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《浙江大学》 2008年
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基于动力学模拟的虚拟手交互系统的研究与开发

杨伟  
【摘要】: 虚拟手技术是实现自然高效的人机交互的关键技术之一,它可以将人在日常生活中获得的经验技能直接运用到人机交互中,符合人类的认知习惯。通过对数据手套原始数据的采样与计算,以及对人手运动特点的研究与分析,经过校正,完成从人手到虚拟手的运动映射。采用穿透恢复的方法对抓取操作中的穿透进行处理,增强了真实性。 Mirtich的碰撞整合方法需要求解常微分方程组,计算量庞大,无法满足虚拟手交互系统的实时性要求。采用碰撞期间滑动方向保持不变的假设,对Mirtich的碰撞整合方法进行改进,把滑动方程从常微分方程组简化为简单的代数函数,把碰撞整合从三个阶段简化为两个阶段。经实验证明,计算效率提高了10倍左右,系统帧率达到30帧以上,满足了实时性要求。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TP391.9

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 姜学智,李忠华;国内外虚拟现实技术的研究现状[J];辽宁工程技术大学学报;2004年02期
2 刘杰,张玉茹,刘博;人手到灵巧手的运动映射实现[J];机器人;2003年05期
3 李克彬;王淑琴;单继红;;虚拟手操作技术研究及实现[J];计算机仿真;2007年03期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 段新昱;基于VRML的虚拟环境体系研究[J];安阳师范学院学报;2003年05期
2 王玉田;孔德慧;尹宝才;王文东;;虚拟校园漫游系统的实现[J];北京工业大学学报;2006年04期
3 牛兵,陈谊;二维GIS与三维视景仿真技术的结合及其在视景仿真中的应用[J];北京工商大学学报(自然科学版);2005年02期
4 潘雷;陈谊;;基于JAVA和VRML的虚拟校园的设计和实现[J];北京工商大学学报(自然科学版);2006年06期
5 汪赫瑜;马红;;一种虚拟场景建模技术的研究[J];辽宁科技学院学报;2006年02期
6 田海江,高朝廷,王德才,冯正超;基于DirectX构建虚拟战场环境研究[J];重庆邮电学院学报(自然科学版);2005年05期
7 万剑华,郑红霞,丁仁伟;基于WEB三维虚拟场景的建立[J];测绘科学;2005年04期
8 舒娱琴,祝国瑞,陈崇成,彭国均,唐丽玉;虚拟地理环境真实感图形的构建技术[J];测绘通报;2003年10期
9 谭同德;乔木;王宇;;基于OpenGL的虚拟环境建模技术研究[J];平顶山工学院学报;2005年06期
10 张文龙,贺申;虚拟现实与数据手套的研究[J];常州工学院学报;2005年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 霍妍妍;李爱军;刘瑜;;虚拟现实技术发展综述[A];中国图学新进展2007——第一届中国图学大会暨第十届华东六省一市工程图学学术年会论文集[C];2007年
2 马润赓;刘少峰;马国锐;;真实地理环境场景库设计及其关键技术[A];中国测绘学会九届三次理事会暨2007年“信息化测绘论坛”学术年会论文集[C];2007年
3 王奕;蒋苹;胡建强;;基于JAVA的交互式虚拟装配技术研究[A];促进企业信息化进程——第十届中国Java技术及应用大会文集[C];2007年
4 陈贤;张刚;赵文吉;左建章;;基于生理视觉原理的立体视频重建技术研究[A];立体图象技术及其应用研讨会论文集[C];2005年
5 杨晓;金一丞;杨慎欣;;基于立体显示技术的航海模拟器研究[A];第十三届全国图象图形学学术会议论文集[C];2006年
6 衡晓周;任鸿翔;金一丞;;雕塑类复杂景物建模与绘制技术的研究[A];第十四届全国图象图形学学术会议论文集[C];2008年
