面向复杂力交互任务的操作技能传递与控制研究 被引量：1

1

作者 赵杰 武睿 +2 位作者 张赫 朱延河 臧希喆 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第18期116-132,共17页

如何让机器人拥有像人一样强大的感知能力并执行复杂操作,尤其是带有力交互的复杂操作是机器人学界一直探索的问题。这个问题的解决,能够帮助机器人实现从“设备”向“助手”的转化。而面向复杂力交互任务的操作技能传递与控制作为当前... 如何让机器人拥有像人一样强大的感知能力并执行复杂操作,尤其是带有力交互的复杂操作是机器人学界一直探索的问题。这个问题的解决,能够帮助机器人实现从“设备”向“助手”的转化。而面向复杂力交互任务的操作技能传递与控制作为当前人-机技能传递领域研究的前沿方向之一,其研究核心是实现对熟练操作者力交互操作过程中的多模态技能数据进行示教学习,并通过设计合理的技能模型,结合先进的控制理论以及机器人感知能力,实现机器人自主执行复杂力交互任务的目的,从而让机器人真正的可以协助甚至代替人类执行生活中常见的复杂任务。总结该领域较为重要的三个问题:(1)多模态信息融合的示教方式;(2)针对力交互任务的技能学习;(3)基于机器人柔顺控制的技能控制与基于机器人感知的智能技能切换;并对该领域的研究现状展开分析和讨论。 展开更多

关键词 技能传递 变阻抗控制 多模态信息融合 力交互

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力觉交互设备中的电机控制方法研究 被引量：1

2

作者 李建 吴平东 +1 位作者 林理平 黄杰 《微电机》 北大核心 2012年第2期40-43,62,共5页

针对线绳式力觉交互设备在自由空间中运行时,存在操作者指尖所受阻力较大和设备线绳松弛等问题,建立了不同运动状态下的动态数学模型,并分析不同状态下影响线绳张紧力大小的因素,提出电流电压混合控制的方式。实验结果表明,该控制方式... 针对线绳式力觉交互设备在自由空间中运行时,存在操作者指尖所受阻力较大和设备线绳松弛等问题,建立了不同运动状态下的动态数学模型,并分析不同状态下影响线绳张紧力大小的因素,提出电流电压混合控制的方式。实验结果表明,该控制方式可以在设备末端不同的运动状态下,保持线绳较小、稳定的张紧力,使操作者感受较小阻力的同时,实现设备对指尖位置的实时跟踪。 展开更多

关键词 虚拟现实 力交互 混合控制 张紧力

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上肢康复机器人力交互控制系统设计

3

作者 聂志洋 孟巧玲 +1 位作者 喻洪流 余杰 《软件导刊》 2021年第7期124-128,共5页

为提高患者的康复效果,满足患者在主动康复训练中与机器人的力交互柔顺性需求,改善力交互过程中柔顺性差的问题,结合现代控制技术、伺服电机控制技术、意图识别技术和康复理论,研究设计了一种上肢康复机器人力交互控制系统。通过多传感... 为提高患者的康复效果,满足患者在主动康复训练中与机器人的力交互柔顺性需求,改善力交互过程中柔顺性差的问题,结合现代控制技术、伺服电机控制技术、意图识别技术和康复理论,研究设计了一种上肢康复机器人力交互控制系统。通过多传感器意图检测方式及阈值法触发方案,实现交互过程对轻微的触发力矩的力补偿,满足患者在康复训练中的力交互柔顺性需求。在不同姿态下进行力交互实验,结果表明主动模式提供助力的正向触发力矩仅为0.46Nm,反向触发力矩为0.55Nm,证明在该策略下各关节对患者的运动意图监测良好,且能正确、适时地对患者运动提供力矩助力。 展开更多

关键词 上肢康复机器人 康复训练 运动控制 运动意图检测 力交互 人机交互

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基于模糊强化学习的微创外科手术机械臂人机交互方法 被引量：18

