基于物理的虚拟手交互碰撞力觉生成和反馈

• 作者: 万华根 朱振华 杨文珍 骆阳 高曙明
• 来源期刊: 计算机学报
• 学科: 工学
• 关键词: 虚拟碰撞 力觉生成 虚拟手交互 虚拟现实
• 年，卷（期）: 2006,（12）
• 所属期刊栏目: 研究论文与技术报告
• 页码范围: 2096-2103
• 页数: 8页
• 分类号: TP3
• 字数: 6871字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3321/j.issn:0254-4164.2006.12.005

摘要

提出一种考虑摩擦的虚拟手交互碰撞力觉生成和反馈方法,以让用户手指感受到逼真的冲击,增强虚拟操作的真实性和沉浸感.该方法首先运用冲量定理和弹性恢复系数,求得质点刚体在二维空间碰撞后的运动状态,然后结合库仑定理,生成质点刚体有摩擦的碰撞力,并拓展到三维空间的虚拟环境中,计算非质点的虚拟刚体碰撞的力矩,再通过虚拟手静力抓持力觉生成模型,将碰撞力和碰撞力矩作用到虚拟手上,求得每个虚拟手指受到的冲击力.当虚拟手抓持的物体与其它虚拟物体发生碰撞时,利用CyberGrasp力觉反馈数据手套,用户手指可感受到逼真的冲击力.实验结果表明运用所提出的方法,用户在虚拟装配时可感受到真实的碰撞力.