基于力/触觉交互设备的图像纹理的力触觉再现系统

    公开(公告)号:CN101819462B

    公开(公告)日:2011-07-20

    申请号:CN201010123611.7

    申请日:2010-03-12

    Applicant: 东南大学

    Abstract: 本发明公开了一种用于虚拟现实人机交互的基于力/触觉交互设备的图像纹理的力触觉再现系统,其特征是当力/触觉交互设备在虚拟环境下的虚拟代理滑过虚拟物体的纹理表面时,首先基于图像处理的方法得到接触点所对应的物体纹理的表面高度和反映接触点粗糙程度的动摩擦系数,然后分别建立反映接触点凹凸程度的连续法向接触力模型和反映接触点粗糙程度的切向摩擦力模型,最后通过力/触觉交互设备将纹理接触力实时反馈给操作者,实现人手指划过虚拟物体表面纹理的力触觉表达和再现。所反馈的连续变化法向力不仅使得在进行人机交互时更加真实,而且使得交互系统更加稳定,所反馈的与接触点粗糙程度的有关的摩擦力也进一步提高了纹理再现时的真实感。

    基于振动电机阵列的嵌入式图像感知装置

    公开(公告)号:CN102018594A

    公开(公告)日:2011-04-20

    申请号:CN201010520896.8

    申请日:2010-10-27

    Applicant: 东南大学

    Abstract: 本发明提供一种基于振动电机阵列的嵌入式图像感知装置,包括图像采集模块,图像处理及振动编码模块,触觉表达模块。其中,图像采集模块为摄像头和USB接口,将采集到的图像发送给图像处理及振动编码模块;图像处理及振动编码模块为ARM11系统,对图像进行处理,得到控制信息,并对振动方式进行编码,再控制触觉表达模块;触觉表达模块由8×8振动电机阵列组成,通过作用受试者后背处,可以使受试者获得对图像的感知。

    支持力触觉反馈的虚拟柔性体变形手术仿真系统

    公开(公告)号:CN101901565A

    公开(公告)日:2010-12-01

    申请号:CN201010173563.2

    申请日:2010-05-14

    Applicant: 东南大学

    Abstract: 本发明公开了一种支持力触觉反馈的虚拟柔性体手术仿真系统,其特征是采用一种新颖的基于物理意义的等节距圆锥形螺旋弹簧力触觉建模方法,该建模方法中每层等节距圆锥形螺旋弹簧变形量之和的叠加对外等效为柔性体表面的变形,与之相连的每层等节距圆锥形螺旋弹簧开始接触时消耗的外力之和等效为给定的柔性体表面给定的虚拟接触力,建模方法简单,变形计算过程简便,能够保证变形仿真具有较高精度;该系统能较好地模拟虚拟代理对柔性体进行按压的虚拟变形仿真,在交互过程中,可使操作者实时、真实地感知到仿真过程中的力触觉信息。

    柔性触觉再现装置中的非接触式位置测量装置及测量方法

    公开(公告)号:CN101476875B

    公开(公告)日:2010-12-01

    申请号:CN200910028170.X

    申请日:2009-01-20

    Applicant: 东南大学

    Abstract: 本发明公开了一种柔性触觉再现装置中的非接触式位置测量装置及测量方法。其中测量装置包括触觉再现装置机架,活动支承,弹性梁,指按帽,CCD线阵,红外LED发光阵列。弹性梁固定在机架上,活动支承可以沿弹性梁移动并起支承作用。CCD线阵和红外LED发光阵列分别对应弹性梁末端左右放置。测量的基本原理是由红外LED发光管发出的线红外光照射到弹性梁上,在CCD线阵的光敏面上形成阴影。CCD器件通过光电转化可以获得阴影所对应的像元,通过判断像元的位置即可得弹性梁所处的位置。该方法具有安装简单,实时性好,无摩擦,高精度,高分辨率的优点。

    一种用于柔性体变形仿真的力触觉建模方法

    公开(公告)号:CN101853072A

    公开(公告)日:2010-10-06

    申请号:CN201010173577.4

    申请日:2010-05-14

    Applicant: 东南大学

    Abstract: 本发明公开了一种用于柔性体变形仿真的等节距圆锥形螺旋弹簧力触觉建模方法,其特征是只有当检测到虚拟代理碰撞到虚拟柔性体表面上任何一点时,在给定虚拟接触力作用下,虚拟代理与虚拟柔性体交互的局部区域内部才填充该等节距圆锥形螺旋弹簧模型,进而用于该局部区域力与变形之间的计算;输出反馈由等节距圆锥形螺旋弹簧力触觉建模方法计算出来的反应在外力作用下柔性体实时变形仿真的力触觉信息的信号;该建模方法中每层的等节距圆锥形螺旋弹簧变形量之和的叠加对外等效为柔性体表面的变形。该模型的建模方法简单,变形计算过程简便,因而能够保证变形仿真具有较高精度,在模拟柔性体变形仿真形变时具有较好的稳定性和实时性。

