骨科虚拟手术的视觉与力觉融合交互算法

1

作者 王清辉 方道鑫 +4 位作者 池梓鹏 倪建龙 谢海龙 李静蓉 李春海 《华南理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第9期76-85,共10页

实时的视觉和精细的力觉融合交互算法是实现虚拟手术训练中精准“手感”的关键。为减少存储空间,提高计算效率,精确计算骨铣削过程中的切削力,平衡视觉和力觉融合的交互效果,该文提出了一种基于Tri-dexel模型的视觉与力觉融合交互算法... 实时的视觉和精细的力觉融合交互算法是实现虚拟手术训练中精准“手感”的关键。为减少存储空间,提高计算效率,精确计算骨铣削过程中的切削力,平衡视觉和力觉融合的交互效果,该文提出了一种基于Tri-dexel模型的视觉与力觉融合交互算法。首先,采用Tri-dexel模型表示骨与医用铣刀,通过布尔运算、快速表面重建及渲染算法实现虚拟骨铣削操作过程中的实时几何变形计算;接着,结合医用铣刀的几何参数,提出基于微元切削力的骨铣削力觉交互模型,利用骨与医用铣刀Tri-Dexel模型之间布尔运算的结果,快速精确求解瞬时未变形切屑厚度;然后,通过槽切实验完成对切削力系数的辨识,并对该力觉模型进行验证分析,实现虚拟骨铣削操作过程中的力觉渲染;最后,基于上述算法搭建骨科虚拟手术训练系统,通过实验对视觉与力觉融合交互算法进行测试与评估。结果表明:力觉模型的预测结果与实验测量结果吻合较好,力的平均相对误差在7%以下;该算法能够同时满足30 Hz的视觉刷新频率以及1 kHz的力觉刷新频率要求;所搭建的骨科虚拟手术训练系统能够为用户提供高沉浸感的虚拟骨铣削操作训练,可有效提高用户的手眼协调能力。 展开更多

关键词 虚拟手术 力反馈 力觉交互 Tri-dexel模型 切削力

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狭窄管道遥操作机器人的视触反馈交互技术研究 被引量：1

2

作者 高晶晶 缪天缘 +2 位作者 曾洪 李沛奇 宋爱国 《中国测试》 北大核心 2025年第4期1-8,38,共9页

通风管道结构复杂且空间狭窄,需要管道遥操作机器人辅助巡检和维护。在使用遥操作控制管道机器人运动时,仅通过摄像头视频2D画面观察,存在因操作员空间感知度有限致使机器人易与管壁碰撞的问题。针对该问题,文章搭建面向狭窄管道巡检的... 通风管道结构复杂且空间狭窄,需要管道遥操作机器人辅助巡检和维护。在使用遥操作控制管道机器人运动时,仅通过摄像头视频2D画面观察,存在因操作员空间感知度有限致使机器人易与管壁碰撞的问题。针对该问题,文章搭建面向狭窄管道巡检的主从遥操作机器人系统,并提出立体视觉反馈和振动触觉反馈相结合的管道机器人视触反馈交互方法。通过摄像头视频和视触反馈两种条件下的对比实验,文章评估在丁字型管道和十字型管道中10名受试者操作机器人在管道内的碰撞次数、运动轨迹长度和任务工作负荷三个指标上的表现。实验结果显示,文章所提出的视触反馈交互方法在各指标上均优于传统方式,其中碰撞次数在丁字型管道和十字型管道中分别减少45.2%和64.3%,表明其比2D画面反馈能提供更丰富的空间感知信息,从而有效保证机器人安全并提升任务效率。 展开更多

关键词 管道机器人 视触反馈 虚拟现实 遥操作

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数据驱动的纹理摩擦建模与触觉渲染方法研究

3

作者 陈大鹏 丁益 +2 位作者 娄隽铖 刘佳 宋爱国 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第5期339-351,共13页

