基于靈巧手的虛擬抓取技術研究.pdf

1、隨著虛擬現(xiàn)實的發(fā)展，自然和諧的人機交互日益成為一個重要的研究領域。在基于虛擬現(xiàn)實的訓練、教育、娛樂、建筑設計等領域，人機交互有著非常重要的作用。但是，由于計算機生成的虛擬環(huán)境無法精確地模擬真實物理世界中的許多規(guī)則和約束，因此實現(xiàn)自然、和諧的人機交互非常困難。
　　 虛擬手交互技術是人機交互研究領域的研究熱點。虛擬抓取是用戶與虛擬環(huán)境中的物體進行交互的一種自然直觀的方式。本文圍繞如何在虛擬抓取過程中增強用戶體驗和減少用戶負擔展開研

2、究。
　　 本文通過對人手解剖結構以及運動學特征的分析，首先提出了一個包含皮膚層、運動層、碰撞檢測層、力覺層的4層靈巧虛擬手模型。該模型在保證交互實時性的前提下，提高了虛擬交互的真實感。其次，在對現(xiàn)實世界中的物體進行形狀抽象的基礎上，提出了基于幾何條件的抓取準則，既提高了抓取判別的速度，又減少了誤抓現(xiàn)象的發(fā)生。此外，在抓取過程中利用虛擬抓取有限狀態(tài)機進行控制，避免了虛擬手手指嵌入物體。最后，通過對人手抓取軌跡規(guī)律的分析，提出了一