一种基于实际测量的纹理力触觉表达方法

作     者：吴涓 严菊 李莅圆 宋爱国 

作者机构：东南大学仪器科学与工程学院南京210096 

出 版 物：《系统仿真学报》 (Journal of System Simulation)

年 卷 期：2013年第25卷第11期

页      面：2630-2637页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 0701[理学-数学] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金(60905045 61105075) 

主　　题：纹理再现 力触觉 虚拟现实 信号处理 

摘      要：纹理是物体表面微观结构分布特征的体现。当人手与纹理表面接触时,会感觉到凹凸不平的触感及纹理触觉。纹理触觉的显示是增强虚拟环境真实感,提高对环境的感知和控制能力不可缺少的要素。提出了一种基于实际压力测量值的纹理力计算模型,并利用力反馈装置实现纹理力触觉表达的方法。它首先利用带有力传感器的机械臂在纹理表面扫描,然后对所测量的法向纹理力信号进行数据处理,并建立法向束缚力和切向摩擦力的计算模型。虚拟纹理触觉再现时,接触力通过3自由度PHANTOM Omni手控器实时作用于操作者。由于纹理力特征来源于实际测量同时又考虑到心理学研究所发现的人的探索速度对纹理感知的影响,使得所再现的纹理力具有较高的真实感。进行了实验并证明了方法的有效性。