作为纹理的重要触觉感知维度,摩擦特征对于虚拟纹理的触觉真实感有显著影响。已有的研究已经利用传统的物理摩擦模型对表面摩擦进行建模,但这类方法常伴随较高的计算复杂度和参数设定的繁琐性。为了避免复杂的纹理建模过程,并实时预测... 作为纹理的重要触觉感知维度,摩擦特征对于虚拟纹理的触觉真实感有显著影响。已有的研究已经利用传统的物理摩擦模型对表面摩擦进行建模,但这类方法常伴随较高的计算复杂度和参数设定的繁琐性。为了避免复杂的纹理建模过程,并实时预测与虚拟纹理交互时需要向用户反馈的滑动摩擦力,本研究以融合注意力机制的编码器-解码器为主体,建立了一个端到端的纹理摩擦预测模型(TFPM)。该模型以前一段时间摩擦力数据与用户动作信息作为输入,能够高精度地生成实时摩擦力信号,并在应对常见纹理时展现出较强的泛化效果。继而开发了一种具备实时采集操作信息(按压力与滑动速度)功能的触觉设备,通过与Touch设备进行组合来采集与70个真实纹理交互时的数据,并与SENS3数据库一同用于对模型进行训练。为进一步验证模型的泛化能力,针对测试集中的纹理样本进行了性能评估实验。结果表明,模型能够高质量地渲染虚拟纹理的摩擦属性(均方根误差为0.0257),并能有效地对数据库之外的纹理进行触觉建模。最后,通过心理物理实验确定了各类虚拟纹理摩擦信号的最佳增益参数,并据此开展了3项用户体验实验。实验结果表明,提出的方法获得了当前最高的感知平均相似度评分(6.25),能够为用户带来更加真实的虚拟纹理交互体验。 展开更多

关键词 触觉纹理建模 摩擦再现 动作信息 深度学习 力触觉反馈

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基于多模态触觉反馈的人-多机器人班组人员感知增强

4

作者 孙燈峰 曾洪 +1 位作者 张竞天 宋爱国 《兵器装备工程学报》 北大核心 2025年第1期267-276,共10页

为解决士兵在非开阔环境下缄默作战时,因视觉通道负荷过重、听觉通道受限导致对班组状态、任务目标位置等态势感知能力下降的问题,研发了一款前臂穿戴式多模态触觉反馈装置,提出了利用多模态触觉反馈技术提升班组人员态势感知能力的方法... 为解决士兵在非开阔环境下缄默作战时,因视觉通道负荷过重、听觉通道受限导致对班组状态、任务目标位置等态势感知能力下降的问题,研发了一款前臂穿戴式多模态触觉反馈装置,提出了利用多模态触觉反馈技术提升班组人员态势感知能力的方法,并设计了基于多模态触觉反馈的人-多机器人班组协同运动系统。在人-多机器人班组协同运动时,该系统利用装置挤压触觉、振动触觉模态向班组人员反馈班组速度一致性信息以及任务目标导航信息。在虚拟城市环境进行的班组长距离导航实验中,对比了视觉+触觉反馈、仅视觉反馈2种实验条件下的各项指标。结果显示相较于仅视觉反馈条件,在视觉+触觉反馈条件下,任务完成总时间降低了7.93%,班组速度不一致时响应时间减少了61.89%,被试者主观感知有效性提升了35.59%。在人-多机器人班组协同运动时,利用多模态触觉反馈技术可以有效增强班组人员对班组状态、任务目标位置的态势感知能力。 展开更多

关键词 多模态触觉反馈 感知增强 人-多机器人班组 人机协同 可穿戴设备

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基于触觉反馈的骑行导航智能服装设计

5

作者 丁梦姝 谢林烨 魏嘉彬 《毛纺科技》 北大核心 2025年第10期62-68,共7页

为解决骑行导航中因依赖视听信号导致的安全隐患及信息接收不及时问题,文章以服装为载体,对基于触觉反馈的骑行导航系统展开研究,采用模块化马甲设计承载硬件,结合线性预测模型与中值滤波算法优化定位精度,通过触觉反馈算法实现振动模... 为解决骑行导航中因依赖视听信号导致的安全隐患及信息接收不及时问题,文章以服装为载体,对基于触觉反馈的骑行导航系统展开研究,采用模块化马甲设计承载硬件,结合线性预测模型与中值滤波算法优化定位精度,通过触觉反馈算法实现振动模块与转向指令的对应及距离提示,并通过导航准确性与用户体验评估验证本文设计的骑行导航智能服装的有效性。结果显示,20名受试者穿着骑行导航智能服装后均顺利按指令完成骑行导航,导航准确性评分4.7分,触觉反馈响应速度4.6分,操作便捷性4.8分。该文设计的骑行导航智能服装使骑行者无需依赖视听信号即可获取准确的导航信息,能有效提升骑行安全性。 展开更多

关键词 智能服装 触觉反馈 骑行导航 服装设计

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触觉主动引导的血管介入手术VR训练系统

6

作者 王宇 王嘉糯 张世灿 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第11期289-294,共6页

