【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及人機交互，具體為一種基于虛擬現實的人機交互系統。
技術介紹
1、虛擬現實技術，是一種利用計算機技術生成一個虛擬的三維環境，用戶通過佩戴專門的設備進入并與之交互的技術，虛擬現實技術的目標是為用戶創作沉浸式體驗，使人們感到仿佛身處虛擬世界之中，與虛擬物體和環境進行互動。
2、近幾年，隨著虛擬現實技術的飛速發展，虛擬現實的人機交互技術多種多樣，現有的虛擬現實技術主要是通過手勢識別、眼動識別、語音識別技術進行人機交互，眼動識別技術是通過捕捉用戶的視線方向，以此判斷用戶在虛擬環境中的關注點實現人機交互，然而，現有的眼動交互只能簡單的鎖定虛擬物品，并獲取對應的物品信息，不能夠進行其他的交互行為，影響用戶體驗，并且，由于用戶在長時間在虛擬環境下進行交互行為容易感到疲勞，影響用戶的身體健康，因此，設計提高用戶體驗和預測疲勞的一種基于虛擬現實的人機交互系統是很有必要的。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供一種基于虛擬現實的人機交互系統，以解決上述
技術介紹
中提出的問題。
2、為了解決上述技術問題，本專利技術提供如下技術方案：一種基于虛擬現實的人機交互系統，系統具體包括：
3、數據管理模塊，用于管理人機交互系統中產生的數據；
4、交互管理模塊，用于對用戶與虛擬空間內虛擬物品之間進行的交互行為進行管理；
5、疲勞管理模塊，用于當用戶處于疲勞狀態時進行相應的管理。
6、根據上述技術方案，所述數據管理模塊包括：>
7、數據采集單元，用于收集眼部數據、虛擬環境中虛擬物品的位置數據、眼動數據、用戶數據，并進行存儲；
8、數據處理單元，用于對收集的眼部數據、虛擬環境中虛擬物品的位置數據、眼動數據、用戶數據進行預處理。
9、根據上述技術方案，所述交互管理模塊包括：
10、交互判斷單元，用于通過比較眼球轉動之間的時間差判斷是否進行人機交互；
11、交互確定單元，用于通過計算眼球的旋轉角度和虛擬物品與對應攝像頭的夾角，確定用戶進行交互的虛擬物品；
12、交互執行單元，用于通過分析眼動數據，使用眼動數據對應的交互行為進行人機交互。
13、根據上述技術方案，所述疲勞管理模塊包括：
14、疲勞判斷單元，用于通過調用用戶數據判斷用戶身體狀態；
15、疲勞預測單元，用于通過歷史的疲勞數據預測用戶易處于疲勞狀態的時間段；
16、警示單元，用于當用戶處于疲勞狀態時發出警示。
17、根據上述技術方案，所述數據采集單元包括：
18、虛擬頭盔，用于內置攝像頭，拍攝眼球的運動狀態，收集眼部與眼動數據，收集虛擬空間內虛擬物品數據；
19、傳感器，用于收集用戶的心率數據。
20、根據上述技術方案，所述一種基于虛擬現實的人機交互系統的運行方法，具體運行步驟為：
21、步驟s1：建立數據庫，實時收集用戶眼部數據、虛擬環境中虛擬物品的位置數據、眼動數據、用戶數據，對數據進行預處理，將經過預處理的數據存儲到對應的數據庫中；
22、步驟s2：判斷用戶是否進行交互，當用戶進行人機交互時，通過計算眼球的旋轉角度和虛擬物品與對應攝像頭的夾角，確定用戶進行交互的虛擬物品，并通過分析用戶的眼動數據，對虛擬物品進行交互行為；
23、步驟s3：調用用戶數據庫中的用戶數據，計算用戶的疲勞指數，并向用戶做出警示，收集用戶處于疲勞狀態下的時間戳，預測出用戶易處于疲勞狀態的時間段，并向用戶做出提醒。
24、根據上述技術方案，所述建立眼部數據庫，實時收集眼部數據，所述眼部數據包括眼球瞳孔圖像、眼球瞳孔坐標、眼球瞳孔的初始坐標、眼球距顯示器的距離，通過布置紅外線攝像頭實時拍攝眼球圖像，對眼球圖像建立坐標系，并得出眼球瞳孔對應的坐標，獲取眼球瞳孔坐標數據對應的時間戳，將眼球瞳孔的坐標數據與對應的時間戳數據存儲到眼部數據庫中；
25、建立虛擬環境數據庫，實時獲取虛擬環境中虛擬物品的位置坐標，將虛擬物品的坐標數據存儲到虛擬環境數據庫中，建立眼動數據庫，將系統設立的眼動數據與對應的交互行為存儲到眼動數據庫中；
26、建立用戶數據庫，實時收集用戶數據，將用戶數據進行預處理后存儲到用戶數據庫中，所述用戶數據包括心率數據、眨眼頻率、運行時長、瞳孔收縮數據。
27、根據上述技術方案，所述步驟s2進一步包括以下步驟：
