的洞的坐标、角度和深度，并传递给所述力反馈对象。

4.根据权利要求1所述的在虚幻引擎中调用力反馈硬件的插件系统，其特征在于，所述虚拟控制器使用力反馈设备的原生接口得到力反馈设备在物理空间中的坐标，通过坐标系转换辅助类将其转换为引擎空间的坐标；将预设好的模型渲染到场景，使所述设备控制器实时更新其坐标与角度；通过坐标系转换辅助类将虚拟控制器的引擎空间和设备空间的坐标和角度实时更新。

5.根据权利要求4所述的在虚幻引擎中调用力反馈硬件的插件系统，其特征在于，所述坐标系转换辅助类提供设备空间到引擎空间的位置、角度转换，以及引擎空间到设备空间的位置、角度转换至所述设备控制器、所述虚拟控制器和所述力反馈对象。

6.根据权利要求1所述的在虚幻引擎中调用力反馈硬件的插件系统，其特征在于，所述力反馈对象拾取力反馈对象下的首个模型信息并渲染到引擎，拾取力反馈对象下的首个模型三角面数据并以约定的数据格式保留以供设备控制器查询；通过原生接口的触碰和离开事件配合虚拟控制器当前的坐标，计算并发出穿刺开始和穿刺结束事件。

7.根据权利要求1所述的在虚幻引擎中调用力反馈硬件的插件系统，其特征在于，所述力反馈对象包括力反馈对象材质子模块，所述力反馈对象材质子模块提供所述力反馈对象的表面力反馈材质查询、配置穿刺模式下的层数据以及提供每一层的信息查询。

8.根据权利要求1所述的在虚幻引擎中调用力反馈硬件的插件系统，其特征在于，还包括蓝图数据库，所述蓝图数据库提供错误日志打印的全局函数，提供硬件与VR空间位置的标定全局功能函数，和提供获取当前全局唯一设备控制器对象，如没有则创建。

说明书全文

在虚幻引擎中调用力反馈硬件的插件系统

技术领域

[0001] 本发明涉及计算机系统技术领域，具体地，涉及在虚幻引擎中调用力反馈硬件的插件系统。

背景技术

[0002] 由于没有成熟的力反馈设备插件，目前世面上并没有基于3D引擎的力反馈项目，而力反馈设备的插件仅仅只有一款非开源的unity插件。并且由于是免费非开源，现在也处于没有人维护的状态。

[0003] 该插件有如下问题：

[0004] 1、在运行时会经常意外崩溃；

[0005] 2、该插件设计初衷并非用于VR项目，导致其坐标系是变形的，并且无法在VR坐标系中标定力反馈硬件设备；

[0006] 3、该插件的底层硬件SDK是基于unity项目设计的，不适用虚幻引擎的工作流程，无法在虚幻引擎中调用；

[0007] 4、穿刺模式下有明显的滑针BUG。

发明内容

[0008] 针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种在虚幻引擎中调用力反馈硬件的插件系统。

[0009] 根据本发明提供的一种在虚幻引擎中调用力反馈硬件的插件系统，包括：设备控制器、力反馈设备、虚拟控制器以及力反馈对象；

[0010] 所述设备控制器采集所述力反馈对象的三角面引擎空间坐标与角度，通过所述虚拟控制器获取引擎空间的坐标与角度，通过监听力反馈对象的穿刺开始事件，当穿刺开始后计算力反馈数据，并通过控制所述力反馈设备传导给使用者。

[0011] 较佳的，所述设备控制器在穿刺开始后通过工具函数库的阻力模拟算法计算力反馈数据；所述设备控制器通过工具函数库的穿刺姿态模拟算法，计算所述虚拟控制器的最终姿态。

[0012] 较佳的，所述设备控制器在穿刺模式下由穿刺开始时的坐标、当前虚拟控制器的坐标、最大深度和所述力反馈对象的所有三角面模型，计算应产生的洞的坐标、角度和深度，并传递给所述力反馈对象。

[0013] 较佳的，所述虚拟控制器使用力反馈设备的原生接口得到力反馈设备在物理空间中的坐标，通过坐标系转换辅助类将其转换为引擎空间的坐标；将预设好的模型渲染到场景，使所述设备控制器实时更新其坐标与角度；通过坐标系转换辅助类将虚拟控制器的引擎空间和设备空间的坐标和角度实时更新。

[0014] 较佳的，所述坐标系转换辅助类提供设备空间到引擎空间的位置、角度转换，以及引擎空间到设备空间的位置、角度转换至所述设备控制器、所述虚拟控制器和所述力反馈对象。

[0015] 较佳的，所述力反馈对象拾取力反馈对象下的首个模型信息并渲染到引擎，拾取力反馈对象下的首个模型三角面数据并以约定的数据格式保留以供设备控制器查询；通过原生接口的触碰和离开事件配合虚拟控制器当前的坐标，计算并发出穿刺开始和穿刺结束事件。

[0016] 较佳的，所述力反馈对象包括力反馈对象材质子模块，所述力反馈对象材质子模块提供所述力反馈对象的表面力反馈材质查询、配置穿刺模式下的层数据以及提供每一层的信息查询。

[0017] 较佳的，还包括蓝图数据库，所述蓝图数据库提供错误日志打印的全局函数，提供硬件与VR空间位置的标定全局功能函数，和提供获取当前全局唯一设备控制器对象，如没有则创建。