针对传统血管介入手术VR训练系统中存在的训练效率低、培训周期长等问题,提出了一种融合介入医生操作经验与技巧的主动引导式血管介入手术VR训练系统。该系统利用具有引导功能的导管操纵平台,通过触觉反馈的方式主动提示受训医生校正其... 针对传统血管介入手术VR训练系统中存在的训练效率低、培训周期长等问题,提出了一种融合介入医生操作经验与技巧的主动引导式血管介入手术VR训练系统。该系统利用具有引导功能的导管操纵平台,通过触觉反馈的方式主动提示受训医生校正其操作行为,以达到快速提高操作技能的目的。首先设计并搭建了新型导管操纵平台,其次将该平台与实验室已开发的VR训练环境及基于深度强化学习建立的学习模型相结合,从而构建主动式VR训练系统,最后通过训练任务中有无触觉主动引导功能对比测试了该训练系统的性能。实验结果表明:相较于传统VR训练模式,该系统在引入触觉主动引导功能后,受训者完成导管递送任务所用时间、导管运动路径长度及导管尖端与血管壁碰撞率均有显著改善。这说明该系统能够有效地提高操作者的学习效率、缩短其培训周期。 展开更多

关键词 血管介入手术训练系统 虚拟现实 触觉反馈

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手术机器人面临的一大挑战——力触觉反馈 被引量：11

7

作者 郭松 杨明杰 谭军 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第4期499-503,共5页

机器人手术作为一种微创手术技术,由于其高度的精准性,已经得到了外科医生的广泛认可。但机器人手术最大的局限之一就是外科医生缺乏操作的"手感"(即力触觉反馈),增加了手术的不确定性和风险性,从而限制了手术机器人的进一步... 机器人手术作为一种微创手术技术,由于其高度的精准性,已经得到了外科医生的广泛认可。但机器人手术最大的局限之一就是外科医生缺乏操作的"手感"(即力触觉反馈),增加了手术的不确定性和风险性,从而限制了手术机器人的进一步发展。文中从手术机器人力触觉反馈系统的组成、关键技术、以及当前的研究现状等几个方面,对该反馈系统进行了综述。力触觉反馈包括力反馈与触觉反馈。该系统的实现依赖力触觉的传感与再现,本文介绍了常用的力触觉传感器、再现设备及感觉模拟技术,并分析了各项技术的优缺点。对力触觉反馈系统在手术机器人的研究进展进行了概述。在汇总以前研究的基础上,对相关研究做了展望。 展开更多

关键词 机器人辅助微创外科手术 力触觉反馈 力触觉传感器 力触觉再现

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腹腔镜手术中软组织按压仿真 被引量：6

8

作者 张小瑞 段佳骊 +2 位作者 孙伟 朱利丰 宋爱国 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2018年第7期21-28,共8页

精确可靠的软组织变形模型对虚拟手术至关重要,针对现有模型的不足,提出了一种等节距圆锥形螺旋弹簧模型,模拟对腹腔镜手术中软组织的按压。该模型吸收了弹簧-质点模型计算快速的优点,通过变形截止层控制变形范围,提升模型的稳定性和精... 精确可靠的软组织变形模型对虚拟手术至关重要,针对现有模型的不足,提出了一种等节距圆锥形螺旋弹簧模型,模拟对腹腔镜手术中软组织的按压。该模型吸收了弹簧-质点模型计算快速的优点,通过变形截止层控制变形范围,提升模型的稳定性和精确度。为验证模型各方面性能,首先分别与有限元模型和真实软组织对比变形效果,然后记录力反馈输出与变形响应时间并与弹簧-质点模型比较,最后邀请受试者评分。实验结果表明,模型变形精度高,变形与力反馈输出响应时间均在20ms以下,且普遍低于弹簧-质点模型响应时间。在评分实验中本模型所模拟的3种软组织各指标均分分别为9.2、9.0和9.0,普遍高于其他模型均分。 展开更多

关键词 虚拟手术 软组织建模 力触觉反馈 变形仿真 腹腔镜手术

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支持触觉力反馈的虚拟油泥造型系统 被引量：5

9

作者 闫锋欣 侯增选 +2 位作者 张定华 祁小苑 宁志鹏 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第19期2372-2377,共6页

