基于HoloLens和触觉反馈的多模态混合现实系统研究
发布时间：2021-03-27 02:22
随着计算机技术的发展,人机交互技术逐渐成为日常生活中不可或缺的部分。力触觉再现技术作为人机交互技术中的重要内容,提供给了操作者一种主动探索、认知虚拟世界的方式。在传统的力触觉再现设备和方法中,人机交互与现实世界中的交互方式存在着一定的差别,如接口设备中不可避免的机械结构之间的摩擦力和惯性量等。为了克服传统力触觉再现技术的弊端以及实现力触觉再现和视觉再现在空间上的一致,本文基于微软HoloLens智能全息眼镜和力触觉再现技术,开展了非接触式的、视触觉融合的混合现实系统研究。本文从电磁场理论出发,深入分析了电磁场产生以及控制原理,从技术上分析了电磁式力触觉再现的可行性;并结合微软公司的HoloLens智能全息眼镜,阐述了混合现实技术的形成机理;设计了基于HoloLens和触觉反馈的多模态混合现实系统的整体硬件方案,该系统的硬件主要包括基于HoloLens的混合现实视觉再现模块、基于层叠式电磁铁模组和永磁铁的力触觉再现模块和人手位置检测模块三个部分;从硬件的选型以及结构参数的确定等方面讲述了系统整体硬件设计的过程。在硬件系统的基础上,结合软件编程实现各个模块的软件功能,包括基于HoloLen...
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
基于外骨架的穿戴式设备
图 1.4 软体机器人触觉反馈手套套的穿戴式设备因其小巧的结构，使得其适用于人体穿戴，对，且其本身的重量不会对人体产生较大的负担 但其控制精度造价也较昂贵 本文中提到的适用于手臂和人手的穿戴式设备，还有其他力触如适用于人体躯干的触觉背心[26-28]，适用于腰部穿戴的数据腰纵杆式力触觉再现设备的发展，力反馈操纵杆式力触觉再现设备已经成为一项成熟的商品化，并走进人们的科研与生活之中 目前市场上典型的产 Phantom Touch 系列设备[31]τ图 1.4aυ Novint 公司的 Falcon 设 公司的 Omega 系列和 Delta 系列设备τ图 1.4cυ
图 1.4 软体机器人触觉反馈手套基于数据手套的穿戴式设备因其小巧的结构，使得其适用于人体穿戴，对使用者身体的活动限制作用较小，且其本身的重量不会对人体产生较大的负担 但其控制精度没有外骨架式穿戴设备高，同时造价也较昂贵 当然，除了本文中提到的适用于手臂和人手的穿戴式设备，还有其他力触觉再现设备适用于人体的穿戴，如适用于人体躯干的触觉背心[26-28]，适用于腰部穿戴的数据腰带[29, 30]等 2．力反馈操纵杆式力触觉再现设备经过近几年的发展，力反馈操纵杆式力触觉再现设备已经成为一项成熟的技术，越来越多的研究成果开始商品化，并走进人们的科研与生活之中 目前市场上典型的产品有美国Geomagic 公司的 Phantom Touch 系列设备[31]τ图 1.4aυ Novint 公司的 Falcon 设备[32]τ图 1.4bυ Force Dimension 公司的 Omega 系列和 Delta 系列设备τ图 1.4cυ
【参考文献】：
期刊论文
[1]核电站设备维修中混合现实技术的应用研究[J]. 李喆,陈佳宁,张林鍹. 计算机仿真. 2018(05)
[2]增强现实（AR）、虚拟现实（VR）和混合现实（MR）技术[J]. 鲁馨. 办公自动化. 2018(10)
[3]VR、AR和MR-挑战与机遇[J]. 顾君忠. 计算机应用与软件. 2018(03)
[4]面向自然人机交互的力触觉再现方法综述[J]. 陆熊,陈晓丽,孙浩浩,赵丽萍. 仪器仪表学报. 2017(10)
[5]多模态力触觉交互技术及应用[J]. 宋爱国,田磊,倪得晶,秦欢欢. 中国科学:信息科学. 2017(09)
[6]虚拟现实的人机交互综述[J]. 张凤军,戴国忠,彭晓兰. 中国科学:信息科学. 2016(12)
[7]增强现实在混合教学课堂的应用探索[J]. 凌财进,曾婷. 计算机时代. 2016(07)
[8]面向远程触觉协作的虚拟针灸系统研究[J]. 蒋峥峥,高瞻,顾翔,陈翔,王丹丹. 系统仿真学报. 2013(09)
[9]基于穿戴型振动触觉数据腰带的方位提示实验研究[J]. 李莅圆,吴涓,宋爱国. 东南大学学报(自然科学版). 2009(S2)
[10]力/触觉再现设备的研究现状与应用[J]. 陆熊,宋爱国. 测控技术. 2008(08)
