面向移動(dòng)終端的力觸覺(jué)建模與再現(xiàn)方法研究.pdf

1、移動(dòng)終端作為新興的人機(jī)交互接口，越來(lái)越多地在人們的工作和生活中使用，但目前人機(jī)交互方式主要集中在視聽(tīng)覺(jué)，能提供的力觸覺(jué)感受有限。將力觸覺(jué)再現(xiàn)技術(shù)與移動(dòng)終端產(chǎn)品有機(jī)結(jié)合，能讓操作者觸摸、感知和操縱虛擬物體，實(shí)現(xiàn)對(duì)虛擬環(huán)境的主動(dòng)探索，進(jìn)一步提高人機(jī)交互的質(zhì)量，具有廣闊的市場(chǎng)價(jià)值和應(yīng)用前景。
　　本文主要研究面向移動(dòng)終端的紋理觸覺(jué)和柔順性建模與再現(xiàn)方法，借助實(shí)驗(yàn)室研制的筆式力觸覺(jué)再現(xiàn)裝置，在移動(dòng)終端上實(shí)現(xiàn)紋理粗糙度和物體柔順性的力觸覺(jué)再

2、現(xiàn)。主要內(nèi)容包括三個(gè)部分:(1)筆式力觸覺(jué)再現(xiàn)裝置中壓電致動(dòng)器的振動(dòng)特性測(cè)試分析。通過(guò)觸覺(jué)感知實(shí)驗(yàn)研究壓電致動(dòng)器產(chǎn)生的振動(dòng)特性，分析了振動(dòng)刺激與紋理觸覺(jué)特征的對(duì)應(yīng)關(guān)系，為紋理粗糙度觸覺(jué)表達(dá)建模提供實(shí)驗(yàn)依據(jù);(2)紋理粗糙度振動(dòng)觸覺(jué)建模與表達(dá)方法研究。從紋理圖像中提取出紋理客觀特征，按照空間周期大小將紋理分為精細(xì)紋理和粗糙紋理，然后結(jié)合人手在觸摸屏上的滑動(dòng)速度，分別建立精細(xì)紋理和粗糙紋理的粗糙度感知模型，并通過(guò)調(diào)節(jié)壓電致動(dòng)器的振動(dòng)模式、振

3、動(dòng)幅值和振動(dòng)頻率，產(chǎn)生振動(dòng)觸覺(jué)刺激，模擬接觸紋理表面的粗糙感。(3)移動(dòng)終端上的紋理粗糙度和柔順性力觸覺(jué)表達(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。在基于Android平臺(tái)的移動(dòng)終端上搭建虛擬力觸覺(jué)交互系統(tǒng)，系統(tǒng)借助OpenGL ES2.0渲染技術(shù)實(shí)現(xiàn)柔性物體的形變渲染，用力觸覺(jué)交互筆中壓電致動(dòng)器的振動(dòng)表達(dá)紋理粗糙度，用磁流變液執(zhí)行器的力反饋表達(dá)柔性物體的柔順性。
　　本文的研究重點(diǎn)和創(chuàng)新在于:(1)研究了壓電致動(dòng)器的振動(dòng)特性與紋理特征的對(duì)應(yīng)關(guān)系;(2)