力触觉建模及再现技术研究

力触觉再现关键技术之一是物理模型和碰撞检测算法的构建。以7自由度力触觉设备为基本构架,介绍了力触 觉设备的反馈机理和电气组成;分析比较了力触觉建模的特点,研究弹簧一质点模型,给出了弹簧一质点模型的面模型和 体模型的具体表现形式;分析了力触觉再现碰撞检测算法的优劣,实现了AABB包围盒的遍历算法。最后在Chai 3D环 境构建一个操作手与虚拟柱体的力触觉交互反馈模型,分析了在3种交互情况下的反馈力情况。本文可为力触觉再现 技术的深入研究提供理论参考。     

基于虚拟现实的力反馈交互系统应用技术

力反馈交互系统能够实现力觉信息反馈,弥补传统人机交互中反馈信息单一的不足,在虚拟现实系统中有着广 泛的应用。力反馈设备是人机力觉信息交互界面,是交互系统的重要组成部分。文章讨论了力反馈交互系统的应用组 成及数据信息传递流程,并以Omega．7设备为例,介绍了力反馈设备的机构及电气组成;介绍了虚拟环境的一般构建内 容和方法。最后对力反馈虚拟交互应用的进一步研究提出建议。     

基于约束权值算法的虚拟装配方法实现

在虚拟装配过程中,约束的施加在整个装配中起到非常关键的作用.文章提出了施加装配约束的约束权值算法,并说明了具体实现方法.通过在虚拟装配系统中对产品形象、直观的进行预装配,验证了该算法的有效性.     

基于半边结构的膜组织触觉仿真

针对一类可以用面模型表示的软组织,提出一种基于半边数据结构和AABBs(Aligned Ax-is Bounding Boxes)树结构混合的碰撞检测响应方法,以适应触觉反馈计算的高帧率要求。触觉反馈即包含粘弹性反馈力,又包括用修改的滞滑摩擦模型表示的膜软组织的粘滞性摩擦效果。软组织变形基于简单的质点弹簧模型建模。实验表明,提出的方法比单一的使用AABBs树结构方法效率较高,使用PHANTON力反馈设备可以清楚感受到粘滞性摩擦效果。这些方法将是建立白内障虚拟手术仿真器的基础。