The present invention is directed toward providing interactive haptic
collision detection between a stationary and a moving object in a virtual
reality environment. A user grasps the arm of a haptic device and
manipulates an object as viewed on a virtual reality display. As any
portion of the manipulated object comes too close to the surface of the
stationary object, the haptic device imposes feedback forces against the
user's efforts that increase in magnitude as the user manipulates the
object beyond a force boundary proximate to the surface of the stationary
object. The feedback forces are applied directionally in line with the
shortest path between the surfaces at risk of collision. Several measures
can be implemented by the user to reduce the computation load involved in
constantly comparing the distances between points on the surface of the
movable object and points on the surface of the stationary object without
seriously compromising the collision detection and avoidance functions of
the system. Furthermore, while the invention provides for up to six
degrees of freedom for manipulating objects and providing haptic feedback,
the system also accommodates three degrees of haptic freedom and feedback,
with the additional three degrees of rotational feedback being provided
visibly or audibly.
Η παρούσα εφεύρεση κατευθύνεται προς την παροχή της διαλογικής haptic ανίχνευσης σύγκρουσης μεταξύ ενός στάσιμου και κινούμενου αντικειμένου σε ένα περιβάλλον εικονικής πραγματικότητας. Ένας χρήστης πιάνει το βραχίονα μιας haptic συσκευής και χειρίζεται ένα αντικείμενο όπως αντιμετωπίζεται σε μια επίδειξη εικονικής πραγματικότητας. Καθώς οποιαδήποτε μερίδα του χειρισμένου αντικειμένου έρχεται επίσης κοντά στην επιφάνεια του στάσιμου αντικειμένου, η haptic συσκευή επιβάλλει τις δυνάμεις ανατροφοδότησης ενάντια στις προσπάθειες του χρήστη που αυξάνονται στο μέγεθος δεδομένου ότι ο χρήστης χειρίζεται το αντικείμενο πέρα από ένα όριο δύναμης εγγύτατο στην επιφάνεια του στάσιμου αντικειμένου. Οι δυνάμεις ανατροφοδότησης εφαρμόζονται κατευθυντικά σύμφωνα με την κοντύτερη πορεία μεταξύ των επιφανειών σε κίνδυνο σύγκρουσης. Διάφορα μέτρα μπορούν να εφαρμοστούν από το χρήστη για να μειώσουν το φορτίο υπολογισμού που περιλαμβάνεται συνεχώς να συγκρίνουν τις αποστάσεις μεταξύ των σημείων στην επιφάνεια του κινητού αντικειμένου και των σημείων στην επιφάνεια του στάσιμου αντικειμένου χωρίς σοβαρά να συμβιβάσουν τις λειτουργίες ανίχνευσης και αποφυγής σύγκρουσης του συστήματος. Επιπλέον, ενώ η εφεύρεση επιτρέπει μέχρι και έξι βαθμούς ελευθερίας το χειρισμό των αντικειμένων και την παροχή της haptic ανατροφοδότησης, το σύστημα προσαρμόζει επίσης τρεις βαθμούς haptic ελευθερίας και ανατροφοδότησης, με τους πρόσθετους τρεις βαθμούς περιστροφικής ανατροφοδότησης που παρέχεται ορατά ή ευδιάκριτα.
