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基于变刚度与力反馈的虚拟3D画笔触觉行为
1
作者
黄磊
侯增选
+2 位作者
李楠楠
张迪靖
苏金辉
《湖南大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第8期49-59,共11页
针对汽车工业中虚拟油泥模型外观设计问题,采用一种六自由度输入设备并基于实时力反馈交互技术,提出一种新型的变刚度画笔模型以及触觉装饰方法,实现在虚拟三维物体表面实时触觉绘制与外观装饰.基于变刚度弹性理论,深入研究虚拟3D画笔...
针对汽车工业中虚拟油泥模型外观设计问题,采用一种六自由度输入设备并基于实时力反馈交互技术,提出一种新型的变刚度画笔模型以及触觉装饰方法,实现在虚拟三维物体表面实时触觉绘制与外观装饰.基于变刚度弹性理论,深入研究虚拟3D画笔的触觉行为.首先,采用一种弯曲弹簧振子模型来构建3D画笔的力学模型,并分析虚拟画笔实时变形与承受的绘制力之间的内在关系;接着,基于一种加权平均距离的碰撞算法,研究虚拟画笔与虚拟3D物体之间的碰撞检测问题;采用一种球扩展操作以获得弯曲画笔的最小包围球,进而计算得到虚拟投影平面;根据在一个采样点处的画笔变形,得到虚拟投影平面上的二维笔触;通过将二维画笔笔触实时地映射到三维对象表面,便可以得到三维笔触;沿着三维绘制方向,通过控制绘制力矩并叠加不同大小、形状的3D笔触便可得到3D笔道.仿真对比实验结果表明,所采用的画笔模型及方法可以有效增强用户虚拟绘制时的真实性.
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关键词
计算机触觉
人机交互
实时力反馈
变刚度
碰撞检测
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职称材料
题名
基于变刚度与力反馈的虚拟3D画笔触觉行为
1
作者
黄磊
侯增选
李楠楠
张迪靖
苏金辉
机构
大连理工大学机械工程学院
出处
《湖南大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第8期49-59,共11页
基金
国家自然科学基金资助项目(51175058)
国家重点基础研究发展计划(973计划)项目(2014CB046604)。
文摘
针对汽车工业中虚拟油泥模型外观设计问题,采用一种六自由度输入设备并基于实时力反馈交互技术,提出一种新型的变刚度画笔模型以及触觉装饰方法,实现在虚拟三维物体表面实时触觉绘制与外观装饰.基于变刚度弹性理论,深入研究虚拟3D画笔的触觉行为.首先,采用一种弯曲弹簧振子模型来构建3D画笔的力学模型,并分析虚拟画笔实时变形与承受的绘制力之间的内在关系;接着,基于一种加权平均距离的碰撞算法,研究虚拟画笔与虚拟3D物体之间的碰撞检测问题;采用一种球扩展操作以获得弯曲画笔的最小包围球,进而计算得到虚拟投影平面;根据在一个采样点处的画笔变形,得到虚拟投影平面上的二维笔触;通过将二维画笔笔触实时地映射到三维对象表面,便可以得到三维笔触;沿着三维绘制方向,通过控制绘制力矩并叠加不同大小、形状的3D笔触便可得到3D笔道.仿真对比实验结果表明,所采用的画笔模型及方法可以有效增强用户虚拟绘制时的真实性.
关键词
计算机触觉
人机交互
实时力反馈
变刚度
碰撞检测
Keywords
computer haptics
human-computer interaction
real-time force feedback
variable stiffness
collision detection
分类号
TP23 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于变刚度与力反馈的虚拟3D画笔触觉行为
黄磊
侯增选
李楠楠
张迪靖
苏金辉
《湖南大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020
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