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虛實(shí)融合的雙指力覺交互技術(shù) 版權(quán)信息
- ISBN：9787111764359
- 條形碼：9787111764359 ; 978-7-111-76435-9
- 裝幀：平裝-膠訂
- 冊數(shù)：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
虛實(shí)融合的雙指力覺交互技術(shù) 本書特色
雙指力覺交互技術(shù)是研究虛實(shí)融合系統(tǒng)的技術(shù)，本書的研究成果在虛擬拆裝、模擬訓(xùn)練、娛樂游戲、數(shù)據(jù)可視化等領(lǐng)域有重要意義，能夠使操作者以直觀而自然的方式與這個虛擬世界交互,并獲得與真實(shí)世界一致的視覺、聽覺和力覺等感知。因此本書對于相關(guān)研究人員有極強(qiáng)的參考價(jià)值，推薦閱讀。
虛實(shí)融合的雙指力覺交互技術(shù) 內(nèi)容簡介
本書主要闡述虛實(shí)融合的雙指力覺交互技術(shù),以此構(gòu)建了沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)虛擬空間與真實(shí)空間的統(tǒng)一,視覺空間和力覺空間的統(tǒng)一,用戶可以與虛擬世界進(jìn)行直接而自然的雙指力覺交互。本書共6章,分別為緒論、沉浸性虛擬環(huán)境的生成、大操作空間雙指力覺交互系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)、力覺交互系統(tǒng)表現(xiàn)剛度、力覺空間與視覺空間的融合和雙指直接力覺交互。本書針對虛實(shí)融合的雙指力覺交互技術(shù)進(jìn)行研究,相關(guān)成果在虛擬拆裝、模擬訓(xùn)練、娛樂游戲、數(shù)據(jù)可視化等領(lǐng)域有著重要意義。 本書可為虛擬現(xiàn)實(shí)力覺交互技術(shù)領(lǐng)域的研究者和從業(yè)人員提供技術(shù)和分析方法,也可作為機(jī)械電子工程及相關(guān)專業(yè)研究生的教學(xué)參考書。
虛實(shí)融合的雙指力覺交互技術(shù) 目錄
前言
第1章緒論1
1.1虛擬現(xiàn)實(shí)簡介1
1.1.1虛擬現(xiàn)實(shí)的概念與特征1
1.1.2虛擬現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用2
1.1.3沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)3
1.2虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中的力覺交互4
1.2.1多感知技術(shù)概述4
1.2.2融入力覺交互的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)研究現(xiàn)狀5
1.3虛實(shí)融合的雙指力覺交互技術(shù)11
1.3.1虛實(shí)融合的雙指力覺交互技術(shù)的目標(biāo)11
1.3.2虛實(shí)融合的雙指力覺交互技術(shù)的主要內(nèi)容11
參考文獻(xiàn)14
第2章沉浸性虛擬環(huán)境的生成16
2.1立體場景的生成16
2.1.1立體感知原理16
2.1.2視差式立體顯示技術(shù)17
2.1.3生成沉浸式環(huán)境的軟硬件系統(tǒng)20
2.2真實(shí)感立體圖像對的生成算法22
2.3真實(shí)感明暗處理及紋理映射24
2.4虛實(shí)統(tǒng)一26
2.5多屏幕融合28
2.5.1多屏幕融合的意義與挑戰(zhàn)28
2.5.2多屏幕融合的實(shí)現(xiàn)方法30
2.5.3多屏幕融合的關(guān)鍵技術(shù)32
2.6實(shí)驗(yàn)及分析37
2.7本章小結(jié)38
參考文獻(xiàn)40
第3章大操作空間雙指力覺交互系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)42
3.1虛擬現(xiàn)實(shí)中的力覺交互42
3.1.1力覺交互分類42
3.1.2力覺交互性能指標(biāo)47
3.2線繩式雙指力覺交互系統(tǒng)的構(gòu)成48
3.2.1繩驅(qū)并聯(lián)機(jī)構(gòu)48
3.2.2設(shè)備組成和基本結(jié)構(gòu) 50
3.2.3控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)51
3.3力覺交互功能的實(shí)現(xiàn)54
3.3.1并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)54
