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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
1
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。
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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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职称材料
面向多点交互的多模态振动反馈触觉再现系统
被引量：
6
2
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。
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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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职称材料
题名
基于振动和磁力式重力场的多点力触觉再现系统
1
作者
陆熊
雷雄文
章传龙
吴云龙
宋爱国
机构
南京航空航天大学自动化学院
东南大学仪器科学与工程学院
出处
《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
基金
国家自然科学基金资助项目(61773205)
江苏省自然科学基金资助项目(BK20211186)
国家级大学生创新创业训练计划资助项目(202410287014Z).
文摘
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。
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
Keywords
multi-point haptic rendering
vibration based tactile rendering
magnetic gravity force rendering
object grab-and-place task
finite element analysis
分类号
TP242.6 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
TP391.9 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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职称材料
题名
面向多点交互的多模态振动反馈触觉再现系统
被引量：
6
2
作者
陆熊
林闽旭
高永强
黄晓梅
陈春晓
刘佳
机构
南京航空航天大学自动化学院
南京信息工程大学自动化学院
出处
《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
基金
国家自然科学基金面上基金资助项目(61773205,61773219)
南京航空航天大学基本科研业务费专项资助项目(NS2019018)
南京航空航天大学研究生创新基地(实验室)开放基金资助项目(kfjj20190307)。
文摘
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。
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
Keywords
Leap Motion
human-computer interaction
finger position tracking
vibration haptic rendering
multi-contact interaction
分类号
TP242.6 [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
基于振动和磁力式重力场的多点力触觉再现系统
陆熊
雷雄文
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
0
在线阅读
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职称材料
2
面向多点交互的多模态振动反馈触觉再现系统
陆熊
林闽旭
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
6
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职称材料
已选择
0
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