使用六自由度三维鼠标Spaceball 5000和触觉力反馈设备PHANTOM Desktop,设计了造型操作中的双手交互子任务分配模式,完成了触觉反馈力的计算,并基于Open Inventor和Qt应用程序框架,开发了设备的用户接口,实现了带触觉力反馈功能的虚拟... 使用六自由度三维鼠标Spaceball 5000和触觉力反馈设备PHANTOM Desktop,设计了造型操作中的双手交互子任务分配模式,完成了触觉反馈力的计算,并基于Open Inventor和Qt应用程序框架,开发了设备的用户接口,实现了带触觉力反馈功能的虚拟油泥造型系统,再现了传统油泥建模过程中通过力触觉控制造型过程的方法。最后,在实际产品开发过程中进行了应用验证,效果良好。 展开更多

关键词 触觉 力反馈 虚拟油泥造型系统 OPEN Inventor图形库 Qt应用程序框架

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一种支持触觉反馈的膜组织变形仿真方法 被引量：3

10

作者 鲍春波 王博亮 戴培山 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第15期3463-3467,共5页

针对一类面模型的软组织变形触觉仿真问题,提出了一种基于半边数据结构和AABBs(Aligned Axis Bounding Boxes)树结构混合的碰撞检测响应方法,命名为层次半边观察法,以适应触觉反馈计算的高帧率要求。触觉反馈仿真了膜组织的粘弹性力和... 针对一类面模型的软组织变形触觉仿真问题,提出了一种基于半边数据结构和AABBs(Aligned Axis Bounding Boxes)树结构混合的碰撞检测响应方法,命名为层次半边观察法,以适应触觉反馈计算的高帧率要求。触觉反馈仿真了膜组织的粘弹性力和粘滞性摩擦效果。粘滞性摩擦由修改的滞滑摩擦模型实现。膜组织的变形基于简单的质点弹簧模型建模。实验表明,提出的方法与单一的使用AABBs树结构方法相比,具有较高效率。记录的力反馈曲线清晰的反映了膜组织的粘滞性摩擦特征。该方法将是建立白内障虚拟手术仿真器的基础。 展开更多

关键词 软组织变形 碰撞检测 半边结构 粘滞摩擦 触觉反馈

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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

11

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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虚拟物体的力/触觉模型及再现技术研究进展 被引量：4

12

作者 张小瑞 宋爱国 +1 位作者 刘佳 李建清 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第15期4555-4560,共6页

虚拟物体在受力作用时的形变建模是虚拟环境中力/触觉人机交互的关键。分析了虚拟物体的力/触觉模型及再现技术的研究难点。介绍了当前六种有代表性的力/触觉模型:自由式形变模型、3D ChainMail模型、弹簧-质点模型、有限元模型、Shape-... 虚拟物体在受力作用时的形变建模是虚拟环境中力/触觉人机交互的关键。分析了虚拟物体的力/触觉模型及再现技术的研究难点。介绍了当前六种有代表性的力/触觉模型:自由式形变模型、3D ChainMail模型、弹簧-质点模型、有限元模型、Shape-Retaining Chain Linked模型、长单元模型,并在此基础上对这些模型的优缺点进行了比较。最后对力/触觉模型及再现技术的发展趋势进行了展望。 展开更多

关键词 虚拟现实 力/形变模型 力触觉再现 力反馈

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主从遥操作工程机器人的虚拟触觉反馈 被引量：4

13

作者 唐新星 倪涛 +1 位作者 山田宏尚 黄玲涛 《机床与液压》 北大核心 2013年第21期29-33,共5页

虚拟现实技术的应用,改善了传统的主从遥操作工程机器人系统的作业效率。但操作过程中如不能正确处理虚拟环境下工程机器人与障碍物或地面碰撞等危险情况,易造成真实工程机器人倾覆。因此,在虚拟的工程机器人抓手端部不同运动方向上安... 虚拟现实技术的应用,改善了传统的主从遥操作工程机器人系统的作业效率。但操作过程中如不能正确处理虚拟环境下工程机器人与障碍物或地面碰撞等危险情况,易造成真实工程机器人倾覆。因此,在虚拟的工程机器人抓手端部不同运动方向上安装假想弹簧,当虚拟环境下的工程机器人抓手与障碍物或地面接近时,假想弹簧变形获得触觉反馈力给操作者以危险提示,并在主从遥操作工程机器人实验台上进行了实验。实验结果表明:通过在虚拟工程机器人上安装假想弹簧产生触觉反馈力,可有效地避免真实工程机器人与障碍物或地面硬接触,减少倾覆事件的发生。 展开更多