28、步驟s21：調用系統設定周期x內眼部數據庫中眼球瞳孔的坐標數據(xt,yt)、眼球瞳孔的初始坐標(x0,y0)、眼球與顯示器之間的距離l，計算眼球的旋轉角度其中，t＝1,2,…,m，將眼球的旋轉角度存儲到數據庫中，計算周期x內相鄰瞳孔圖片之間眼球旋轉角度的差值δθy＝|θt+1-θt|，其中，y＝1,2,…,n，調用數據庫中閾值δθ0，對周期x內所有眼球旋轉角度的差值δθy進行標記，并通過計數器統計標記個數，當δθy≥δθ0時，標記為第一眼動結果，增加計數器一的值，獲取計數器一中連續標記第一眼動結果的數量m，當δθy<δθ0時，標記為第二眼動結果，增加計數器二的值，獲取計數器二中連續標記第二眼動結果的數量n，調用數據庫中設立的閾值n0、m0，當m≥m0時，判斷用戶快速瀏覽虛擬物品，當n<m0或m<m0時，判斷用戶正常的進行眼部活動，當n≥n0時，判斷用戶與虛擬物品進行交互行為；
29、步驟s22：當系統判斷用戶進行交互行為時，調用數據庫中對應的眼球旋轉角度θt，對應的方向為v＝xt+yt+l，得到眼球對應的方向特征d＝(θt,v)，調用虛擬環境數據庫中虛擬物品的坐標數據(xi,yi,zi)，其中，i＝1,2,…,x為數據庫中虛擬物品的數量，計算虛擬物品與虛擬環境中攝像頭位置之間的夾角其中(xc,yc,zc)為虛擬空間中攝像頭的坐標，虛擬物品對應的方向表示為vi＝(xi-xc)+(yi-yc)+(zi-zc)，得到虛擬物品對應的方向特征為di＝(θi,vi)，虛擬物品對應的方向特征存儲到數據庫中；
30、步驟s23：調用數據庫中虛擬物品對應的方向特征di，計算眼球的方向特征與虛擬物品方向特征之間的差異從中選擇眼球的方向特征與虛擬物品方向特征之間差異最小的虛擬物品作為與用戶進行交互的虛擬物品，并在虛擬物品上顯示對應物品的簡易信息。
31、根據上述技術方案，所述步驟s23進一步包括：
32、當用戶通過眼部選中需要進行交互的虛擬物品后，系統生成設定好的交互界面包括不同眼動數據與對應的交互行為，系統獲取進行交互的時間戳，調用眼部數據庫中對應時間戳后一段時間里眼球的圖片、對應的瞳孔坐標(xt,yt)、眼球瞳孔的初始坐標(x0,y0)，提取眼球的運動特征k包括選中需要進行交互的虛擬物品后眼球的旋轉方向、眨眼次數、閉眼次數；
33、所述眼球的旋轉方向是通過比較眼球瞳孔坐標之間的大小得到的，當xt>x0時本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種基于虛擬現實的人機交互系統，其特征在于：所述系統具體包括：
2.根據權利要求1所述的一種基于虛擬現實的人機交互系統，其特征在于：所述數據管理模塊包括：
3.根據權利要求2所述的一種基于虛擬現實的人機交互系統，其特征在于：所述交互管理模塊包括：
4.根據權利要求3所述的一種基于虛擬現實的人機交互系統，其特征在于：所述疲勞管理模塊包括：
5.根據權利要求4所述的一種基于虛擬現實的人機交互系統，其特征在于：所述數據采集單元包括：
6.一種基于虛擬現實的人機交互系統的運行方法，其特征在于：具體運行步驟為：
7.根據權利要求6所述的一種基于虛擬現實的人機交互系統的運行方法，其特征在于：所述建立眼部數據庫，實時收集眼部數據，所述眼部數據包括眼球瞳孔圖像、眼球瞳孔坐標、眼球瞳孔的初始坐標、眼球距顯示器的距離，通過布置紅外線攝像頭實時拍攝眼球圖像，對眼球圖像建立坐標系，并得出眼球瞳孔對應的坐標，獲取眼球瞳孔坐標數據對應的時間戳，將眼球瞳孔的坐標數據與對應的時間戳數據存儲到眼部數據庫中；
8.根據權利要求7
9.根據權利要求8所述的一種基于虛擬現實的人機交互系統的運行方法，其特征在于：所述步驟S23進一步包括：
10.根據權利要求9所述的一種基于虛擬現實的人機交互系統的運行方法，其特征在于：所述步驟S3進一步包括以下步驟：
...【技術特征摘要】
1.一種基于虛擬現實的人機交互系統，其特征在于：所述系統具體包括：
2.根據權利要求1所述的一種基于虛擬現實的人機交互系統，其特征在于：所述數據管理模塊包括：
3.根據權利要求2所述的一種基于虛擬現實的人機交互系統，其特征在于：所述交互管理模塊包括：
4.根據權利要求3所述的一種基于虛擬現實的人機交互系統，其特征在于：所述疲勞管理模塊包括：
5.根據權利要求4所述的一種基于虛擬現實的人機交互系統，其特征在于：所述數據采集單元包括：
6.一種基于虛擬現實的人機交互系統的運行方法，其特征在于：具體運行步驟為：
7.根據權利要求6所述的一種基于虛擬現實的人機交互系統的運行方法，其特征在于：所述...
【專利技術屬性】
技術研發人員：請求不公布姓名，
申請(專利權)人：上海龍飛寰宇動漫科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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