4

作者 杜志江 王伟 +2 位作者 闫志远 董为 王伟东 《机器人》 EI CSCD 北大核心 2017年第3期363-370,共8页

为实现微创外科手术机器人的手术姿态调整,提出一种基于模糊强化学习的变导纳人机力交互模型.通过在线学习的方式将人的操作特性考虑到人机力交互过程之中,并能够自适应地调整导纳控制模型以响应操作者的控制意图.通过自行研制的微创外... 为实现微创外科手术机器人的手术姿态调整,提出一种基于模糊强化学习的变导纳人机力交互模型.通过在线学习的方式将人的操作特性考虑到人机力交互过程之中,并能够自适应地调整导纳控制模型以响应操作者的控制意图.通过自行研制的微创外科手术机器人样机进行相关的实验验证,实验结果表明基于模糊Sarsa(λ)学习的变导纳控制模型可实现柔顺自然的机械臂摆位操作,能够满足力交互过程中各阶段的阻尼变化需求,具有较高的可控性和稳定性. 展开更多

关键词 微创外科手术机器人 人机力交互 强化学习 自适应导纳控制

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足腿式机器人虚拟机身模拟测试平台

5

作者 张哲 胡立坤 +3 位作者 王一飞 徐大也 刘恒佳 黄润辉 《广西大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2022年第5期1275-1285,共11页

针对现有足腿式机器人测试平台自由度少且缺乏变负载测试能力的问题,设计了“3+3”构型测试平台,并提出了一种非线性导纳控制策略,实现测试平台对待测单腿的动态力加载,模拟机身对单腿的力作用。建立“3+3”运动学模型;设计导纳控制器... 针对现有足腿式机器人测试平台自由度少且缺乏变负载测试能力的问题,设计了“3+3”构型测试平台,并提出了一种非线性导纳控制策略,实现测试平台对待测单腿的动态力加载,模拟机身对单腿的力作用。建立“3+3”运动学模型;设计导纳控制器将测试平台与待测单腿间的交互力转化为期望的运动轨迹;引入非线性期望阻尼与期望刚度提升动态力跟随性能。结果表明,非线性导纳控制策略较经典导纳控制策略动态力跟随性能有明显改善,实现测试平台对单腿较准确地动态力加载;通过多自由度复合加载较真实地模拟出足腿机器人机身对单腿的动态力交互过程。 展开更多

关键词 足腿式机器人 虚拟机身模拟 导纳控制 单腿性能测试平台 动态力交互

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基于共享控制的人机灵巧力触觉交互系统设计与实现 被引量：21

6

作者 于宁波 李思宜 +2 位作者 赵营泉 王奎 徐昌 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期602-611,共10页

人能够在复杂感知的相互协调下做出决策并完成灵巧操作。将视听觉和力触觉等不同模态相融合,可以提高操作者对虚拟场景或远程环境的感知,进而改善操作效果。如何协调人的操作和虚拟环境中目标机器人系统的自主性,则是人机交互中的一个... 人能够在复杂感知的相互协调下做出决策并完成灵巧操作。将视听觉和力触觉等不同模态相融合,可以提高操作者对虚拟场景或远程环境的感知,进而改善操作效果。如何协调人的操作和虚拟环境中目标机器人系统的自主性,则是人机交互中的一个关键问题。为此,本文基于Unity3D引擎建立了虚拟场景,并实现了omega.7力反馈平台与虚拟场景之间的通信。进而,创建了基于碰撞检测的虚拟距离传感器,实现了虚拟场景中目标机器人对周围环境的探测。然后,设计实现了人机力触觉交互共享控制算法,将人的智能决策与灵巧操作优势同目标机器人的自主算法相融合,使得目标机器人系统的控制权限可以在人手操作和机器人自主算法之间连续平滑转移。由此,实现了人与虚拟环境和目标机器人之间功能多样、场景逼真的视听觉和灵巧力触觉多模态交互,从而为医学、康复、军事、娱乐等领域中的人机交互提供了一种解决方案。 展开更多