    基于力/触觉交互设备的图像纹理的力触觉再现系统

    公开(公告)号:CN101819462A

    公开(公告)日:2010-09-01

    申请号:CN201010123611.7

    申请日:2010-03-12

    Applicant: 东南大学

    Abstract: 本发明公开了一种用于虚拟现实人机交互的基于力/触觉交互设备的图像纹理的力触觉再现系统,其特征是当力/触觉交互设备在虚拟环境下的虚拟代理滑过虚拟物体的纹理表面时,首先基于图像处理的方法得到接触点所对应的物体纹理的表面高度和反映接触点粗糙程度的动摩擦系数,然后分别建立反映接触点凹凸程度的连续法向接触力模型和反映接触点粗糙程度的切向摩擦力模型,最后通过力/触觉交互设备将纹理接触力实时反馈给操作者,实现人手指划过虚拟物体表面纹理的力触觉表达和再现。所反馈的连续变化法向力不仅使得在进行人机交互时更加真实,而且使得交互系统更加稳定,所反馈的与接触点粗糙程度的有关的摩擦力也进一步提高了纹理再现时的真实感。

    基于软计算的疲劳驾驶融合检测方法

    公开(公告)号:CN101746269A

    公开(公告)日:2010-06-23

    申请号:CN201010017144.X

    申请日:2010-01-08

    Applicant: 东南大学

    Abstract: 本发明公开了一种用于检测驾驶员疲劳驾驶的基于软计算的疲劳驾驶融合检测方法,其特征是从直接反映驾驶员疲劳的两个面部特征和间接反映驾驶员疲劳的两个车辆行为特征两个方面对疲劳驾驶进行融合检测,两个面部特征分别为频繁眨眼和打呵欠,两个车辆行为特征分别为车辆异常偏离车道和方向盘转动异常;该方法运用TS模糊神经网络来识别疲劳驾驶,采用减法聚类对网络结构进行优化辨识,确定模糊神经网络的模糊规则个数以及相关网络参数的初始值;运用遗传算法对网络参数进行训练和优化,确定最佳网络参数;根据最佳网络参数和上述四个疲劳特征参数利用TS模糊神经网络对驾驶员疲劳驾驶进行实时检测。

    基于从图像灰度恢复形状技术的纹理力触觉再现方法

    公开(公告)号:CN101615072A

    公开(公告)日:2009-12-30

    申请号:CN200910033323.X

    申请日:2009-06-18

    Applicant: 东南大学

    Abstract: 本发明针对图像纹理的力触觉再现问题,提出了一种基于从图像灰度恢复形状技术的纹理力触觉再现方法,其特征是把纹理图像进行灰度处理,从图像灰度信息中提取真实纹理的微观三维轮廓信息,绘制成虚拟表面,并对该虚拟表面的纹理通过力触觉模型进行渲染,计算出的力由通用手控器输出到操作者。本发明具有无需专门仪器测量物体表面的微观轮廓,无需设计专用的纹理力触觉表达装置等优点,可用于虚拟环境仿真、遥操作机器人控制、远程博物馆和网上商店的浏览以及外科手术仿真等领域。

    基于软计算的疲劳驾驶融合检测方法

    公开(公告)号:CN101746269B

    公开(公告)日:2013-04-03

    申请号:CN201010017144.X

    申请日:2010-01-08

    Applicant: 东南大学

    Abstract: 本发明公开了一种用于检测驾驶员疲劳驾驶的基于软计算的疲劳驾驶融合检测方法,其特征是从直接反映驾驶员疲劳的两个面部特征和间接反映驾驶员疲劳的两个车辆行为特征两个方面对疲劳驾驶进行融合检测,两个面部特征分别为频繁眨眼和打呵欠,两个车辆行为特征分别为车辆异常偏离车道和方向盘转动异常;该方法运用TS模糊神经网络来识别疲劳驾驶,采用减法聚类对网络结构进行优化辨识,确定模糊神经网络的模糊规则个数以及相关网络参数的初始值;运用遗传算法对网络参数进行训练和优化,确定最佳网络参数;根据最佳网络参数和上述四个疲劳特征参数利用TS模糊神经网络对驾驶员疲劳驾驶进行实时检测。

    一种用于虚拟现实人机交互的增强力触觉建模方法

    公开(公告)号:CN101587372B

    公开(公告)日:2010-09-15

    申请号:CN200910031935.5

    申请日:2009-07-03

    Applicant: 东南大学

    Abstract: 本发明公开了一种用于虚拟现实人机交互的基于物理意义的增强力触觉建模方法,其特征是虚拟代理未碰撞到虚拟软组织之前,仅反馈输出与软组织表面距离有关的白噪声信号。而交互过程中,反馈输出人手皮肤可敏感感知的白噪声信号与采用等比例层状并联力触觉建模方法计算出来的反应在外力作用下软组织实时变形仿真的力触觉信息叠加在一起的信号;等比例层状并联力触觉建模方法中每层各个弹簧变形量之和的叠加对外等效为物体表面的变形,与之相连的弹簧弹性力的合力等效为物体表面接触力。该建模方法计算简单,能准确快速的计算变形,实现对软组织的实时变形仿真。在交互过程中,自然舒适、力触觉感觉平稳、模拟效果逼真。

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