力覺接口的無源性分析及設(shè)計.pdf

1、力覺同視覺、聽覺等其他感覺一樣，是人們獲得外部信息的重要手段之一，它對虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用有著十分重要的作用。近年來，隨著計算機(jī)技術(shù)和機(jī)器人技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，虛擬現(xiàn)實技術(shù)，尤其是力覺交互技術(shù)逐漸成為國內(nèi)外研究的熱點，受到了國內(nèi)外專家和學(xué)者的廣泛關(guān)注和重視。虛擬現(xiàn)實技術(shù)是利用計算機(jī)生成一個逼真的虛擬環(huán)境，通過各種傳感設(shè)備使操作者“沉浸”到虛擬環(huán)境中，實現(xiàn)操作者同虛擬環(huán)境的交互，為操作者提供一種身臨其境的感覺。
　　 力覺交

2、互系統(tǒng)主要包括操作者、力覺接口設(shè)備和虛擬環(huán)境三部分，其中力覺接口是指操作者和虛擬環(huán)境之間的接口，它能夠使人感受并操縱虛擬或遠(yuǎn)程環(huán)境。對于和遠(yuǎn)程環(huán)境的遙操作，力覺接口通過通信線路與遠(yuǎn)程操縱裝置相連，使操作者有一種置身于遠(yuǎn)程環(huán)境的感覺；對于和虛擬環(huán)境的交互，力覺接口是直接和(由計算機(jī)實現(xiàn)的)虛擬環(huán)境相連。目前，力覺接口設(shè)備的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，主要應(yīng)用范圍包括醫(yī)學(xué)訓(xùn)練、微裝配、娛樂、教育、工業(yè)設(shè)計、藝術(shù)、交通安全、體育運(yùn)動、飛行模擬仿真、遠(yuǎn)程

3、手術(shù)和虛擬樣機(jī)等。
　　 論文首先通過深入分析和推導(dǎo)，對前人文獻(xiàn)應(yīng)用頻域提升技術(shù)得到的力覺系統(tǒng)的無源性條件進(jìn)行了校驗，證明了其推導(dǎo)過程所存在的問題及頻域提升技術(shù)本身的局限性，并結(jié)合具體的例子驗證了該方法所得結(jié)果的保守性?？紤]到對于具體的虛擬環(huán)境模型，這個力覺接口的無源性條件還因采樣信號和環(huán)境模型的離散化方法不同而不同，設(shè)計中還分析了不同采樣信號輸入和不同的虛擬環(huán)境離散化方法對力覺系統(tǒng)的影響，基于采樣系統(tǒng)的真實頻率特性，給出了不同