关键词 人机灵巧力触觉交互 虚拟传感器 力触觉共享控制 多模态反馈 虚拟场景

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柔索牵引式力觉交互机器人控制策略 被引量：11

7

作者 宋达 张立勋 +3 位作者 王炳军 高源 薛峰 李来禄 《机器人》 EI CSCD 北大核心 2018年第4期440-447,共8页

为了让航天员在没有太空真实环境的地面上模拟太空环境进行虚拟作业训练,设计了一种与虚拟现实(VR)技术相结合的柔索牵引式力觉交互机器人.首先,根据微重力环境中物体的运动特性设计机器人的构型,建立移动平台、驱动单元、人推物体运动... 为了让航天员在没有太空真实环境的地面上模拟太空环境进行虚拟作业训练,设计了一种与虚拟现实(VR)技术相结合的柔索牵引式力觉交互机器人.首先,根据微重力环境中物体的运动特性设计机器人的构型,建立移动平台、驱动单元、人推物体运动过程的动力学模型并进行运动学分析.然后,针对系统冗余驱动及力控制任务,提出一种复合控制策略,即以柔索长度变化为速度控制内环,力的外环控制为力/速混合控制.最后,分别进行单柔索加载和人机系统力觉交互仿真分析,分析结果表明该控制策略可以使柔索驱动单元降低10%的恒力跟随误差并能稳定地跟随余弦力的变化,验证了该控制策略对多余力抑制的有效性. 展开更多

关键词 虚拟作业 力觉临场感 力/速混合控制 力觉交互

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面向盲人阅读的触觉交互服务框架构建与应用研究 被引量：12

8

作者 祁彬斌 胡玉宁 +1 位作者 朱学芳 朱庆华 《图书情报工作》 CSSCI 北大核心 2019年第14期20-29,共10页

[目的/意义]在全民阅读的推广过程中,满足视障人群的阅读需求、保证其阅读权益具备重要的社会意义。针对网络时代人们的阅读习惯和兴趣从传统的文本向文字、图像和图形等多元化进行拓展的发展趋势,通过对盲人阅读和力触觉自然交互的相... [目的/意义]在全民阅读的推广过程中,满足视障人群的阅读需求、保证其阅读权益具备重要的社会意义。针对网络时代人们的阅读习惯和兴趣从传统的文本向文字、图像和图形等多元化进行拓展的发展趋势,通过对盲人阅读和力触觉自然交互的相关问题进行探讨,提出一种面向盲人阅读的触觉交互服务框架。[方法/过程]盲人阅读的触觉交互服务框架在对触觉认知规律、感知特性进行分析的基础上,重点阐述触觉对象建构、触觉智能交互和触觉信息呈现等盲人阅读中的关键技术。引入典型的笔式触觉再现设备构建面向盲人阅读的触觉交互服务的实验平台,分阶段对信息资源触觉阅读的有效性和不同层级信息资源的可理解性进行实验。[结果/结论]实验结果表明,该平台在信息资源的盲人阅读方面拥有良好的沉浸感、交互性和可行性;同时验证不同层级的信息资源在触觉阅读和理解的难度上存在着差异,而干预训练的合理引入可有效提升操作者对信息资源的感知和识别能力。 展开更多

关键词 数字信息资源 盲人阅读 力触觉交互 触觉对象建构 干预训练

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用于触摸屏图像感知的指端力触觉再现系统 被引量：10

9

作者 余玉卿 宋爱国 +1 位作者 陈大鹏 赵国普 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期1523-1530,共8页

