虚拟手

摘要： 为了模拟汽车虚拟装配培训环境下的虚拟手交互,设计了一种基于物理粒子和刚性骨架的虚拟手模型:使用刚体模拟虚拟手的骨骼,将具有物理特性的粒子耦合到蒙皮网格上相应的位置,动态地调整刚度值。提出了一种算法复杂度低的辅助抓取方法,将虚拟手抓取物体的情况分为被抓取和未被抓取两个状态,有效地减少了物体意外掉落的情况,提高了抓取的稳定性。最后将虚拟手模型集成到车辆装配培训系统,通过对照实验验证本方法可以有效地提高交互真实感,在所有任务场景中都得到了满意的效果。

摘要： 为解决食品加工仿真交互系统中手部交互沉浸感不足的问题,本文通过引入虚拟手概念,设计并实现了一个基于虚拟手的食品加工仿真交互系统.通过分析食品加工仿真的需求进行模块设计与制作,结合虚拟手交互的特点进行实验,较好地解决了虚拟环境中用户对食品加工相关物体仿真交互的沉浸感问题,对食品加工仿真应用领域具有一定参考价值.

摘要： 针对目前基于Leap Motion的人机交互研究中存在的虚拟手与三维模型相互干涉、三维模型与虚拟手空间位姿同步率低的问题,提出一种基于Leap Motion的三维模型空间位姿自适应调整方法.通过将物理交互方法与启发式交互方法相结合,实现基于虚拟手位姿信息的三维模型空间位姿自适应实时精确调整,使人机交互仿真过程更加逼真,提升用户的交互式体验感.借助HTC VIVE所搭建的沉浸式虚拟现实环境,验证了该方法的可行性.

摘要： 针对当前基于VR的虚拟仿真系统存在的沉浸式交互体验感较差、物理效果较难模拟等问题,提出一种VR环境下基于物理属性的虚拟手自然交互方法.将虚拟物体物理属性与启发式交互方法相结合,避免了交互过程中虚拟手与虚拟物体相互穿透,实现了虚拟物体位姿随虚拟手接触点变化实时调整与自适应.最后,借助HTC VIVE虚拟现实套件以及Leap Motion体感控制器所搭建的沉浸式人机交互环境,对各类虚拟物体的交互操作进行实例验证并测试计算效率,验证了该方法的可行性.

摘要： 在计算机角色动画的抓取研究中,生成动作序列的自然性、稳定性及自适应能力三者难以同时得到保证,即自然又稳定的抓取控制器往往泛化能力有限,无法适用于其他类型、尺寸物体的抓取任务。通过引入和抓取类型相对应的手部示教数据、设计回报函数,构建了一种基于深度强化学习的虚拟手自适应抓取控制器。实验结果表明,该控制器能够生成兼具自然性和稳定性的抓取运动序列,同时对素材库中不同尺寸、不同类型的基元物体也具备较好的自适应能力。

摘要： 在计算机角色动画的抓取研究中,生成动作序列的自然性、稳定性及自适应能力三者难以同时得到保证,即自然又稳定的抓取控制器往往泛化能力有限,无法适用于其他类型、尺寸物体的抓取任务.通过引入和抓取类型相对应的手部示教数据、设计回报函数,构建了一种基于深度强化学习的虚拟手自适应抓取控制器.实验结果表明,该控制器能够生成兼具自然性和稳定性的抓取运动序列,同时对素材库中不同尺寸、不同类型的基元物体也具备较好的自适应能力.

摘要： 在虚拟抓取规划中,生成稳定的抓取姿态非常重要,但是只考虑稳定性往往会导致抓取姿态不符合自然的人手抓取习惯.为了生成既满足物理约束又符合人手抓取习惯的自然抓取姿态,提出一种基于抓取分类理论的虚拟手自然抓取规划算法.首先根据人类抓取分类理论,基于人类行为构建物体形状与人手抓取姿态之间的映射关系,然后在动作规划中加入人手抓取姿态的引导,最终在虚拟手的位姿空间中找到一组自然的抓取姿态.对于复杂的多部件物体,先将其分割成可抓的部件,再对可抓部件进行自然抓取动作的生成.实验中展示了以人类抓取分类理论中的5种人手抓取姿态为指导,对常见的三维物体生成自然抓取姿态的结果,经用户评估,所提算法生成的抓取动作相比其他算法更符合人手抓取习惯.