[0018] 与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

[0019] 1、插件稳定，完成度高；

[0020] 2、可用于VR项目，坐标系不变形，提供硬件在VR坐标系中的标定接口；

[0021] 3、契合虚幻引擎的工作流程，可完美的为虚幻引擎提供力反馈设备的解决方案；

[0022] 4、实现穿刺模式下的多层效果模拟。

附图说明

[0023] 通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

[0024] 图1为本发明的模块示意图。

具体实施方式

[0025] 下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

[0026] 如图1所示，本发明提供的一种在虚幻引擎中调用力反馈硬件的插件系统，包括：设备控制器、力反馈设备、虚拟控制器以及力反馈对象；

[0027] 设备控制器的功能如下：

[0028] 生成摩擦力和阻力：采集力反馈对象的三角面引擎空间坐标与角度，通过虚拟控制器获取引擎空间的坐标与角度，通过监听力反馈对象的穿刺开始事件，当穿刺开始后计算力反馈数据，并通过控制力反馈设备传导给使用者。

[0029] 计算虚拟控制器的正确姿态：通过工具函数库的穿刺姿态模拟算法，计算虚拟控制器的最终姿态使虚拟控制器的姿态在穿刺状态下正确显示。

[0030] 模拟穿刺模式下的约束力：通过工具函数库的穿刺姿态模拟算法，使得当实际的力反馈设备在穿刺模式下偏离穿刺方向时，控制力反馈设备产生一个约束力，以此模拟力反馈设备在洞穴中的效果。

[0031] 计算传递洞的信息：在穿刺模式下由穿刺开始时的坐标，当前虚拟控制器的坐标，最大深度，力反馈对象的所有三角面模型，计算应该产生的洞的坐标、角度和深度等信息，并将这一信息传递给力反馈对象。

[0032] 初始化和清理：通过设备的原生接口初始化和清理力反馈设备。

[0033] 场景唯一：通过初始化时的检测保证场景唯一，有单例模式特征。

[0034] 信息查询：通过代理得方式提供一系列的其他组件信息快捷查询(虚拟控制器，力反馈对象，洞的属性等)。

[0035] 生成各类组件的事件：通过特殊事件的触发将穿刺开始，穿刺结束，穿刺深度更新，触碰开始，触碰结束，表面滑动等事件暴露给项目提供了相应的逻辑实现。

[0036] 虚拟控制器的功能如下：

[0037] 转换力反馈设备物理空间的坐标与角度：使用力反馈设备的原生接口得到力反馈设备在物理空间中的坐标，通过坐标系转换辅助类将其转换为引擎空间的坐标。

[0038] 渲染虚拟控制器到场景：将预设好的模型渲染到场景，使设备控制器实时更新其坐标与角度。

[0039] 提供虚拟控制器引擎空间和设备空间的姿态查询：通过坐标系转换辅助类将虚拟控制器的引擎空间和设备空间的坐标和角度实时更新以供查询。

[0040] 力反馈对象的功能如下：

[0041] 渲染模型到引擎：通过拾取该组件下的首个模型信息，将其渲染到引擎。

[0042] 为设备控制器提供力反馈数字模型数据：通过拾取该组件下首个模型三角面数据并以约定的数据格式保留以供设备控制器查询。

[0043] 产生穿刺事件：通过原生接口的触碰和离开事件配合虚拟控制器当前的坐标，计算并发出穿刺开始和穿刺结束事件。

[0044] 提供近点模拟：将一个坐标与其所有三角面信息做计算，得到一个近点并返回。

[0045] 提供射线检测模拟：将起点和终点与所有三角面做射线检测计算，将结果返回。

[0046] 力反馈对象包括力反馈对象材质子模块，其功能如下：

[0047] 提供力反馈对象的表面力反馈材质查询(硬度，摩擦力，突破所需力，阻尼系数等信息)。

[0048] 配置穿刺模式下的层数据。

[0049] 提供每一层的信息查询(深度，摩擦力，硬度，力跃进幅度等)。

[0050] 坐标系转换辅助类的功能如下：

[0051] 提供设备空间到引擎空间的位置转换。

[0052] 提供设备空间到引擎空间的角度转换。

[0053] 提供引擎空间到设备空间的位置转换。

[0054] 提供引擎空间到设备空间的角度转换。

[0055] 蓝图函数库的功能如下：

[0056] 为虚幻引擎的蓝图模块提供错误日志打印的全局函数。

[0057] 为虚幻引擎的蓝图模块提供硬件与VR空间位置的标定全局功能函数。

[0058] 为虚幻引擎的蓝图模块提供获取当前全局唯一设备控制器对象，如没有则创建。

[0059] 本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统及其各个装置、模块、单元以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统及其各个装置、模块、单元以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同功能。所以，本发明提供的系统及其各项装置、模块、单元可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置、模块、单元也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的装置、模块、单元视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。

[0060] 以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

标题	发布/更新时间	阅读量
指尖力反馈装置-专利编号CN103699221A	2020-05-12	797
车力反馈装置-专利编号CN108562387A	2020-05-13	735
中指力反馈装置-专利编号CN104669232A	2020-05-12	685
力反馈触觉接口-专利编号CN100444085C	2020-05-13	405
风速力反馈-专利编号CN110537215A	2020-05-11	826
压力反馈按摩器-专利编号CN109044775A	2020-05-11	1102
食指力反馈装置-专利编号CN104635916A	2020-05-13	1042
力反馈操作台-专利编号CN109669545A	2020-05-11	1187
力反馈装置-专利编号CN201548930U	2020-05-11	1072
力反馈系统-专利编号CN205721407U	2020-05-12	507

在虚幻引擎中调用力反馈硬件的插件系统

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