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公开(公告)号：CN101943946A
公开(公告)日：2011-01-12
申请号：CN201010272413.7
申请日：2010-09-03
Applicant: 东南大学
Abstract: 本发明公开了基于三维力传感器的二维图像力触觉再现控制方法及系统，其特征是将三维力传感器固定在力触觉交互设备端部的手柄上，实时采集力触觉交互设备所输出的图像接触力，同时对采集到的图像接触力信号进行闭环控制，采用比例控制算法，实时调整图像接触力信号的输出。本发明采用了闭环反馈控制策略，提高了图像接触力的输出精度和控制系统的稳定性，增强了人机交互时的真实性，此外本发明采用模块化的系统结构，系统移植性强。
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公开(公告)号：CN101587372A
公开(公告)日：2009-11-25
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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公开(公告)号：CN101943946B
公开(公告)日：2013-10-30
申请号：CN201010272413.7
申请日：2010-09-03
Applicant: 东南大学
IPC: G06F3/01 , G06F3/0346
Abstract: 本发明公开了基于三维力传感器的二维图像力触觉再现控制方法及系统，其特征是将三维力传感器固定在力触觉交互设备端部的手柄上，实时采集力触觉交互设备所输出的图像接触力，同时对采集到的图像接触力信号进行闭环控制，采用比例控制算法，实时调整图像接触力信号的输出。本发明采用了闭环反馈控制策略，提高了图像接触力的输出精度和控制系统的稳定性，增强了人机交互时的真实性，此外本发明采用模块化的系统结构，系统移植性强。
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公开(公告)号：CN101901565B
公开(公告)日：2011-10-05
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。
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公开(公告)号：CN101853072B
公开(公告)日：2011-07-27
申请号：CN201010173577.4
申请日：2010-05-14
Applicant: 东南大学
IPC: G06F3/01
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。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN101615072B
公开(公告)日：2010-12-29
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。
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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。
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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
IPC: G06F3/01
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。
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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。
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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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