当用户与触摸屏交互时,有效和实时的力触觉交互技术对于增强现实感和沉浸感是非常重要的。设计了一种面向触摸屏图像信息感知的手指外骨架可穿戴式力触觉交互装置,利用平面四连杆机构作为外骨架传动机构,结合直流电机作为执行机构可为... 当用户与触摸屏交互时,有效和实时的力触觉交互技术对于增强现实感和沉浸感是非常重要的。设计了一种面向触摸屏图像信息感知的手指外骨架可穿戴式力触觉交互装置,利用平面四连杆机构作为外骨架传动机构,结合直流电机作为执行机构可为用户手部提供连续可控的力觉反馈,通过振动电机和压电陶瓷致动器提供两种类型的振动触觉反馈。该装置体积小、重量轻,功耗小,使用蓝牙通信,可扩展性强,方便使用及携带。为了表达图像中虚拟物体的空间力触觉信息,引入了实时的力触觉建模算法。当用户穿戴该装置在图像上滑动时,图像的一些特征信息将通过蓝牙与装置通信,包括每个像素点的形状高度和图像的边缘轮廓信息,能够使用户获得丰富的力触觉感受。最后,进行力触觉交互实验来评估该装置在表达触摸屏中图像的高度、轮廓和纹理等方面的性能。 展开更多

关键词 力触觉交互 手指外骨架 多模式 力触觉建模

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力觉交互控制的机械臂精密位姿控制技术 被引量：10

10

作者 王杰鹏 谢永权 +3 位作者 宋涛 于卫东 陈根良 王皓 《机械设计与研究》 CSCD 北大核心 2019年第4期47-52,共6页

针对卫星装配过程中关键零部件质量体积较大,不易装配的问题,提出了基于力觉交互控制的机械臂精密位姿控制技术,通过在机器人末端安装六维力/力矩传感器,实时获取机器人末端负载重力和末端所受外部作用力,并将负载重力和外部作用力解耦... 针对卫星装配过程中关键零部件质量体积较大,不易装配的问题,提出了基于力觉交互控制的机械臂精密位姿控制技术,通过在机器人末端安装六维力/力矩传感器,实时获取机器人末端负载重力和末端所受外部作用力,并将负载重力和外部作用力解耦,进而实现外部作用力对机械臂末端位姿的精密控制。同时,对机器人辅助装配控制系统及其架构进行了介绍,并提出了一种简单可行的六维力传感器标定方法。试验结果表明:该技术可以实现机器人末端位置的精密控制,具有结构简单、计算量小、操作方便等特点。 展开更多

关键词 卫星 机器人 力觉交互 自动化装配

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基于机械臂辅助的卫星柔顺装配技术研究 被引量：10

11

作者 刘仁伟 徐晓辉 +2 位作者 谢永权 陈小弟 侯鹏 《机电工程》 CAS 北大核心 2020年第5期532-536,共5页

针对卫星大型部件、重载单机装配中位姿调整、接触应力、重力卸载的控制问题,将机械臂辅助装配技术应用到了卫星装配中,提出了一种基于力传感交互控制的机械臂辅助柔顺装配技术。通过力传感器实时采集了机械臂末端作用力,进行了负载重... 针对卫星大型部件、重载单机装配中位姿调整、接触应力、重力卸载的控制问题,将机械臂辅助装配技术应用到了卫星装配中,提出了一种基于力传感交互控制的机械臂辅助柔顺装配技术。通过力传感器实时采集了机械臂末端作用力,进行了负载重力参数标定,提取了外力/力矩分量;建立了基于外部作用力/力矩控制的装配体位姿柔顺随动算法,对算法的误差识别及控制方法进行了分析;搭建了机械臂辅助柔顺装配系统,在某卫星结构舱板装配、星上单机装配中进行了应用实验。研究结果表明:力/力矩控制范围下限达到10 N/2 Nm,与传统装配方法相比,该技术具有位姿调整柔顺、装配接触应力可控、负载重力承载/卸载精确、适用于狭窄空间等优势。 展开更多

