国家自然科学基金(50275003)
- 作品数：18 被引量：80H指数：6
- 相关作者：张玉茹王党校王玉慧王勇吕培军更多>>
- 相关机构：北京航空航天大学北京大学口腔医院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中国博士后科学基金更多>>
- 相关领域：自动化与计算机技术机械工程一般工业技术医药卫生更多>>
- 纯质量虚拟环境下力觉交互稳定性研究被引量：2
- 2004年
- 讨论了纯质量虚拟环境下,单自由度力觉交互系统在导纳再现方式下虚拟质量的稳定范围及其影响因素。假设虚拟环境为被动,操作者在系统中的作用分为被动部分和主动部分,通过电网络与力觉交互机电系统的等效和双端口网络绝对稳定理论的应用,就纯质量虚拟环境下系统的稳定性进行了分析,评价了系统参数对系统稳定范围的影响。该方法和结论可以用于对力觉交互系统导纳再现方式下的性能评估和设计指导。
- 罗杨宇王党校张玉茹
- 关键词：自动控制技术力反馈透明性双端口
- 三自由度力觉交互装置的设计与研究
- 设计实现了一种三自由度力觉交互装置,其不仅能跟踪人手的三维运动而且能输出三维的触觉力;力觉交互装置的正反向驱动性能是衡量装置设计优劣的重要指标,以自行设计的装置为研究对象,对一般力觉交互装置的正反向驱动性能进行了分析和研...
- 张世清郭卫东张玉茹
- 关键词：各向同性
- 文献传递
- 虚拟匹配单元对力觉交互系统性能影响分析被引量：1
- 2004年
- 讨论虚拟现实力觉交互系统中 ,阻抗再现方式下虚拟匹配单元对系统稳定性和透明性的影响 .对不同的虚拟环境 ,根据弹簧单元和阻尼单元的不同物理性质 ,将其与虚拟环境串联或并联 ,作为连接操作端与虚拟端的双端口系统 ;对于单自由度力觉交互系统 ,当虚拟环境驱动点为弹簧元素时 ,以串联弹簧单元和串联阻尼单元为例 ,通过对附加虚拟匹配单元后的系统性能评价 ,及与原系统的比较 ,分析了虚拟匹配单元对系统性能尤其是稳定性的影响 ,仿真和分析结果吻合较好 .在力觉交互控制系统设计中 。
- 罗杨宇王党校张玉茹
- 关键词：自动控制稳定性力觉交互双端口透明性
- 力反馈汉字书法模拟的任务规划和逼真度评价方法被引量：12
- 2006年
- 交互过程的任务规划和逼真度评价是力反馈模拟系统的两个重要问题。目标是针对汉字书写模拟建立人的触觉技能表达和逼真度评价模型。提出了分层任务规划方法。在任务层,将汉字的力觉引导过程分为形状引导和笔顺引导;在表达层,提出了状态变化图谱,描述笔尖与纸面的交互状态序列;在设备层,将上述状态序列映射为交互设备的控制指令序列。基于分层规划建立了交互状态空间映射匹配度模型,作为逼真度评价指标。采用力反馈设备Phantom desktop?进行了系统实验,证明上述规划方法可以满足实时力觉引导的控制规律设计要求,逼真显示汉字书写过程的交互力。提出的逼真度指标可以定量地评价力觉显示的训练效果。
- 王党校张玉茹姚冲
- 约束切换与阻抗显示力反馈设备的稳定性研究被引量：5
- 2004年
- 研究了虚拟现实力觉交互系统中基于阻抗显示原理的交互设备丧失稳定性的原因以及振荡抑制方法 .通过分析单边约束的特点 ,将复杂虚拟物体形状的感知和交互过程归结为动态单边约束的接触问题 .采用力反馈设备Phantom(R) 建立试验平台 ,通过分析不同类型的单边约束下虚拟力信号的时间和空间分布规律 ,发现了动态单边约束交互仿真中产生振荡的原因 .给出了基于虚拟力信号空间梯度的消除振荡的方法 .试验表明 ,该方法可以有效抑制振荡 ,实现稳定的力觉交互控制 .
