面向移動終端的力觸覺建模與再現(xiàn)方法研究.pdf

1、移動終端作為新興的人機交互接口，越來越多地在人們的工作和生活中使用，但目前人機交互方式主要集中在視聽覺，能提供的力觸覺感受有限。將力觸覺再現(xiàn)技術(shù)與移動終端產(chǎn)品有機結(jié)合，能讓操作者觸摸、感知和操縱虛擬物體，實現(xiàn)對虛擬環(huán)境的主動探索，進一步提高人機交互的質(zhì)量，具有廣闊的市場價值和應(yīng)用前景。
　　本文主要研究面向移動終端的紋理觸覺和柔順性建模與再現(xiàn)方法，借助實驗室研制的筆式力觸覺再現(xiàn)裝置，在移動終端上實現(xiàn)紋理粗糙度和物體柔順性的力觸覺再

2、現(xiàn)。主要內(nèi)容包括三個部分:(1)筆式力觸覺再現(xiàn)裝置中壓電致動器的振動特性測試分析。通過觸覺感知實驗研究壓電致動器產(chǎn)生的振動特性，分析了振動刺激與紋理觸覺特征的對應(yīng)關(guān)系，為紋理粗糙度觸覺表達建模提供實驗依據(jù);(2)紋理粗糙度振動觸覺建模與表達方法研究。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紋理和粗糙紋理，然后結(jié)合人手在觸摸屏上的滑動速度，分別建立精細紋理和粗糙紋理的粗糙度感知模型，并通過調(diào)節(jié)壓電致動器的振動模式、振

3、動幅值和振動頻率，產(chǎn)生振動觸覺刺激，模擬接觸紋理表面的粗糙感。(3)移動終端上的紋理粗糙度和柔順性力觸覺表達系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)。在基于Android平臺的移動終端上搭建虛擬力觸覺交互系統(tǒng)，系統(tǒng)借助OpenGL ES2.0渲染技術(shù)實現(xiàn)柔性物體的形變渲染，用力觸覺交互筆中壓電致動器的振動表達紋理粗糙度，用磁流變液執(zhí)行器的力反饋表達柔性物體的柔順性。
　　本文的研究重點和創(chuàng)新在于:(1)研究了壓電致動器的振動特性與紋理特征的對應(yīng)關(guān)系;(2)