基于图像的多模式力触觉表达与再现方法研究

发布时间：2021-08-05 01:18

　　力触觉人机交互技术是虚拟现实中人机交互的重要组成部分,它通过模拟人类对真实物体的力触觉感知过程,将虚拟环境的力触觉信息真实地反馈给人,极大地提高了虚拟环境的交互性和临场感程度。而图形作为三维真实场景在二维照相机成像平面上的投影,保留了物体表面丰富的信息,因此图像的力触觉再现研究吸引了研究者们的广泛关注。随着虚拟现实技术在助盲、医疗、移动终端和特殊作业等领域的应用,基于图像的力触觉再现技术迎来了新的机遇与挑战。本文围绕基于图像的力触觉表达与再现研究课题,从提高图像力触觉再现中图像特征的提取质量和力触觉感知的真实性出发,进行了图像多种触觉特征的提取及力触觉建模和图像的多模式力触觉表达与再现方法的研究。本文首先从力触觉再现设备、力触觉建模及力触觉表达方法等方面对国内外基于图像的力触觉再现的研究现状进行了分析。在此基础上针对纹理力触觉再现需求,提出了基于分数阶微积分的图像纹理力触觉再现方法,采用分数阶微积分组合算法提取纹理特征,并建立基于人的视觉生理心理学特性的彩色图像纹理力触觉模型,通过力反馈设备将纹理的力触觉信息反馈给人,从而实现图像纹理的力触觉再现。针对基于振动触觉表达图像纹理的局限性,... 

【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：116 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１－１力触觉再现的应用??

东南大学博士学位论文??图１－２基于阵列式振动的力触觉笔?图１－３基于触控面板的电振动力触觉再现系统??ｍ?Ｊ??■?ＩＩ??图１－４基于触觉振动矩阵的图像表达系统图１－５基于视频投影和空降超声的触觉图像表达系统??１．２．２基于力反馈的图像力触觉再现??目前，关于力反馈设备及软件工具的研发比较成熟，市场上已经有多家知名的力反??馈设备厂商，如?Ｆｏｒｃｅ?Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ?公司、Ｇｅｏｍｅｇｉｃ?公司、Ｎｏｖｉｎｔ?Ｔｅｃｈｏｎｏｌｏｇｉｅｓ?公司等，??他们均研宄了很多型号的力觉反馈设备，如图１－６，?１－７所示。因此，研宄者们可以借助??这些成熟的力反馈设备进行图像的力触觉再现研究。下面我们按照获得力的两种不同方??式来进行介绍，分别是传统的基于三维物体重建的图像力触觉再现和直接基于二维图像??的力触觉再现。??鲁??（ａ）?Ｏｍｅｇａ．３?（ｂ）?Ｏｍｅｇａ．６?（ｃ）?Ｏｍｅｇａ．７

东南大学博士学位论文??图１－２基于阵列式振动的力触觉笔?图１－３基于触控面板的电振动力触觉再现系统??ｍ?Ｊ??■?ＩＩ??图１－４基于触觉振动矩阵的图像表达系统图１－５基于视频投影和空降超声的触觉图像表达系统??１．２．２基于力反馈的图像力触觉再现??目前，关于力反馈设备及软件工具的研发比较成熟，市场上已经有多家知名的力反??馈设备厂商，如?Ｆｏｒｃｅ?Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ?公司、Ｇｅｏｍｅｇｉｃ?公司、Ｎｏｖｉｎｔ?Ｔｅｃｈｏｎｏｌｏｇｉｅｓ?公司等，??他们均研宄了很多型号的力觉反馈设备，如图１－６，?１－７所示。因此，研宄者们可以借助??这些成熟的力反馈设备进行图像的力触觉再现研究。下面我们按照获得力的两种不同方??式来进行介绍，分别是传统的基于三维物体重建的图像力触觉再现和直接基于二维图像??的力触觉再现。??鲁??（ａ）?Ｏｍｅｇａ．３?（ｂ）?Ｏｍｅｇａ．６?（ｃ）?Ｏｍｅｇａ．７


本文编号：3322774