7 黄静;吴雯;唐泽圣;;澳门玫瑰堂三维重构与虚拟漫游[A];第十四届全国图象图形学学术会议论文集[C];2008年
8 刘睿;高启孝;;虚拟现实技术在船舶导航设备模拟训练系统设计中的应用[A];2006年船舶通讯导航学术会议论文集[C];2006年
9 于红敏;曲莹莹;杨蕾;;基于VTree平台的数据手套交互的研究[A];全国首届数字(虚拟)科技馆技术与应用学术研讨会论文集[C];2007年
10 范志舟;费敏锐;;一种采用智能方法的新型VR人机交互界面[A];2004年生命系统建模仿真国际会议暨第一届全国生命系统建模仿真学术会议论文集[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 郭培全;分度凸轮虚拟切削加工系统研究[D];山东大学;2005年
2 陈泽志;由非定标图像序列重建和测量三维物体[D];西安电子科技大学;2002年
3 王章野;地面目标的红外成像仿真及多光谱成像真实感融合研究[D];浙江大学;2002年
4 张汗灵;基于图象的绘制关键技术研究[D];西北工业大学;2003年
5 马力波;网络远程机器人控制系统及关键技术研究[D];重庆大学;2003年
6 杨敏;多视几何和基于未标定图像的三维重构[D];南京航空航天大学;2003年
7 刘金鹏;虚拟现实系统中的物理建模和行为属性问题研究[D];武汉理工大学;2004年
8 余春艳;基于角色和面向智能主体的协同虚拟环境的研究[D];浙江大学;2004年
9 刘惠义;水利工程复杂虚拟视景建模及软件加速技术的研究[D];河海大学;2004年
10 朱洲;三维人体信息获取及虚拟服装试穿技术研究[D];华中科技大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 朱舟;轧辊成形车刀的虚拟磨削[D];华中科技大学;2005年
2 历俊丰;数控切割机虚拟训练系统研究[D];东北林业大学;2007年
3 陈庆华;城市景观虚拟现实应用研究[D];吉林大学;2005年
4 崔宁;虚拟现实装甲车模拟驾驶系统研究[D];吉林大学;2005年
5 刘小燕;高层大型建筑三维消防档案建模技术的研究[D];沈阳工业大学;2005年
6 张永志;图象及几何建模的虚拟现实技术研究[D];武汉理工大学;2003年
7 瞿炜娜;基于虚拟现实技术的虚拟实验室的研究与实现[D];大庆石油学院;2003年
8 王小龙;基于虚拟现实手臂外骨骼康复系统的研究[D];河北工业大学;2003年
9 刘诗儒;桌面虚拟校园漫游系统的研究与实现[D];太原理工大学;2003年
10 张建平;基于VRML的减速器虚拟装配技术研究[D];西北工业大学;2003年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前8条
1 王秀玲;;人机工程学的应用与发展[J];机械设计与制造;2007年01期
2 杜虹,付小莉,朱慧娟;手握式工具的人机特性研究[J];轻工机械;2004年04期
3 刘杰,张玉茹,刘博;人手到灵巧手的运动映射实现[J];机器人;2003年05期
4 李克彬;王淑琴;单继红;;虚拟手操作技术研究及实现[J];计算机仿真;2007年03期
5 党保生;;虚拟现实及其发展趋势[J];中国现代教育装备;2007年04期
6 李琪,白英彩,曾芬芳;一个虚拟手原型的实现[J];上海交通大学学报;1999年11期
7 高玉琴;何云峰;于俊清;;改进的基于AABB包围盒的碰撞检测算法[J];计算机工程与设计;2007年16期
8 李志华,钟毅芳;虚拟手模型及其抓取技术[J];小型微型计算机系统;2003年06期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 郑太雄;虚拟装配理论与方法研究[D];重庆大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 宫可想;手部运动仿真技术的研究[D];首都师范大学;2005年
2 杨智勇;手柄的人的因素分析与研究[D];东华大学;2005年