关键词 主从遥操作工程机器人 触觉反馈 3D立体视觉 模糊PID控制

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沉浸式虚拟环境下力反馈设备的直接交互方法 被引量：2

14

作者 黄杰 李建 肖瑞 《高技术通讯》 CAS CSCD 北大核心 2011年第7期743-749,共7页

针对沉浸式虚拟环境下人手触摸三维立体像的直接交互问题进行了研究，提出了包含虚拟环境和线绳力反馈设备的直接交互系统框架，并着重对虚实空间注册、人手指尖末端位置解算和张力分解控制方法进行了分析。通过固定点法实现了虚空间和... 针对沉浸式虚拟环境下人手触摸三维立体像的直接交互问题进行了研究，提出了包含虚拟环境和线绳力反馈设备的直接交互系统框架，并着重对虚实空间注册、人手指尖末端位置解算和张力分解控制方法进行了分析。通过固定点法实现了虚空间和实空间的坐标统一；使用迭代逼近法解决了人手指尖末端位置解算的问题；使用子空间划分法解决了线绳张力分解控制问题。最后基于这种直接交互系统框架设计了人手直接玩三维虚拟球的虚拟壁球娱乐系统，并通过主观评价实验结果验证了该方法具有更好的交互性、真实感和沉浸性。 展开更多

关键词 直接交互 线绳力反馈 沉浸式虚拟环境 三维图像

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弹性体力/触觉框架模型 被引量：1

15

作者 崔桐 宋爱国 +1 位作者 张小瑞 陆熊 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第2期198-203,共6页

在力/触觉建模技术中,高效的实时性与基于物理意义的准确性是与生俱来的一对矛盾.为了提高实时性与准确性的和谐程度,提出一种分析虚拟柔性体力/变形关系的框架结构模型.在柔性体内部建立一定数量并相互独立的钢架结构,运用虚功原理计... 在力/触觉建模技术中,高效的实时性与基于物理意义的准确性是与生俱来的一对矛盾.为了提高实时性与准确性的和谐程度,提出一种分析虚拟柔性体力/变形关系的框架结构模型.在柔性体内部建立一定数量并相互独立的钢架结构,运用虚功原理计算每根钢架上节点的位移;根据接触点和节点的分布,采用分水岭法将柔性体表面分割成若干区域,通过本区域内节点和接触点的位移插值计算区域内顶点的变形,进而得到柔性体的整体变形.仿真实验结果表明,该模型简便、实时性好,在具体的虚拟建模力反馈工作中可操作性强. 展开更多

关键词 框架结构 力/触觉再现 力反馈 钢架模型 虚拟现实

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基于改进碰撞检测算法的肝门静脉结扎仿真 被引量：1

16

作者 刘敏 熊岳山 +1 位作者 谭珂 潘新华 《计算机工程与科学》 CSCD 北大核心 2017年第1期151-157,共7页

为了对虚拟肝脏手术中肝门静脉的结扎进行仿真,提出了一种改进的碰撞检测算法。改进的碰撞检测算法主要包括三个方面:缝合线的自碰撞检测、缝合线的运动分解,以及缝合线与肝门静脉模型的碰撞检测。缝合线的模拟采用跟踪控制点FTL算法,... 为了对虚拟肝脏手术中肝门静脉的结扎进行仿真,提出了一种改进的碰撞检测算法。改进的碰撞检测算法主要包括三个方面:缝合线的自碰撞检测、缝合线的运动分解,以及缝合线与肝门静脉模型的碰撞检测。缝合线的模拟采用跟踪控制点FTL算法,采用包围球法对缝合线进行自碰撞检测;提出运动分解方法来防止缝合线发生自穿透;将包围球法和空间网格划分法相结合,实现缝合线和肝门静脉之间的碰撞检测;同时,肝门静脉的形变采用设置刚体核的几何模型来模拟,使用虚拟弹簧振子来实现结扎时的触觉反馈。将改进的碰撞检测算法运用到虚拟肝脏手术中,满足虚拟场景中真实感和实时性的要求。 展开更多

关键词 结扎仿真 碰撞检测 运动分解 触觉反馈

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面向远程触觉协作的虚拟针灸系统研究 被引量：5

17

作者 蒋峥峥 高瞻 +2 位作者 顾翔 陈翔 王丹丹 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第9期2085-2090,共6页