硕士论文
[1]基于虚拟现实的沉浸式触觉交互教学应用研究[D]. 王晨.吉林大学 2017
[2]基于多种人机交互设备的空间遥操作机器人控制技术研究[D]. 朱碧玉.东南大学 2016
[3]面向儿童读物增强现实软件系统设计与研究[D]. 张超.电子科技大学 2013
[4]具有力反馈的虚拟手术设备的研究与实现[D]. 宋亚冲.上海交通大学 2009
本文编号：3102693
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
基于外骨架的穿戴式设备
图 1.4 软体机器人触觉反馈手套套的穿戴式设备因其小巧的结构，使得其适用于人体穿戴，对，且其本身的重量不会对人体产生较大的负担 但其控制精度造价也较昂贵 本文中提到的适用于手臂和人手的穿戴式设备，还有其他力触如适用于人体躯干的触觉背心[26-28]，适用于腰部穿戴的数据腰纵杆式力触觉再现设备的发展，力反馈操纵杆式力触觉再现设备已经成为一项成熟的商品化，并走进人们的科研与生活之中 目前市场上典型的产 Phantom Touch 系列设备[31]τ图 1.4aυ Novint 公司的 Falcon 设 公司的 Omega 系列和 Delta 系列设备τ图 1.4cυ
图 1.4 软体机器人触觉反馈手套基于数据手套的穿戴式设备因其小巧的结构，使得其适用于人体穿戴，对使用者身体的活动限制作用较小，且其本身的重量不会对人体产生较大的负担 但其控制精度没有外骨架式穿戴设备高，同时造价也较昂贵 当然，除了本文中提到的适用于手臂和人手的穿戴式设备，还有其他力触觉再现设备适用于人体的穿戴，如适用于人体躯干的触觉背心[26-28]，适用于腰部穿戴的数据腰带[29, 30]等 2．力反馈操纵杆式力触觉再现设备经过近几年的发展，力反馈操纵杆式力触觉再现设备已经成为一项成熟的技术，越来越多的研究成果开始商品化，并走进人们的科研与生活之中 目前市场上典型的产品有美国Geomagic 公司的 Phantom Touch 系列设备[31]τ图 1.4aυ Novint 公司的 Falcon 设备[32]τ图 1.4bυ Force Dimension 公司的 Omega 系列和 Delta 系列设备τ图 1.4cυ
【参考文献】：
期刊论文
[1]核电站设备维修中混合现实技术的应用研究[J]. 李喆,陈佳宁,张林鍹. 计算机仿真. 2018(05)
[2]增强现实（AR）、虚拟现实（VR）和混合现实（MR）技术[J]. 鲁馨. 办公自动化. 2018(10)
[3]VR、AR和MR-挑战与机遇[J]. 顾君忠. 计算机应用与软件. 2018(03)
[4]面向自然人机交互的力触觉再现方法综述[J]. 陆熊,陈晓丽,孙浩浩,赵丽萍. 仪器仪表学报. 2017(10)
[5]多模态力触觉交互技术及应用[J]. 宋爱国,田磊,倪得晶,秦欢欢. 中国科学:信息科学. 2017(09)
[6]虚拟现实的人机交互综述[J]. 张凤军,戴国忠,彭晓兰. 中国科学:信息科学. 2016(12)
[7]增强现实在混合教学课堂的应用探索[J]. 凌财进,曾婷. 计算机时代. 2016(07)
[8]面向远程触觉协作的虚拟针灸系统研究[J]. 蒋峥峥,高瞻,顾翔,陈翔,王丹丹. 系统仿真学报. 2013(09)
[9]基于穿戴型振动触觉数据腰带的方位提示实验研究[J]. 李莅圆,吴涓,宋爱国. 东南大学学报(自然科学版). 2009(S2)
[10]力/触觉再现设备的研究现状与应用[J]. 陆熊,宋爱国. 测控技术. 2008(08)
硕士论文
[1]基于虚拟现实的沉浸式触觉交互教学应用研究[D]. 王晨.吉林大学 2017
[2]基于多种人机交互设备的空间遥操作机器人控制技术研究[D]. 朱碧玉.东南大学 2016
[3]面向儿童读物增强现实软件系统设计与研究[D]. 张超.电子科技大学 2013
[4]具有力反馈的虚拟手术设备的研究与实现[D]. 宋亚冲.上海交通大学 2009
本文编号：3102693
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/shengwushengchang/3102693.html
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