用于盲人的图像振动触觉显示系统设计 被引量：8

1

作者 吴涓 宋振中 +2 位作者 吴伟雄 李莅圆 宋爱国 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期973-977,共5页

为了帮助视觉障碍者以振动触觉方式感知图像信息,设计了一个能自动采集图像信息并将图像轮廓转换为振动触觉刺激的触觉显示系统.该系统主要由摄像头和基于嵌入式系统的8×8振动触觉刺激阵列组成.系统能通过摄像头采集图片信息,提取... 为了帮助视觉障碍者以振动触觉方式感知图像信息,设计了一个能自动采集图像信息并将图像轮廓转换为振动触觉刺激的触觉显示系统.该系统主要由摄像头和基于嵌入式系统的8×8振动触觉刺激阵列组成.系统能通过摄像头采集图片信息,提取物体二维轮廓特征,并以顺时针链表形式依次触发振动电机,产生动态振动触觉刺激,让佩戴者通过触觉刺激感知图像中物体轮廓特征.实验表明,该原理样机系统具有实时性好、携带方便的优点.动态振动触觉编码的方法符合人的触觉感知特性,对封闭轮廓物体形状的触觉提示识别率较高. 展开更多

关键词 振动触觉 图像特征提取 触觉显示

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基于振动触觉的移动机器人为人导航系统 被引量：3

2

作者 刘杰 宋光明 +3 位作者 彭璜 张颖 杨茜 宋爱国 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期1013-1019,共7页

为了给视觉障碍者或助航需求者自主行走提供帮助、减轻其心理负担,设计了一种基于振动触觉的移动机器人为人导航系统.该系统通过移动机器人搭载Kinect体感设备为使用者提供其姿态信息,再结合振动触觉腕带装置的反馈实现机器人为人导航... 为了给视觉障碍者或助航需求者自主行走提供帮助、减轻其心理负担,设计了一种基于振动触觉的移动机器人为人导航系统.该系统通过移动机器人搭载Kinect体感设备为使用者提供其姿态信息,再结合振动触觉腕带装置的反馈实现机器人为人导航的功能,即引导使用者在预先规划好的路径上行走.整个为人导航过程中使用者和机器人之间的相对距离和相对角度收敛到给定值,最终确保在机器人的引导下按照给定路径使得使用者安全准确到达目的地.基于领导者跟随者控制模型,提出了适合本系统的人机协作控制算法,进行了振动触觉识别率实验,完成了本系统在平坦地面轨迹跟踪实验和对起伏地面的适应能力测试,验证了算法的正确性与可行性.最后,对本系统抗干扰能力进行实验分析,以验证系统的鲁棒性. 展开更多

关键词 振动触觉 为人导航 移动机器人 人机协作

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振动触觉的量化感知与触觉文字编码设计 被引量：5

3

作者 褚少微 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第6期1046-1052,共7页

针对移动设备上实现触觉交互和触觉阅读文字的难题,提出一种触觉感知量化和编码模型,并设计了振动数量索引字符表和摩斯电码2种触觉文字编码方案.该模型首先对振动触觉的振动时长、间隔时长、连续振动次数进行量化设计;然后通过实验测... 针对移动设备上实现触觉交互和触觉阅读文字的难题,提出一种触觉感知量化和编码模型,并设计了振动数量索引字符表和摩斯电码2种触觉文字编码方案.该模型首先对振动触觉的振动时长、间隔时长、连续振动次数进行量化设计;然后通过实验测定用户对振动量化感知的数值;再对不同的振动时长和振动次数进行编码;最后组合不同的编码来表达文字.对编码文字的用户识别率及满意度的可用性评估实验的结果表明,通过对振动触觉进行量化感知设计和编码可以有效地提高触觉阅读效率,比传统基于盲文等的编码方案具有更高的阅读效率及更好的易用性;文中模型可在移动设备上设计触觉交互界面,实现高效的触觉文字阅读系统. 展开更多

关键词 振动触觉 触觉文字编码 触觉界面 触觉建模

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基于振动触觉感知研究的头戴预警设备开发设计 被引量：1

4

作者 欧静 方滢洁 罗菁 《包装工程》 CAS 北大核心 2021年第22期94-102,共9页

目的在预警场景下应用振动触觉传递警报信号以弥补受损的感觉通道,探索头戴振动设备的合理形式,从而为头戴振动设备的工业设计提供指导。方法围绕空间分布位置、时间和振动参数设置实验,研究振动触觉的特征,提出一种振动触觉系统。在实... 目的在预警场景下应用振动触觉传递警报信号以弥补受损的感觉通道,探索头戴振动设备的合理形式,从而为头戴振动设备的工业设计提供指导。方法围绕空间分布位置、时间和振动参数设置实验,研究振动触觉的特征,提出一种振动触觉系统。在实验一中,对头部进行触觉感知性测量以比较不同位置的灵敏性,确定振动作用于头部的适宜部位。在实验二中,组合不同的时间模式以及强弱程度形成7种振动模式,通过比较得出适于传达警报信息的触觉模式。基于实验结论,设计出一款应用于建筑工地场景下的工程预警头盔。结果前额无毛区域与颞部中央区域感受性最灵敏;时间间隔短、强度高的振动模式更适于传达警报信息。结论感知实验的结论为振动组件的布置和振动警报模式的参数设定提供了依据,并有效地被运用于针对具体场景的头戴设备设计中。 展开更多

