多感知通道交互手套的设计与实现

来源 :广东工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:sherry77677
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
实验教学是国家课程方案课程标准规定的重要教学内容。利用虚拟现实技术可以解决理化生学科实验中难观察、危险性、对环境有危害等的问题。而虚拟实验的真实感主要由视听触嗅等多个感知通道决定。触觉作为人体皮肤感知的主要通道,能够提高虚拟实验沉浸感和虚拟实验教学的效果。在当前的中学实验中,需要动手操作实验,触觉感知的部位是人手,产生的触觉主要有力触觉和温触觉。但大部分虚拟实验仍然以视觉感知通道的呈现以主,目前市场上缺少适用于虚拟实验中、融合力触觉和温触觉通道的交互设备。论文针对以上问题,研究了融合多感知通道的交互技术及其应用,设计适用于中学理、化、生等学科的虚拟实验的多感知通道的交互方案,包括多感知通道交互手套的交互设计、力触觉和温触觉感知通道方案设计以及实现。文章最后还构建了典型的化学虚拟实验进行验证,证明文中所提的融合多感知通道交互方案的有效性。论文的主要研究工作如下:(1)分析中学虚拟对于实验操作真实感、逼真性的需求,针对中学虚拟的需求提出一种适用于中学理、化、生等学科虚拟实验、融合多感知通道的交互方案,并对方案选用的传感器、整体方案框架进行必要讨论。(2)设计一种基于弯曲传感器的手部数据采集方法,包括支撑这种采集方法的传感器电路设计,通过传感器放置位置试验确定布局、开发传感器数据传输与解析算法,传感器特性曲线的滤波与拟合,分析人手骨骼关节,对虚拟手模型进行骨骼绑定,虚拟手的数据映射,实现虚拟实验的可视化交互。(3)设计一种基于振动电机的力触觉感知通道呈现方法,根据薄膜压力测试传感器测量真实拿取实验物品的压力大小,生成模拟的力触觉反馈信号通过动电机执行呈现。改进一种基于半导体制冷片的温触觉感知通道呈现方法,生成模拟的温触觉反馈信号通过半导体制冷片执行呈现。(4)搭建典型的中学虚拟实验交互的逼真性。通过邀请志愿者配戴交互手套操作实验,记录并分析实验数据和体验效果的评价。验证和评估多感知通道交互手套的设计方案的实用性。
其他文献
油画作为一种舶来品,在中国存在已有400多年的历史,但它真正受到国人的喜欢,并作为一种时尚而被纳入到提高国民素质的教育体系内,却是近百年的事情。引进国外油画教材能够帮助油画爱好者接触到油画艺术研究前沿成果,开拓视野与思维,更好地促进国内油画艺术的发展。本篇实践报告选择油画技法文本《油画大师》一书的部分章节进行翻译,结合教材文本与美术文本的特征,并基于认知语言学翻译观的四个基本观点(体验性、互动性、
学位
流密码(序列密码)加解密速度快且便于硬件实施,在数据保密、扩频通讯、码分多址等系统有广泛应用,是现代密码学的研究热点之一.分圆序列因具有良好的平衡性成为序列密码的研究热点.分圆序列为抵抗Berlekamp-Massey算法(BMA)、有理逼近算法(RAA)等已有算法的攻击,应满足:低值自相关函数、高线性复杂度、高2-adic复杂度等.本文研究了两类分圆序列的构造,密码学性质及其应用,主要结果如下.
