紋理觸覺檢測(cè)與再現(xiàn)技術(shù)的研究.pdf

1、觸覺再現(xiàn)技術(shù)是近年來(lái)人機(jī)交互技術(shù)和遙操作機(jī)器人研究的前沿和熱點(diǎn)之一，而紋理觸覺再現(xiàn)則是其中的重要研究?jī)?nèi)容。本文以國(guó)家973重點(diǎn)基礎(chǔ)研究項(xiàng)目和國(guó)家863高技術(shù)研究項(xiàng)目為背景，旨在通過(guò)深入地研究人手觸摸感知物體表面紋理的機(jī)理，提出模擬手指運(yùn)動(dòng)獲取紋理信息的檢測(cè)方法和基于人手動(dòng)態(tài)感知行為的紋理觸覺的再現(xiàn)方法，并設(shè)計(jì)出實(shí)現(xiàn)上述方法的紋理觸覺檢測(cè)裝置和紋理觸覺再現(xiàn)裝置。 本文首先概括了基于紋理信息感知的人機(jī)交互技術(shù)產(chǎn)生和發(fā)展的趨勢(shì)。

2、 總結(jié)了人觸摸物體表面產(chǎn)生紋理觸覺的過(guò)程，根據(jù)紋理觸覺的產(chǎn)生機(jī)理和PVDF。薄膜獨(dú)特物理性質(zhì)和強(qiáng)壓電效應(yīng)，設(shè)計(jì)了用于檢測(cè)物體表面紋理信息的觸覺傳感器，并分別從機(jī)械、硬件和軟件三方面介紹紋理觸覺信息檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程。 從統(tǒng)計(jì)、幅域和頻域角度提取紋理信號(hào)的134個(gè)特征值作為紋理識(shí)別神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入，并使用GA算法優(yōu)化VLBP網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練過(guò)程，加快了網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練的收斂速度，并提高了網(wǎng)絡(luò)的識(shí)別能力。實(shí)驗(yàn)表明，采用該方法對(duì)6種具有代表性的紋理

3、樣本的正確識(shí)別率可以達(dá)到95％左右。 依據(jù)人的觸覺感知屬于動(dòng)態(tài)感知的特性，提出了利用圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生持續(xù)凹凸變化，以此刺激皮膚實(shí)現(xiàn)紋理觸覺再現(xiàn)的方法，并設(shè)計(jì)了一套可以再現(xiàn)紋理觸覺的實(shí)驗(yàn)裝置，論文分別從機(jī)械、硬件和軟件三方面介紹該裝置的設(shè)計(jì)過(guò)程。 研制的紋理觸覺再現(xiàn)裝置可由不同直徑大小的凹孔、凸點(diǎn)與轉(zhuǎn)速組合出多種紋理模式。在生理心理實(shí)驗(yàn)中，被試者觸摸感知各種紋理模式，并按照一定的要求對(duì)獲得的觸覺感覺的異同進(jìn)行比較，經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析了