- 王党校张玉茹王玉慧吕培军王勇
- 关键词：稳定性
- 集成图形和力觉交互的牙齿探诊模拟系统开发被引量：11
- 2004年
- 研究目的是开发具有力觉显示功能的虚拟现实系统,培训牙科医生进行牙体探查操作。通过分析牙科手术临床操作的特征和培训现状,提出了基于虚拟现实技术的培训方案。采用力觉交互设备Phantom,基于Windows2000建立了试验平台,实现了两种典型接触交互操作的模拟探针对牙齿表面不同组织区域进行探查和利用探针去除牙面软沉积物。文章重点讨论力觉显示系统的硬件和软件体系结构,牙齿和工具的建模方法,以及保证仿真实时性的方法。实验证明该系统可以比较逼真的模拟牙齿探查的手术操作,为培训牙科医生提供了一种新的途径。
- 王党校张玉茹王玉慧吕培军王勇
- 关键词：体系结构
- 单自由度力觉交互系统建模与分析被引量：2
- 2004年
- 为提高力觉交互系统性能 ,需要通过建模和分析来了解各参数对系统性能的影响 .对单自由度力觉交互系统 ,假设虚拟环境为被动 ,将操作者对系统影响分为主动输入和被动阻抗 ,建立了包括操作者在内的力觉交互系统模型 ;通过双端口网络理论的应用 ,就系统对刚度阻尼组合虚拟环境的稳定性进行了分析 ,给出了系统稳定条件的一般判定准则 ,并由此分析了传动刚度对系统稳定性的影响 .该方法可以用于对力觉交互系统的性能评估和设计指导 .
- 罗杨宇王党校张玉茹
- 关键词：自动控制稳定性力觉交互虚拟环境
- 基于局部模型的多更新率切削仿真力觉渲染算法被引量：3
- 2004年
- 提出了一种牙科手术虚拟现实模拟训练系统的力觉计算方法。为了保证切削仿真的逼真度、力觉计算的快速性和交互稳定性,提出了基于局部模型的多更新率体系架构的计算方案。仿真系统分解为三个不同计算频率的线程,即切削仿真、力觉伺服和图形显示线程。提出虚拟工具和切削工具的概念,实现交互力计算和牙齿三角片网格模型切削变形的协调;基于虚拟工具和牙齿三角片碰撞检测信息构造局部模型,实现力觉设备控制与切削仿真线程的解耦,降低了对切削仿真线程计算频率的要求;利用多线程技术保证图形显示和力觉显示的数据传输和时间同步。针对局部模型更新时的振荡问题,采用改进的恢复时间方法对局部模型进行插值,增强了仿真系统稳定性。基于力觉交互设备Phantom建立试验平台,开发了牙科手术力觉交互仿真软件,通过试验验证了本文算法的有效性。
- 王党校张玉茹王玉慧吕培军王勇
- 实现牙体预备触觉交互仿真的图形显示被引量：2
- 2007年
- 介绍了在牙科手术训练触觉交互系统的虚拟手术环境中,通过材料去除速率控制构成牙齿的网格变形实现牙齿被切削时材料去除过程的图形仿真。针对牙体预备操作和触觉交互装置输出力的特点,在交互系统的虚拟环境中,当工具与牙体模型发生接触时,所有进入工具空间范围的顶点都会沿着其外法线的反方向进行投射,投射量受控于材料去除速度,且网格变形速度不超过真实的牙齿材料去除速度,同时针对网格的变形位置绘制虚拟工具。通过限制网格变形可以动态的实现牙齿被切削过程的形状变化,图形显示逼真同时没有滞后。
- 刘冠阳张玉茹
- 关键词：网格变形
- 双通道触觉交互系统中牙科手术工具之间动态交互的力觉仿真被引量：8
- 2007年
- 介绍了基于双触觉交互装置的双通道触觉交互系统(牙科手术训练系统)中动态工具交互仿真的分析和实现。动态工具交互是指操作者同时操作两台触觉交互装置导致虚拟环境中工具之间发生接触和碰撞的力觉仿真,它是双通道触觉交互牙科手术训练系统的重要组成部分。提出了计算工具和显示工具的概念,将图形显示与虚拟力的计算和输出解藕,保证了图形显示过程中,虚拟环境中的工具不会发生空间的重叠和干涉。同时,工具之间的交互被分为自由空间运动、碰撞和碰撞后挤压三个阶段,碰撞和挤压阶段分别提出了虚拟力计算模型,保证了虚拟力计算和输出的快速性、逼真性和稳定性。
- 刘冠阳张玉茹王瑜王党校