3 曾怡;低振动低噪声集装箱起重机上部结构动力快速分析[D];同济大学;2007年
4 王文涛;基于虚拟手的人机交互技术研究[D];华中科技大学;2005年
5 潘鸿彬;虚拟环境下可视化互动装配技术研究[D];广东工业大学;2006年
6 王艳丽;电磁发射装置的可视化技术的研究与实现[D];南京理工大学;2006年
7 王鹏;基于EON的船舶机舱集控室仿真系统[D];大连海事大学;2008年
8 杨永木;虚拟现实在核电站主控室仿真设计中的应用[D];上海交通大学;2008年
9 张艳;基于力反馈的虚拟手术器械的设计与研究[D];上海交通大学;2008年
10 潘燕彬;基于数据手套的虚拟手术训练系统交互技术的研究[D];广东工业大学;2008年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 常红,王涌天,华宏,徐彤,周雅,程雪岷;基于计算机视觉技术的手形手位跟踪方法[J];北京理工大学学报;1999年06期
2 蒋庆全;国外VR技术发展综述[J];飞航导弹;2002年01期
3 卢敏,伍铁军;一种基于区域特征的图像检索方法及实现[J];工程图学学报;2004年01期
4 王峻峰,李世其,刘继红,钟毅芳;计算机辅助装配规划研究综述[J];工程图学学报;2005年02期
5 吴迪,黄文骞;虚拟现实技术的发展过程及研究现状[J];海洋测绘;2002年06期
6 赵春霞,Y.F.Li,王树国,蔡鹤皋,杨静宇;虚拟现实的发展及在机器人系统中的应用与研究[J];机器人;1999年05期
7 王从庆,赵正明,程玉清;基于OpenGL的机械手三维可视化仿真研究[J];机器人;2001年S1期
8 魏军,游松,朱广超,王田苗,刘连忠;面向灵巧手的三指五自由度数据手套BHG-1设计及实验研究[J];机器人;1999年03期
9 李玉忠,杜慧军;虚拟现实技术综述与基于Internet的虚拟培训系统设计[J];计算机工程与应用;2002年15期
10 周前祥,曲战胜;航天虚拟现实仿真技术的研究进展[J];科技导报;1998年10期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 卢志忠;邹勇;丁芳颐;李锋;;基于虚拟现实技术的船艇航行训练仿真系统的研究[J];系统仿真学报;2006年07期
2 朱方文,龚振邦;虚拟现实技术及其主要产品[J];机电一体化;1998年02期
3 韩方景;顾建;郑林华;张尔扬;;一个新的通信模式——虚拟现实通信(VRT)[J];计算机科学;2003年06期
4 叶发旺,刘德长,仉宝聚;虚拟现实技术及其在铀矿地质领域中的应用探讨[J];铀矿地质;2004年01期
5 詹胜利;虚拟现实技术在网上商场中的应用[J];商场现代化;2005年15期
6 魏锋;虚拟现实技术及其在煤矿中的应用[J];山西科技;2005年04期
7 李红岩;张忠华;;虚拟现实技术在Web课件中的应用[J];中国医学教育技术;2005年06期
8 鲍美英;马礼;;虚拟现实技术在教学中的应用[J];科技情报开发与经济;2006年17期
9 李贵品;吴姜;;虚拟现实技术在教学中的应用[J];科教文汇(上半月);2006年11期
10 刘伟明;朱新颖;;虚拟现实技术在农业上的应用[J];农业网络信息;2007年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张剑;谈国新;;虚拟手的实现及其抓取概率[A];第一届建立和谐人机环境联合学术会议(HHME2005)论文集[C];2005年
2 张剑;谈国新;;虚拟手的实现及其抓取概率[A];第二届和谐人机环境联合学术会议(HHME2006)——第15届中国多媒体学术会议(NCMT'06)论文集[C];2006年
3 王晓池;方志刚;鲍福良;刘振波;;基于虚拟现实的虚拟针灸医疗训练系统[A];2009全国虚拟仪器大会论文集(一)[C];2009年
4 张静;李琳;刘晓平;;基于双目视觉的虚拟手的实现[A];计算机技术与应用进展——全国第17届计算机科学与技术应用(CACIS)学术会议论文集(上册)[C];2006年