关键词 振动触觉 预警 头戴设备设计 触觉感知性 振动模式

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振动触觉感觉统合训练在偏瘫治疗中的有效性验证 被引量：13

5

作者 宋志尚 洪跃镇 +1 位作者 季林红 邵鹏 《中国康复医学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2017年第8期928-932,共5页

目的:对脑损伤偏瘫患者下肢进行运动训练,并用振动触觉提示方法,验证感觉统合训练对偏瘫患者的有效性。方法:将研制的康复训练平台应用到偏瘫患者的临床实验中,结合振动触觉反馈方式进行训练,以健侧肢体作为康复标准,对患者进行振动触... 目的:对脑损伤偏瘫患者下肢进行运动训练,并用振动触觉提示方法,验证感觉统合训练对偏瘫患者的有效性。方法:将研制的康复训练平台应用到偏瘫患者的临床实验中,结合振动触觉反馈方式进行训练,以健侧肢体作为康复标准,对患者进行振动触觉提示。训练前后对患者患侧下肢进行Brunnstrom分期。利用角度传感器测量患者下肢的运动,并在频域上进行处理分析,计算出一种康复指标,同训练后的Brunnstrom分期结果进行对比。结果:患肢膝关节在健侧提示下的运动频率,相对于患侧振动提示下的更高,患者在健侧振动提示下更能准确地完成运动;健侧振动提示时,患肢的运动频率仍低于理论值,无法非常准确地与感觉刺激提示相配合完成运动;Brunnstrom分期评价与计算出的康复指标有很强的相关性。结论:健侧的感觉功能较为正常,而患肢感觉及运动功能存在障碍;振动触觉提示方案的康复指标能有效描述患者的运动和感觉功能恢复情况,振动触觉与运动统合训练对偏瘫患者下肢康复有一定效果。 展开更多

关键词 感觉统合训练 振动触觉 脑损伤 偏瘫

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振动触觉频率信息的工作记忆容量及存储机制 被引量：2

6

作者 王春地 王大辉 《心理科学进展》 CSSCI CSCD 北大核心 2021年第7期1141-1148,共8页

工作记忆可以同时保存多个信息并且容量有限,这一内在机制是工作记忆研究的重点问题。视觉和言语等研究领域都发现工作记忆能够存储多个信息单元,但对振动触觉工作记忆是否能存储多个频率信息目前尚无相关研究。由于振动触觉频率刺激和... 工作记忆可以同时保存多个信息并且容量有限,这一内在机制是工作记忆研究的重点问题。视觉和言语等研究领域都发现工作记忆能够存储多个信息单元,但对振动触觉工作记忆是否能存储多个频率信息目前尚无相关研究。由于振动触觉频率刺激和视觉刺激具有不同的神经编码机制,以及振动频率信息是通过躯体感觉产生的模拟的、单维的、参数化信息,振动触觉工作记忆容量及其加工存储机制的研究也必不可少。首先,本项目将采用新的实验范式,探究不同的刺激呈现方式以及不同反应报告方式下,振动触觉工作记忆的容量及其认知机制。其次,本项目也将同时运用功能磁共振成像(fMRI)技术,来阐述振动触觉工作记忆加工存储的神经机制。探究基于触觉频率信息的参数工作记忆容量及其神经机制是完善工作记忆模型的重要补充,将有助于提高我们对工作记忆系统的理解,并为视觉、听觉、触觉多模态感知觉信息的跨通道研究奠定基础。 展开更多

关键词 振动触觉工作记忆 工作记忆容量 振动频率 感觉模态 参数工作记忆

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面向机器识别-人类感知的联合振动触觉编码

7

作者 房颖 徐艺文 赵铁松 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第5期42-51,共10页

为了精确地传输信号内容含义,实现智能识别与信号重建,针对振动触觉信号,提出了一种面向机器识别-人类感知的联合编码方案。在编码端,将三维振动信号转化为一维信号,采用短时傅里叶变换提取信号的语义信息,并实现语义信息高效压缩与表... 为了精确地传输信号内容含义,实现智能识别与信号重建,针对振动触觉信号,提出了一种面向机器识别-人类感知的联合编码方案。在编码端,将三维振动信号转化为一维信号,采用短时傅里叶变换提取信号的语义信息,并实现语义信息高效压缩与表征。在解码端,基于语义信息采用全卷积神经网络实现触觉的智能识别;同时,将原始信号与基于语义信息的重构信号的残差值作为语义信息的补偿,逐步提高重构信号的质量,满足人类感知需求。实验结果表明,所提方案用较低比特率的语义信息实现触觉识别,同时在满足人类感知需求情况下,触觉数据的压缩效率有所提高。 展开更多