3.3.2動力學(xué)與力的分解59
3.3.3交互力工作空間分析65
3.3.4控制算法69
3.4本章小結(jié)72
參考文獻(xiàn)73
第4章力覺交互系統(tǒng)表現(xiàn)剛度75
4.1力覺交互系統(tǒng)表現(xiàn)剛度和力覺交互系統(tǒng)模型75
4.1.1力覺交互系統(tǒng)表現(xiàn)剛度75
4.1.2力覺交互系統(tǒng)模型76
4.2采樣系統(tǒng)對表現(xiàn)剛度的影響分析78
4.3操作者對表現(xiàn)剛度的影響81
4.3.1操作者的主動性在力覺交互中的作用81
4.3.2操作者手臂的機(jī)械阻抗特性影響83
4.4系統(tǒng)彈性對表現(xiàn)剛度的影響86
4.5位移量化誤差對力覺交互過程穩(wěn)定性的影響88
4.6虛擬連接器90
4.7本章小結(jié)93
參考文獻(xiàn)95
第5章力覺空間與視覺空間的融合97
5.1系統(tǒng)中的空間坐標(biāo)系97
5.1.1立體投影系統(tǒng)坐標(biāo)系97
5.1.2視點(diǎn)坐標(biāo)系98
5.1.3力覺交互系統(tǒng)坐標(biāo)系99
5.2各坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)化99
5.2.1力覺交互系統(tǒng)內(nèi)坐標(biāo)轉(zhuǎn)化為投影系統(tǒng)內(nèi)坐標(biāo)99
5.2.2視點(diǎn)坐標(biāo)轉(zhuǎn)化為立體投影系統(tǒng)內(nèi)坐標(biāo)100
5.3電磁跟蹤器的注冊與校準(zhǔn)103
5.3.1電磁跟蹤原理103
5.3.2電磁跟蹤器的注冊105
5.3.3電磁跟蹤器的校準(zhǔn)106
5.3.4FOB的物理參數(shù)及性能112
5.3.5干擾問題的解決112
5.4力覺交互系統(tǒng)坐標(biāo)系校準(zhǔn)113
5.4.1線繩長度測量精度分析113
5.4.2電動機(jī)空間位置的校正115
5.5融合效果實(shí)驗(yàn)及結(jié)論116
5.5.1實(shí)驗(yàn)方法116
5.5.2實(shí)驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論117
5.6本章小結(jié)118
參考文獻(xiàn)120
第6章雙指直接力覺交互123
6.1虛擬現(xiàn)實(shí)中的雙指力覺交互123
6.2雙指力覺交互的實(shí)現(xiàn)125
6.2.1抓取過程及雙指交互力125
6.2.2物理引擎的應(yīng)用129
6.2.3碰撞力的計(jì)算及表現(xiàn)130
6.3雙指交互實(shí)例132
6.4本章小結(jié)134
參考文獻(xiàn)136
第1章緒論1
1.1虛擬現(xiàn)實(shí)簡介1
1.1.1虛擬現(xiàn)實(shí)的概念與特征1
1.1.2虛擬現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用2
1.1.3沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)3
1.2虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中的力覺交互4
1.2.1多感知技術(shù)概述4
1.2.2融入力覺交互的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)研究現(xiàn)狀5
1.3虛實(shí)融合的雙指力覺交互技術(shù)11
1.3.1虛實(shí)融合的雙指力覺交互技術(shù)的目標(biāo)11
1.3.2虛實(shí)融合的雙指力覺交互技術(shù)的主要內(nèi)容11
參考文獻(xiàn)14
第2章沉浸性虛擬環(huán)境的生成16
2.1立體場景的生成16
2.1.1立體感知原理16
2.1.2視差式立體顯示技術(shù)17
2.1.3生成沉浸式環(huán)境的軟硬件系統(tǒng)20
2.2真實(shí)感立體圖像對的生成算法22
2.3真實(shí)感明暗處理及紋理映射24
2.4虛實(shí)統(tǒng)一26
2.5多屏幕融合28
2.5.1多屏幕融合的意義與挑戰(zhàn)28
2.5.2多屏幕融合的實(shí)現(xiàn)方法30
2.5.3多屏幕融合的關(guān)鍵技術(shù)32
2.6實(shí)驗(yàn)及分析37
2.7本章小結(jié)38
參考文獻(xiàn)40
第3章大操作空間雙指力覺交互系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)42
3.1虛擬現(xiàn)實(shí)中的力覺交互42