关键词 机械臂 力传感交互 柔顺调姿 卫星装配

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力觉交互设备的重力补偿实验研究 被引量：7

12

作者 李思桥 张玉茹 +1 位作者 曹永刚 戴晓伟 《机械设计与研究》 CSCD 北大核心 2007年第1期95-97,105,共4页

针对自主研发的力觉交互装置进行了重力补偿的实验研究,提出了重力补偿的实验算法,并验证了算法的有效性。首先利用拉格朗日方程的方法对机构进行重力补偿的原理性计算,得到电机为平衡重力所输出力矩的计算方法;然后以虚拟样机为基础,... 针对自主研发的力觉交互装置进行了重力补偿的实验研究,提出了重力补偿的实验算法,并验证了算法的有效性。首先利用拉格朗日方程的方法对机构进行重力补偿的原理性计算,得到电机为平衡重力所输出力矩的计算方法;然后以虚拟样机为基础,应用三维实体造型软件SolidWorks和机械动力学分析软件AD-AMS建立了力觉交互装置的虚拟样机,通过仿真分析验证了理论推导的正确性;最后通过力觉交互系统实验平台验证了重力补偿算法的有效性。 展开更多

关键词 力觉交互装置 自由空间 重力补偿 拉格朗日方程

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面向口腔临床操作的力觉交互装置控制系统设计与实现 被引量：6

13

作者 曹永刚 张玉茹 +1 位作者 王党校 李思桥 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期1086-1089,1099,共5页

正向和反向驱动性能决定了力觉人机交互系统的逼真性。控制系统的设计如同机械装置设计一样,是正向和反向驱动性能一项重要的影响因素。作者论述了力觉交互装置的控制系统设计与实现方法,并有效的控制设备完成了虚拟墙和虚拟牙面探查实... 正向和反向驱动性能决定了力觉人机交互系统的逼真性。控制系统的设计如同机械装置设计一样,是正向和反向驱动性能一项重要的影响因素。作者论述了力觉交互装置的控制系统设计与实现方法,并有效的控制设备完成了虚拟墙和虚拟牙面探查实验。首先,针对该系统的驱动性能指标,分析确定了系统的控制结构和实施方案,着重讨论了电机和驱动器的匹配选型和驱动性能,提出了电机选型的两条依据;然后讨论了系统硬件驱动函数库的开发与实现;最后通过虚拟墙和牙面探查操作实验,验证了系统在约束空间和自由空间的驱动性能。 展开更多

关键词 力觉交互系统 牙科手术培训系统 控制系统 力矩控制

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基于力触觉手柄的虚拟环境力反馈交互系统稳定性分析 被引量：7

14

作者 李会军 谢桂平 +1 位作者 宋爱国 李博维 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期162-170,共9页

基于力触觉手柄的虚拟环境(VE)力反馈系统在人机交互领域得到广泛应用,稳定性是系统正常工作的前提。首先将力反馈设备、虚拟交互环境以及操作者作为独立模块单独建模,再基于阻抗再现方法建立力反馈交互系统闭环控制模型,并利用赫尔维... 基于力触觉手柄的虚拟环境(VE)力反馈系统在人机交互领域得到广泛应用,稳定性是系统正常工作的前提。首先将力反馈设备、虚拟交互环境以及操作者作为独立模块单独建模,再基于阻抗再现方法建立力反馈交互系统闭环控制模型,并利用赫尔维兹判据推导了系统稳定的条件,利用频率响应函数分析了刚度和阻尼、零阶保持器的信号保持时间间隔以及操作者阻抗对系统稳定性的影响,给出了虚拟刚度、虚拟阻尼以及操作者阻抗等影响因素的临界稳定条件。利用研制的力反馈触觉手柄构建了实验系统并进行了实验研究,针对不同的力反馈频率和不同的阻抗分析了不同条件下的系统稳定性。实验结果证明了理论分析的正确性。 展开更多

关键词 力触觉交互 稳定性分析 力触觉手柄 虚拟环境

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用于软组织变形仿真的层状菱形链连接模型 被引量：7

15

作者 张小瑞 宋爱国 +1 位作者 孙伟 崔桐 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第3期473-479,共7页

