基于超声波相控阵的触觉反馈技术

摘要

随着人机交互领域研究的不断发展,交互途径已经从传统的视觉和听觉途径扩展到触觉途径。触觉是人类感知外界信息的重要途径之一。非接触式触觉反馈能够在AR/VR领域有更好的表现,为虚拟现实中的场景交互提供触觉反馈。本文提出一种基于相控阵技术的方法来使超声波的波束聚焦以模拟触觉。通过Matlab进行超声波换能器声场仿真分析设计开发了基于DSP(Digital Signal Processing)和FPGA(Field Programmable Gate Array)双核结构的相控阵超声发射系统,并进行了实验验证工作。系统通过DSP完成相位计算,并通过FPGA实现高精度的相位控制。基于Matlab的声场分析结果与实验结果预期相符,完成了基于超声波相控阵的非接触式触觉反馈原理样机的开发。