一种基于多元触觉反馈方式的盲文触觉再现装置和方法.pdf

(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CN108983985A(43)申请公布日2018.12.11(21)申请号201810978284.X(22)申请日2018.08.24(71)申请人吉林大学地址130000吉林省长春市前进大街2699号(72)发明人孙晓颖王晓翠刘国红曹德坤张晨宋瑞(74)专利代理机构吉林长春新纪元专利代理有限责任公司22100代理人魏征骥(51)Int.Cl.G06F3/01(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图5页(54)发明名称一种基于多元触觉反馈方式的盲文触觉再现装置和方法(57)摘要本发明涉及一种基于多元触觉反馈方式的盲文触觉再现装置和方法，属于人机交互领域。触觉反馈方式包括振动、静电力和空气压膜效应触觉反馈，可单向改变法向力、双向改变切向力。装置包括定位单元、处理单元、信号加载装置和交互单元。定位单元，用于获取手指位置信息并发送给处理单元；处理单元根据接收到的位置信息得到驱动触觉反馈信号的参数，并发送给信号加载装置；信号加载装置产生对应的驱动信号，同时驱动交互单元；交互单元可以改变手指受到的切向力和法向力，使手指感知多元触觉力作用。本发明采用多元触觉反馈方式，通过改变手指受到的不同触觉力再现特定六点制盲文，可有效地提高盲人阅读的效率和准确性。CN108983985ACN108983985A权利要求书1/2页1.一种基于多元触觉反馈方式的盲文触觉再现装置，其特征在于，包括：(1)定位单元，包括具有定位功能的装置，用于定位获取手指的位置信息，并将该信息发送到处理单元；(2)处理单元，包括多媒体终端，用于输出视觉信息，同时对手指位置处的图像进行触觉渲染，将得到的触觉反馈驱动信号参数发送到信号加载装置；(3)信号加载装置，根据驱动触觉反馈信号参数生成相应的驱动信号，并利用该信号驱动交互单元；(4)交互单元，可以改变手指受到的切向力和法向力，使手指感知多元触觉力作用。2.根据权利要求1所述一种基于多元触觉反馈方式的盲文触觉再现装置，其特征在于，所述的交互单元中，改变手指所受法向力的方式包括但不局限于振动触觉再现；改变手指所受切向力的方式包括但不局限于静电力触觉再现、空气压膜效应触觉再现。3.一种基于多元触觉反馈方式的盲文触觉再现方法，其特征在于：将一方盲文分为盲点区域和背景区域，不同区域下根据不同灰度值分别施加不同的触觉反馈信号，实现盲文触觉再现。4.根据权利要求3所述的一种基于多元触觉反馈方式的盲文触觉再现方法，其特征在于：所述背景区域的灰度值为g0；所述盲点区域灰度值为g1或g2，当灰度值为g1时，表示盲文凸点；当灰度值为g2时，表示盲文平点。5.根据权利要求3所述的一种基于多元触觉反馈方式的盲文触觉再现方法，其特征在于：所述的触觉反馈信号包括振动触觉反馈信号，静电力触觉反馈信号和空气压膜效应触觉反馈信号。6.根据权利要求5所述的一种基于多元触觉反馈方式的盲文触觉再现方法，其特征在于：所述的不同区域下根据不同灰度值分别施加不同的触觉反馈信号，其加载方式如下：1)根据所获取的手指位置信息计算该点处灰度值Gr：其中，R、G、B为图像红、绿、蓝颜色分量；2)根据该点处不同的灰度值施加不同的触觉反馈信号，包括以下步骤：(1)当手指触摸到背景区域时，计算得到该点灰度值Gr为g0，信号加载装置不向交互单元施加任何触觉反馈信号；(2)当手指触摸到盲点区域时，信号加载装置向交互单元施加振动触觉反馈信号，对手指产生振动触觉感受，得知六个盲点的相对位置；当计算得到该点灰度值Gr为g1，信号加载装置再向交互单元施加静电力触觉反馈信号，产生增大摩擦力触感，即对手指产生振动与静电力结合的触觉感受，表示盲文凸点；当计算得到该点灰度值Gr为g2，信号加载装置再向交互单元施加空气压膜效应触觉反馈信号，产生减小摩擦力触感，即对手指产生振动与空气压膜效应结合的触觉感受，表示盲文平点；(3)通过步骤(2)对六个盲点的触摸感知，得知一方盲文各个盲点为凸点或者平点，便得知此盲文符号表达的具体含义。7.根据权利要求5或6所述的一种基于多元触觉反馈方式的盲文触觉再现方法，其特征2CN108983985A权利要求书2/2页在于：所述振动触觉反馈信号、静电力触觉反馈信号和空气压膜效应触觉反馈信号，均为周期性的方波激励信号。3CN108983985A说明书1/5页一种基于多元触觉反馈方式的盲文触觉再现装置和方法技术领域[0001]本发明涉及人机交互领域，具体涉及一种基于多元触觉反馈方式的盲文触觉再现装置和方法。背景技术[0002]盲人无法和正常人一样通过视觉观察周围的事物，主要依靠耳朵的听觉以及皮肤的触觉获取外界信息。长期以来，透过点字板、点字机、点字打印机等在纸张上制作出不同组合的凸点而组成的纸质版盲文