关键词 触觉 语义信息 感知质量 联合编码 智能识别 振动触觉

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基于振动和磁力式重力场的多点力触觉再现系统

8

作者 陆熊 雷雄文 +2 位作者 章传龙 吴云龙 宋爱国 《东南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期603-610,共8页

力触觉再现技术能够有效提高人机交互的质量,拓宽人机交互的应用领域。针对现有力触觉再现往往仅提供单一力觉或触觉再现的局限性,以及面向人手灵巧操作的交互需求,本文提出了一种基于振动触觉和磁力式重力场的多点力触觉再现系统。该... 力触觉再现技术能够有效提高人机交互的质量,拓宽人机交互的应用领域。针对现有力触觉再现往往仅提供单一力觉或触觉再现的局限性,以及面向人手灵巧操作的交互需求,本文提出了一种基于振动触觉和磁力式重力场的多点力触觉再现系统。该系统由基于振子的触觉再现模块,电磁铁阵列重力场再现模块,人手位置检测模块,穿戴于操作者大拇指、食指、中指的3个指尖振动和重力感知模块组成。基于Ansys Maxwell有限元分析和实验验证,确定了以3×3的电磁铁阵列为基本单元的反向电流激励模式,进一步提出三维位置自适应的重力场激励算法,实现了7 cm×7 cm×20 cm范围内的振动触觉反馈和重力场感知。开展了6人参与的多模式物品抓取和放置实验。相对无力触觉反馈模式,提供振动和重力场力触觉反馈时的平均任务用时减少了44%,验证了本文设计的多点力触觉再现系统的有效性。 展开更多

关键词 多点力触觉再现 振动触觉再现 磁力式重力场再现 物品抓取和放置 有限元仿真

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面向多点交互的多模态振动反馈触觉再现系统 被引量：7

9

作者 陆熊 林闽旭 +3 位作者 高永强 黄晓梅 陈春晓 刘佳 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期52-57,共6页

近年来,多点交互和多模态融合的力触觉再现系统由于能够进一步提高人机交互的真实感,已经成为该领域的研究热点。基于Leap Motion的多手指位置检测模块、振动触觉再现模块、NRF51822蓝牙通信模块、视觉再现模块和CHAI3D构建的虚拟环境等... 近年来,多点交互和多模态融合的力触觉再现系统由于能够进一步提高人机交互的真实感,已经成为该领域的研究热点。基于Leap Motion的多手指位置检测模块、振动触觉再现模块、NRF51822蓝牙通信模块、视觉再现模块和CHAI3D构建的虚拟环境等,设计实现了多点自然交互的、触觉和视觉相融合多模态触觉再现系统。为了验证系统的可行性和有效性,开展了虚拟物体轮廓感知实验和立方体放置任务实验。实验结果表明:虚拟物体轮廓感知实验平均识别率为87.9%;相比单一视觉再现模式,视觉和触觉再现融合模式完成相同任务的时间能节省47.7%。所设计的多点交互触觉再现系统,具有成本低、体积小和控制方法简单等优点,为促进多模态人机交互技术的发展和广泛应用奠定了重要基础。 展开更多

关键词 Leap Motion 人机交互 手指位置检测 振动触觉再现 多点交互

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振动式片针组合表面粗糙度触觉再现研究 被引量：1

10

作者 李朝东 武素星 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2013年第5期845-850,914-915,共6页

振动式片针组合触觉显示器是在切向和法向上分别对片阵和针阵施加非耦合的压电和电磁激振驱动,使振子振动的方位、振幅、频率都可以组合和控制,从而实现多种表面纹理触摸感的再现。笔者利用该触觉显示器开展了表面粗糙度的再现研究,引... 振动式片针组合触觉显示器是在切向和法向上分别对片阵和针阵施加非耦合的压电和电磁激振驱动,使振子振动的方位、振幅、频率都可以组合和控制,从而实现多种表面纹理触摸感的再现。笔者利用该触觉显示器开展了表面粗糙度的再现研究,引入不同阶灰度色彩的原理,横向振动采用片阵激发光滑触感,纵向振动采用针阵激发粗糙触感,并交织在一起同时刺激指尖皮肤,产生某种特定粗糙度触感。机械量测试和人心理实验结果都证实了这种片阵针阵组合振动激发对于不同粗糙度纹理再现是有效的。 展开更多

