基于虚拟手的人机交互技术研究

论文题目: 基于虚拟手的人机交互技术研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 机械设计及理论

作者: 王文涛

导师: 李世其,王峻峰

关键词: 虚拟手,人机交互,运动跟踪,运动映射,虚拟手操作

文献来源: 华中科技大学

发表年度: 2005

论文摘要: 自然高效的人机交互一直是计算机应用研究领域的一个热点。虚拟手技术是一种自然高效的新型人机交互技术,并能给用户带来操作沉浸感。本文研究了基于虚拟手的人机交互的关键技术及实现方法。本文首先分析了基于虚拟手的人机交互原理,提出了基于虚拟手的交互操作框架体系和操作流程图,并阐述了框架体系中各部分的主要功能,指出了整个框架体系中的关键技术。本文对从人手到虚拟手的运动映射技术进行了详细的探讨。在分析人手解剖结构和运动特点的基础上,提出了面向对象的虚拟手建模理论和方法; 研究了运动跟踪理论,并结合数据手套和位置跟踪器,实现了对人手的运动跟踪; 研究了运动映射理论,提出了在交互操作过程中从人手到虚拟手运动映射的解决方案。本文还对虚拟手操作技术的理论和实现进行了详细的探讨。研究了虚拟场景的构造和管理理论; 研究了碰撞检测技术,重点是基于OBB 的碰撞检测理论和它的实现方法; 对虚拟手的稳定抓持理论进行了探讨,提出了一种改进的虚拟手抓取规则; 以及研究了虚拟手操作的具体实现技术。最后,本文在Windows 系统和VC++的编程环境下,以Open Inventor 为软件平台,以5DT 数据手套和FOB 位置跟踪器为主要交互设备,开发了一个基于虚拟手的人机交互原型系统,并对其应用前景做了介绍。

论文目录:

摘要

ABSTRACT

1 绪论

1.1 课题的背景、来源及意义

1.2 国内外研究现状及应用

1.3 本文所做的工作

2 基于虚拟手的人机交互框架体系

2.1 基于虚拟手的人机交互原理

2.2 交互操作的框架体系

2.3 框架组成部分

2.4 关键技术问题

2.5 本章小结

3 人手到虚拟手的运动映射

3.1 虚拟手建模技术

3.2 人手运动跟踪

3.3 运动映射及标定

3.4 本章小结

4 虚拟手操作技术

4.1 虚拟场景的构造

4.2 碰撞检测

4.3 稳定抓持

4.4 虚拟手操作的实现

4.5 本章小结

5 虚拟手操作的实例及应用

5.1 原型系统的运行环境

5.2 交互操作实例

5.3 在机器人遥操作系统中的应用

5.4 本章小结

6 全文总结及展望

6.1 全文总结

6.2 研究展望

致谢

参考文献

附录1 攻读学位期间发表的论文目录

发布时间: 2006-04-05

参考文献

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[9].基于自然人机交互服务机器人操作意图识别研究[D]. 杨贝贝.湖北工业大学2017
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基于虚拟手的人机交互技术研究

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