3.1.1力覺交互分類42
3.1.2力覺交互性能指標(biāo)47
3.2線繩式雙指力覺交互系統(tǒng)的構(gòu)成48
3.2.1繩驅(qū)并聯(lián)機(jī)構(gòu)48
3.2.2設(shè)備組成和基本結(jié)構(gòu) 50
3.2.3控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)51
3.3力覺交互功能的實(shí)現(xiàn)54
3.3.1并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)54
3.3.2動力學(xué)與力的分解59
3.3.3交互力工作空間分析65
3.3.4控制算法69
3.4本章小結(jié)72
參考文獻(xiàn)73
第4章力覺交互系統(tǒng)表現(xiàn)剛度75
4.1力覺交互系統(tǒng)表現(xiàn)剛度和力覺交互系統(tǒng)模型75
4.1.1力覺交互系統(tǒng)表現(xiàn)剛度75
4.1.2力覺交互系統(tǒng)模型76
4.2采樣系統(tǒng)對表現(xiàn)剛度的影響分析78
4.3操作者對表現(xiàn)剛度的影響81
4.3.1操作者的主動性在力覺交互中的作用81
4.3.2操作者手臂的機(jī)械阻抗特性影響83
4.4系統(tǒng)彈性對表現(xiàn)剛度的影響86
4.5位移量化誤差對力覺交互過程穩(wěn)定性的影響88
4.6虛擬連接器90
4.7本章小結(jié)93
參考文獻(xiàn)95
第5章力覺空間與視覺空間的融合97
5.1系統(tǒng)中的空間坐標(biāo)系97
5.1.1立體投影系統(tǒng)坐標(biāo)系97
5.1.2視點(diǎn)坐標(biāo)系98
5.1.3力覺交互系統(tǒng)坐標(biāo)系99
5.2各坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)化99
5.2.1力覺交互系統(tǒng)內(nèi)坐標(biāo)轉(zhuǎn)化為投影系統(tǒng)內(nèi)坐標(biāo)99
5.2.2視點(diǎn)坐標(biāo)轉(zhuǎn)化為立體投影系統(tǒng)內(nèi)坐標(biāo)100
5.3電磁跟蹤器的注冊與校準(zhǔn)103
5.3.1電磁跟蹤原理103
5.3.2電磁跟蹤器的注冊105
5.3.3電磁跟蹤器的校準(zhǔn)106
5.3.4FOB的物理參數(shù)及性能112
5.3.5干擾問題的解決112
5.4力覺交互系統(tǒng)坐標(biāo)系校準(zhǔn)113
5.4.1線繩長度測量精度分析113
5.4.2電動機(jī)空間位置的校正115
5.5融合效果實(shí)驗(yàn)及結(jié)論116
5.5.1實(shí)驗(yàn)方法116
5.5.2實(shí)驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論117
5.6本章小結(jié)118
參考文獻(xiàn)120
第6章雙指直接力覺交互123
6.1虛擬現(xiàn)實(shí)中的雙指力覺交互123
6.2雙指力覺交互的實(shí)現(xiàn)125
6.2.1抓取過程及雙指交互力125
6.2.2物理引擎的應(yīng)用129
6.2.3碰撞力的計(jì)算及表現(xiàn)130
6.3雙指交互實(shí)例132
6.4本章小結(jié)134
參考文獻(xiàn)136
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虛實(shí)融合的雙指力覺交互技術(shù) 作者簡介
李建，男，工學(xué)博士。2011年畢業(yè)于北京理工大學(xué)機(jī)械電子工程專業(yè)，獲工學(xué)博士學(xué)位，畢業(yè)后任教于北京工商大學(xué)，曾任工業(yè)設(shè)計(jì)系主任，現(xiàn)為計(jì)算機(jī)與人工智能學(xué)院智能制造與機(jī)械工程系教師，碩士生導(dǎo)師。研究方向?yàn)槔K索驅(qū)動機(jī)器人、力覺交互、3D打印、機(jī)電系統(tǒng)控制等。
石文天，男，1980 年生，山東濟(jì)南人，博士，博士研究生導(dǎo)師，北京工商大學(xué)計(jì)算機(jī)與人工智能學(xué)院教授。2006 年碩士畢業(yè)于北京理工大學(xué)；2009 年博士畢業(yè)于北京理工大學(xué)，同年進(jìn)入北京工商大學(xué)工作，2011 年晉升為副教授，2012 年任機(jī)械工程系副主任，2019 年晉升為教授，2022 年任機(jī)械工程系主任兼機(jī)械工程學(xué)科負(fù)責(zé)人。
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