关键词 触觉显示器 振动触觉 压电致动器 电磁激振器 表面粗糙度

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移动终端信息的振动式触觉信号编码表征方法 被引量：1

11

作者 尹馨予 苏宇宁 孙晓颖 《吉林大学学报（理学版）》 CAS 北大核心 2022年第3期705-712,共8页

针对视听障碍群体无法通过触觉交互操作获取移动设备信息的问题,提出一种利用多感知强度的振动触觉信号对移动设备上的信息进行编码的方法,用于区分信息种类或内容.首先,通过测试感知阈值确定振动触觉信号的频率、持续时间和间隔的感知... 针对视听障碍群体无法通过触觉交互操作获取移动设备信息的问题,提出一种利用多感知强度的振动触觉信号对移动设备上的信息进行编码的方法,用于区分信息种类或内容.首先,通过测试感知阈值确定振动触觉信号的频率、持续时间和间隔的感知强度,并将信号调整到可接受的水平;其次,根据主观感知强度差异和编码组合方式提出等长编码和变长编码,用于信息的触觉编码传输;最后,通过信息理论对有限编码信息的识别结果进行评估.实验结果表明,该方法可提高信息触觉判定的正确率,且变长编码与等长编码相比具有更好的识别率和传输效率. 展开更多

关键词 编码信息 振动触觉信号 心理物理学 信息理论 移动设备

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基于纹理图像和用户动作信息的纹理触觉再现方法研究 被引量：2

12

作者 陈大鹏 陈庚 +2 位作者 刘佳 方映平 张运杰 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期145-154,共10页

近年来,对虚拟表面纹理进行工具介导的振动触觉再现已经成为触觉领域的一个研究热点。针对已有的纹理触觉渲染方法还存在适用范围窄、泛化能力弱、交互真实感低等问题,以改进后的MelGAN为基本网络,构建了一种新的纹理触觉渲染模型。该... 近年来,对虚拟表面纹理进行工具介导的振动触觉再现已经成为触觉领域的一个研究热点。针对已有的纹理触觉渲染方法还存在适用范围窄、泛化能力弱、交互真实感低等问题,以改进后的MelGAN为基本网络,构建了一种新的纹理触觉渲染模型。该模型以纹理图像和用户的实时动作信息为输入,在能够高保真地生成振动触觉信号的同时,对常见纹理图像拥有更好的泛化能力。此外,设计了一款具有动作信息实时采集和振动触觉表达功能的笔式装置。在采集了数据库之外的真实纹理表面的振动触觉信号后,比较了提出的模型与已有方法在信号生成方面的性能差异。结果表明,模型实现了最低的均方根误差(0.173),验证了其对未建模纹理进行触觉渲染的能力。最后,使用笔式装置进行了两项用户实验。平均6.01的主观相似度评分说明,即使是数据库之外的新纹理,模型也能为用户提供较高的纹理交互真实感。 展开更多

关键词 纹理触觉渲染 深度学习 动作信息 笔式交互 振动触觉反馈

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基于多感官交互的阿尔茨海默老人智能穿戴产品设计研究 被引量：6

13

作者 欧静 谭瑜 +2 位作者 方滢洁 康庆春 许盈 《包装工程》 CAS 北大核心 2023年第10期116-124,共9页

目的研究听觉、触觉与视觉多感官刺激因素介入阿尔茨海默病老人护理的反馈效果,借助智能软硬件技术增强其对音乐的感知,设计多感官交互的老人智能穿戴产品。方法根据感知替换及通感原理,创建能够将音乐转化为振动及视觉信息的感官替代方... 目的研究听觉、触觉与视觉多感官刺激因素介入阿尔茨海默病老人护理的反馈效果,借助智能软硬件技术增强其对音乐的感知,设计多感官交互的老人智能穿戴产品。方法根据感知替换及通感原理,创建能够将音乐转化为振动及视觉信息的感官替代方法,并通过实验测试分别验证听–触觉和听–触–视觉两类多感官交互原型的可行性。结果在融合听–触觉的基础上加入视觉设计,可以更好地激发老人的言语行为能力。在收集被试者使用反馈分析结论的基础上设计了一款指尖振动音乐可穿戴设备——指尖钢琴,通过提供以触觉、听觉、视觉融合的多感官体验来促进患者的主动行为。结论多感官交互产品的设计对改善阿尔茨海默病患者的情绪和主动行为具有一定的效果,对老年患者身体健康和生活质量的提高具有积极意义。 展开更多

关键词 阿尔茨海默病(AD) 多感官交互 感知替换 振动触觉 可穿戴设计

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