设计了一个新颖的基于远程触觉协作的虚拟针灸系统。分析了针灸过程中针体与组织的相互作用力,建立力学模型模拟针体受力,设计插值处理和分频输出以实现力反馈数据的实时网络传输。设计仿真实例对系统中力学模型、插值计算和分频输出的... 设计了一个新颖的基于远程触觉协作的虚拟针灸系统。分析了针灸过程中针体与组织的相互作用力,建立力学模型模拟针体受力,设计插值处理和分频输出以实现力反馈数据的实时网络传输。设计仿真实例对系统中力学模型、插值计算和分频输出的效果进行验证,实验结果表明:提出的力学模型与针灸现实相符,插值方法可以提高远程触觉协作中接收数据的完整性,时延小于专家推荐的经验值,系统能够提供感觉逼真、实时稳定的虚拟针灸远程教学与训练,为针灸教学提供了一种新的手段。 展开更多

关键词 虚拟现实 针灸 触觉交互 远程协作 力反馈

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基于主客观数据的汽车人机交互界面表面触觉反馈方法 被引量：1

18

作者 沈传亮 岳玉冰 +2 位作者 叶瑞章 胡宏宇 高镇海 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期856-863,共8页

针对汽车用户界面虚拟按钮缺乏触觉反馈或触觉反馈感受单一的问题,采集3种真实物理按钮(切换开关、自锁按钮、复位按钮)数据并提取按钮特征,基于手指按压力大小分段实现了不同的振动反馈。提出一种重现按钮顺应性的触觉渲染方法,根据用... 针对汽车用户界面虚拟按钮缺乏触觉反馈或触觉反馈感受单一的问题,采集3种真实物理按钮(切换开关、自锁按钮、复位按钮)数据并提取按钮特征,基于手指按压力大小分段实现了不同的振动反馈。提出一种重现按钮顺应性的触觉渲染方法,根据用户主观感受,验证了其相比于顺应性错觉方法在顺应性、用户愉悦性等方面的提升。进行触觉反馈匹配实验,实验者根据触觉感受将3种虚拟按钮与物理按钮类型进行匹配,准确率高达94.33%,验证了提出的虚拟按钮振动触觉反馈对不同物理按钮独特感知特性恢复的有效性,用户可以在无视觉需求的情况下辨别操纵的虚拟按钮类型和状态。 展开更多

关键词 汽车用户界面触觉 表面触觉反馈 虚拟按钮振动渲染 顺应性错觉

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基于触觉反馈和运动约束的虚拟装配操作 被引量：1

19

作者 郑太雄 何玉林 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2004年第5期84-86,90,共4页

该文将人对虚拟对象的抓取分为两个过程,然后分别对这两个过程的触觉反馈进行模拟,使用户产生真实的操作感觉。然后根据零件在装配过程中受到的约束,对零件的运动进行约束,同时提出基于虚拟工具的运动轴线与连接件的轴线对齐的方法对虚... 该文将人对虚拟对象的抓取分为两个过程,然后分别对这两个过程的触觉反馈进行模拟,使用户产生真实的操作感觉。然后根据零件在装配过程中受到的约束,对零件的运动进行约束,同时提出基于虚拟工具的运动轴线与连接件的轴线对齐的方法对虚拟工具的运动进行约束,从而实现自然直观的交互手段。 展开更多

关键词 虚拟装配 交互操作 触觉反馈 运动约束

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触觉反馈遥操作机器人关键控制技术的发展现状 被引量：3

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作者 田大鹏 《机电工程》 CAS 2013年第9期1042-1050,共9页

针对现有的综述难以全面涵盖在触觉反馈遥操作控制领域的新成果与新方向这一问题,分析了传统双向控制结构,对国内外新提出的改进四通道控制方法、移动机器人异构双向控制、多向控制结构、通信干扰观测器等方法进行了论述。对关键的四通... 针对现有的综述难以全面涵盖在触觉反馈遥操作控制领域的新成果与新方向这一问题,分析了传统双向控制结构,对国内外新提出的改进四通道控制方法、移动机器人异构双向控制、多向控制结构、通信干扰观测器等方法进行了论述。对关键的四通道控制方法进行了实验和评价,分析了存在定常/时变通信延迟时的稳定控制方法,从而理清了遥操作机器人控制领域的研究脉络与方向。研究结果表明,触觉反馈遥操作机器人的控制技术将按有、无通信延迟划分,在两个方向上并行发展:一方面将以四通道方法为基础提出新的异构形式和多机器人控制结构,并通过干扰抑制来提高系统透明性;另一方面将以无源性理论以及干扰观测理论为基础发展出适用于时变延迟的高透明双向控制和多向控制方法。 展开更多

关键词 触觉反馈 遥操作 机器人 控制

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