为提高软组织变形仿真的精度与实时性,提出一种新颖的、基于物理意义的层状菱形链连接模型.该模型中每层各个链结构单元相对位移的叠加对外等效为物体表面的变形,与之相连的弹簧弹性力的合力等效为物体表面接触力.利用6-DOFDelta手控器... 为提高软组织变形仿真的精度与实时性,提出一种新颖的、基于物理意义的层状菱形链连接模型.该模型中每层各个链结构单元相对位移的叠加对外等效为物体表面的变形,与之相连的弹簧弹性力的合力等效为物体表面接触力.利用6-DOFDelta手控器构建了力触觉交互实验系统,使用虚拟软组织模型进行按压、拉拽等交互操作,并通过反馈力产生触觉感.实验结果表明,该模型不仅计算简单,而且能够保证触觉接触力和变形计算具有较高精度;同时在交互过程中,力触觉感觉平稳、模拟效果逼真、满足虚拟现实系统对精细作业和实时性的要求. 展开更多

关键词 层状菱形链连接模型 软组织变形 实时仿真 力触觉交互

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基于虚拟3D视觉和力觉交互的SEM遥纳操作系统 被引量：5

16

作者 李东洁 荣伟彬 +2 位作者 孙立宁 肖万哲 邹宇 《机器人》 EI CSCD 北大核心 2013年第1期52-59,66,共9页

为增强纳米操作的交互性,本文结合虚拟现实技术,借助力觉反馈设备搭建了基于虚拟3D视觉反馈与虚拟力觉反馈的遥纳操作平台.为确保虚拟环境能够正确反映真实的纳米操作环境,对虚拟模型的碰撞检测和力觉渲染进行了详细设计;同时在力觉反... 为增强纳米操作的交互性,本文结合虚拟现实技术,借助力觉反馈设备搭建了基于虚拟3D视觉反馈与虚拟力觉反馈的遥纳操作平台.为确保虚拟环境能够正确反映真实的纳米操作环境,对虚拟模型的碰撞检测和力觉渲染进行了详细设计;同时在力觉反馈设备和虚拟环境之间引入虚拟匹配环节保证力觉交互接口的稳定,增强主端控制模块的协调性.为实现准确的纳米操作,采用基于兴趣区域的图像特征方法提取探针深度信息,快速建立图像模糊度与探针到基底的距离的关系,实现对探针的闭环控制.最后,利用所述的系统平台以及操作方法,完成了单根ZnO纳米线的转移实验. 展开更多

关键词 遥纳操作 虚拟力觉交互 虚拟3D视觉交互 SEM(扫描电子显微镜)

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基于体感检测器件的悬浮真三维显示力触觉交互 被引量：4

17

作者 李炜 李海峰 +1 位作者 徐良 西瞳 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期121-126,共6页

三维(3D)显示以其自然直观的方式受到广泛关注。提出一种基于悬浮真三维显示系统的指套式力触觉交互方法。通过Leap Motion提取指尖坐标,利用双目相机实现光场显示区域和交互区域的坐标转换;判断手与显示区域的位置关系,传递信号使指套... 三维(3D)显示以其自然直观的方式受到广泛关注。提出一种基于悬浮真三维显示系统的指套式力触觉交互方法。通过Leap Motion提取指尖坐标,利用双目相机实现光场显示区域和交互区域的坐标转换;判断手与显示区域的位置关系,传递信号使指套振动,从而完成力触觉交互。结果表明,利用所提方法可以完成光场显示区域和交互区域的坐标转换,转换精度在5 mm以内。当用户与三维显示模型交互时,有效和实时的力触觉交互有助于增强真实的感官体验。 展开更多

关键词 机器视觉 三维交互 指套式 力触觉交互 实时交互

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虚拟软组织针刺与力觉交互 被引量：5

18

作者 高瞻 潘飞 +2 位作者 王杰华 潘海燕 蒋峥峥 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第10期2453-2459,共7页