学位
河西走廊地区是我国重要的多民族聚居区,也是中华民族发展历史上主要的多族群交融地区。白银乡康乐镇位于张掖市肃南县,有着独特的丹霞地貌特质和多元民族文化景观。本文通过田野调查、文献查阅等方法,首先阐述白银乡康乐镇多民族交流交往的历史,其次解读了白银乡康乐镇场地现状问题,在多民族文化交融的角度对白银乡康乐镇进行景观规划设计,从而实现梨园河两岸白银乡康乐镇特色民族文化和多民族聚居景观空间保护与发展,展现出
学位
随着人工智能与工业自动化的大范围推广,人机交互和远程操控等应用越来越普及。然而传统的手势识别算法大多需要依赖PC平台的算力或者借助专用的手势传感器设备,本文意在把要依赖于PC端强大算力才能运行的手势识别算法,移植部署到边缘设备中,实现手部同步操控机械手的目标,从而降低产品的开发成本和增加设备的推广。本文的主要工作如下:根据给定预算和想达到的目标进行硬件选型,其中主要包括:边缘设备,桌面级五轴机械臂
学位
近几年随着钛3D打印、医疗器械、航空紧固件等钛丝材市场需求越来越大,对钛丝材生产装备生产效率、产品性能稳定性提出更高的要求。钛丝材热连轧线采用连续热轧制生产,可实现直接由约φ90mm坯料热连轧至φ5.5mm,较原老式横列式轧机生产效率有较大提升。丝材收卷设备是钛丝材热连轧线中重要组成部分,其收卷速度、卷形控制是钛丝材热连轧线生产关键技术。本文介绍了钛金属性能特点及应用,针对宝鸡钛业股份有限公司钛棒
学位
近年来,国家大力发展科学普及工作,习近平总书记关于科普两翼论的论述更是把科普放在了前所未有的程度。作为全民科普的主阵地之一,广东科学中心是广东省乃至全国的重要科普场所,其科普教育功能主要通过科普展品实现,而展品的质量、操作性,展品说明牌的可理解性等将直接影响对公众的科普效果。展品说明牌的内容属于科普文体,是科技文体的一个分支,但它又不同于普通的文学作品,也不属于纯粹的科技文本,而是科学与文学的结合
学位
第三代半导体器件在高温等极端环境下保持长期稳定的运行,互连材料起着至关重要的作用,所以开发一种综合性能优异的互连材料极为重要。纳米铜颗粒具有表面效应和小尺寸效应等特点,能够在低温条件下烧结成高导电性、高导热性、高稳定性和耐电迁移性的块体结构,是非常理想的互连材料。但是,纳米铜材料具有易团聚、易氧化和产率低等难以解决的问题,这些问题限制了纳米铜材料在第三代半导体器件上的应用。为解决纳米铜存在的这些问
学位
存量时代既有住宅厨房空间已经无法满足现阶段用户对于厨房品质的需求,针对提高其使用舒适性的改造已经迫在眉睫。本文选取西安地区1980年代多层既有住宅为研究对象,在基于对既有住宅厨房样本大量的入户调研的基础上,将既有住宅厨房分为全室内型厨房与半室内型厨房两大类,并进一步根据厨房工作三角形空间布局特点,将两大类厨房再分为功能分离型和功能合一型厨房。选取典型厨房样本进行详细调研,分析并记录厨房空间规模、尺
学位
随着时代发展的不断要求,我国的制造业也逐渐发生转变,国家也从“制造大国”向“创造大国”不断地转变。尤其随着当前德国提出的“工业4.0”和我国提出的《中国制造2025》,我国所面临的挑战也愈发严峻,但同时这也是机遇。智能车间是实现这些目标的重要载体,因此对智能车间的研究就显得非常的重要,而对智能车间内多级刀库的配置策略研究是十分关键的一环。在智能车间中,任务的生产加工需要用到各种刀具,但是由于智能车
学位
环境治理关系居民生活福祉,关系美丽中国建设成色。作为环境治理的主体,公众的亲环境行为被认为是弥补政府和市场手段在环境治理中失灵的重要机制。然而,当前公众在环境治理中普遍存在“知行脱节”的现实困境。同时,由于我国城乡二元结构的长期存在导致农村地区环境治理基础设置投入不够,且农村经济发展处于早期阶段,农村居民正处在追求增收的阶段,对环境治理的诉求和参与程度相对较低,进一步导致我国农村地区环境治理能力低
学位