5 李宁;龚光红;丁莹;彭晓源;;虚拟现实技术在教育、训练中的一个应用实例[A];二○○一年中国系统仿真学会学术年会论文集[C];2001年
6 朱杰;夏青;;基于数据手套的虚拟手显示[A];第十四届全国图象图形学学术会议论文集[C];2008年
7 王少俊;;造纸术的虚拟现实方案[A];全国首届数字(虚拟)科技馆技术与应用学术研讨会论文集[C];2007年
8 王少俊;;虚拟现实在禁毒宣传中的应用[A];全国首届数字(虚拟)科技馆技术与应用学术研讨会论文集[C];2007年
9 宋学清;关正西;郭文普;;虚拟现实技术在导弹视景仿真中的应用[A];'2000系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2000年
10 杨苗;郝莹;;基于VRML的虚拟现实技术的研究与实现[A];第十四届全国图象图形学学术会议论文集[C];2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 张畅;虚拟现实技术在医学上的应用[N];中国知识产权报;2000年
2 闻讯;虚拟现实技术助瘾君子戒烟[N];医药经济报;2003年
3 陈勇;德国用虚拟现实技术改造传统产业[N];中国机电日报;2000年
4 记者 陈琳;虚拟现实技术:更近,更逼真[N];第一财经日报;2010年
5 航天科工集团北京仿真中心总工程师 王东木;迎接市场挑战的虚拟现实技术[N];科技日报;2002年
6 文潇;浙江旅游教育引入虚拟现实技术[N];中国旅游报;2007年
7 中国建设教育协会 张明;让虚拟成为现实[N];中国电脑教育报;2006年
8 高建进;虚拟现实技术可望进入家庭[N];光明日报;2008年
9 桂雄;运用虚拟现实技术锤炼作战能力[N];人民武警;2004年
10 郭莹;在网上真实触摸产品[N];中国计算机报;2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李懿;面向虚拟手交互的校正技术研究[D];浙江大学;2010年
2 闻曙明;隐性知识显性化问题研究[D];苏州大学;2006年
3 周思跃;基于虚拟现实的机器人灵巧手遥操作平台的设计和实现[D];上海大学;2006年
4 罗冠;虚拟人的运动生成及控制技术研究[D];西北工业大学;2004年
5 张宏胜;虚拟建造在钢结构工程施工中的研究与应用[D];重庆大学;2004年
6 熊越东;基于虚拟现实技术的螺旋锥齿轮CNC加工仿真理论与方法研究[D];天津大学;2005年
7 郑颖立;体验式虚拟实验研究[D];华东师范大学;2008年
8 郭江;电厂维护中基于虚拟现实及智能代理的人机融合技术[D];华中科技大学;2004年
9 马骏;基于智能化身的移动虚拟现实技术及其应灾导航应用研究[D];北京交通大学;2007年
10 冯志宏;牙槽骨弧形牵张成骨修复单侧上颌骨缺损的实验研究[D];第四军医大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨伟;基于动力学模拟的虚拟手交互系统的研究与开发[D];浙江大学;2008年
2 张静;基于计算机视觉的虚拟手交互技术研究[D];合肥工业大学;2006年
3 徐超;虚拟手行为数据库的研究与设计实现[D];国防科学技术大学;2011年
4 王春风;基于Web的远程虚拟实验环境的研究[D];河海大学;2006年
5 李军强;康复医疗手臂外骨骼系统的研究[D];河北工业大学;2005年
6 陈智勇;分布式虚拟现实环境下的实时可视化研究[D];电子科技大学;2005年
7 张晋堂;基于Vega的视景仿真技术在无人机舱中的应用研究[D];哈尔滨工程大学;2005年
8 孟涛;基于虚拟现实技术的实时监控系统研究[D];昆明理工大学;2005年
9 吕涛;实时动态云的生成算法[D];中国海洋大学;2005年
10 姚道海;船体舱室分段虚拟建模方法研究[D];大连理工大学;2006年
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