对人体软组织进行针刺/穿刺是临床医学普遍使用的诊疗手段,对医者的操作水平要求较高,因此亟需逼真、有效的训练模式。解决方案之一是采用虚拟现实技术来提供针刺训练。针刺过程中软组织的变形仿真和穿刺针与软组织互相作用导致的力觉交... 对人体软组织进行针刺/穿刺是临床医学普遍使用的诊疗手段,对医者的操作水平要求较高,因此亟需逼真、有效的训练模式。解决方案之一是采用虚拟现实技术来提供针刺训练。针刺过程中软组织的变形仿真和穿刺针与软组织互相作用导致的力觉交互,是实现虚拟针刺训练平台的关键问题。为了解决此难题,我们研究了针刺过程的力学模型,采用线性有限元模型实现了软组织的变形仿真,基于线性插值来计算摩擦力,构建了穿刺针和软组织的粘滑运动模型,较好的反映了软组织针刺过程中的物理现象和特性,并实现了软组织针刺的力觉交互。实验结果表明,仿真过程和力觉交互能够较为真实地体现软组织针刺过程。 展开更多

关键词 虚拟现实 软组织 针刺 力觉交互 变形仿真

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柔性体力触觉形变模型研究 被引量：5

19

作者 方艳红 吴斌 杨正宜 《计算机工程与应用》 CSCD 2012年第14期51-55,73,共6页

针对虚拟现实力触觉交互中柔性体受力与形变的复杂关系,提出一种基于球面调和函数(SphericalHarmonic,SPHARM))的柔性体力触觉仿真模型。利用SPHARM的正交归一、旋转不变、多尺度等特性完成柔性体几何模型的准确表达;将柔性体在不同作... 针对虚拟现实力触觉交互中柔性体受力与形变的复杂关系,提出一种基于球面调和函数(SphericalHarmonic,SPHARM))的柔性体力触觉仿真模型。利用SPHARM的正交归一、旋转不变、多尺度等特性完成柔性体几何模型的准确表达;将柔性体在不同作用力下的形变模型映射到共同的参照系统中,在共同的参照系统中,利用主成分分析方法(Principal Components Analysis,PCA)完成柔性体在不同作用力下的形变比较,根据简化后的波动方程计算物体形变后的反馈力。实验结果表明,该方法可以准确表达柔性体的形变过程,适用于柔性体力触觉实时交互研究。 展开更多

关键词 力触觉交互 球面调和函数 形变模型 主成分分析

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指端可穿戴式力触觉交互装置设计与评估 被引量：5

20

作者 莫依婷 宋爱国 秦欢欢 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期161-168,共8页

可穿戴式力触觉交互技术作为力触觉交互技术的一个分支,可以为操作者提供更为真实、自然的人机交互体验。设计了一种指端可穿戴式力触觉交互装置,装置由穿戴于腕部的控制盒以及穿戴于指尖的部分组成,穿戴于指尖的部分重约30g,尺寸为38mm... 可穿戴式力触觉交互技术作为力触觉交互技术的一个分支,可以为操作者提供更为真实、自然的人机交互体验。设计了一种指端可穿戴式力触觉交互装置,装置由穿戴于腕部的控制盒以及穿戴于指尖的部分组成,穿戴于指尖的部分重约30g,尺寸为38mm×31mm×50mm。装置采用连杆机构,可实现三自由度的力触觉反馈。装置使用蓝牙通信,具有小型轻便、穿戴方便的特点。通过方向感知与识别实验证明,装置可在指腹面产生8个有效的方向性信息,而且每个方向都可以为人所正确感知。此外,虚拟环境交互实验证明,装置可帮助人在虚拟环境中控制交互力的大小,并提高人机交互的效率。 展开更多

关键词 指端可穿戴式装置 力触觉交互 连杆机构

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