摘要： 随着社会的快速发展,各种新型科技不断涌现,虚拟现实技术诞生.视景仿真技术是虚拟现实技术的重要组成部分,也是虚拟现实的重要手段.它可以通过计算机虚拟现实环境,给人多种感官反馈,让人不受时间与空间的约束,自由体验.它以仿真为最终目的,通过计算机生成虚拟图像,形成逼真的三维世界,并仿真人的视觉与听觉等感官.目前,视景仿真技术已经成功应用于诸多领域,如娱乐游戏、医疗、军事、模拟训练等.因此,本文重点研究了视景仿真中虚拟手的人机交互技术.

摘要： 为了解决虚拟环境下虚拟手与零件的穿透以及误抓问题,增强操纵的沉浸感,基于Leap Motion提取的手部数据,提出一种基于碰撞包围盒的虚拟手操纵物体的方法.在虚拟环境下,导入手部和物体模型并逐帧采集手部数据,根据采用的规则判定是否实现抓取,并设计合理的手势操纵物体进行移动、旋转以及缩放.使用Unity3D开发引擎搭建虚拟环境,以常见的物体模型为操纵对象,进行虚拟交互仿真.结果表明设计的方法有效地避免了手指穿透以及误抓的现象,增强了操纵的沉浸感,为基于Leap Motion的人机交互操作提供了参考.

摘要： 在虚拟现实技术中,虚拟手抓持的传统固连方法存在操作方式简单,抓持效果不符合抓持实际以及易穿透虚拟物体等问题.采用基于局部坐标系构建的固连方法,通过参与抓持物体的虚拟手手指构建局部坐标系并创建一个空物体作为抓持手指的子节点,将构建的局部坐标系作为空物体的物体坐标系,且将空物体作为被抓持物体的父节点,实现虚拟手抓持固连.搭建仿真平台对方法进行验证,结果表明相较传统固连方法直接将被抓持物体作为虚拟手子节点的方式,局部坐标系构建的固连方法在保证虚拟手抓持基本操作的基础上,消除了虚拟物体穿透现象,实现了更好的抓持效果,通过抓持手指进行操作,实现了更精细的抓持操作,较传统的固连方法有明显优势,可以应用到虚拟仿真训练等场景.

摘要： 为改进虚拟手交互的自然性和真实性,本文提出了一种基于抓持力的虚拟手操作方法.该方法主要包括基于PPT跟踪器的人手空间位姿获取、基于CybergloveⅡ手套的人手指关节位姿获取和虚拟手的抓持力生成等组成.实验结果表明此方法可以较好地获取人手运动数据,实现主从控制的虚拟手操作,生成逼真的抓持力,交互行为自然,具有较强的沉浸感和真实性.

摘要： 对于运动捕捉数据驱动下的虚拟手抓取物体问题,借助几何学与碰撞检测方法进行研究.对于涉及不同数量指尖的捏取行为特征进行分析,分别建立了抓取释放的判定准则、手部位姿的调整和物体运动的控制等一系列模型和方法.对于手掌参与的抓握行为的特征进行分析,结合手指捏取行为规则,建立了相应的简化模型.对于单个抓取行为的动态转化进行规划,并对手指姿态调整的逆运动学问题进行研究.实现了从开始抓取物体到稳定抓取、再到释放物体的完整过程.

摘要： 虚拟制造(VM)是在虚拟现实技术构建的三维虚拟环境下进行的，数据手套是虚拟现实技术重要的交互设备，而虚拟手的设计和实现是应用数据手套的关键途径．本文通过研究数据手套的原理和功能，开发了一种适用于虚拟制造的虚拟手模型．该模型能实时的进行手势合成，并且便于使用层次包围盒算法实现与虚拟场景的碰撞检测以达到虚拟制造的效果。应用结果显示，该虚拟手模型能很好地实现人手到虚拟手的动作映射和虚拟手对虚拟物体的碰撞检测，能合理应用于虚拟制造．

摘要： 虚拟手是重要的人机交互手段。为了使虚拟手能够自然、和谐的交互，本文深入研究了手势的构造。为了仿真现实中双手工作方式，本文还提出了双手交互模式的形式描述。在虚拟装配原型系统中验证了虚拟手抓取和协同完成装配任务，实践证明基于计算感知的虚拟手对增强虚拟装配的情景真实和工艺验证起到了很重要的作用，也具有较好的性能。

摘要： 本文基于OpenGL构建了符合人体运动规律的虚拟手的显示模型,通过三维图形学技术和骨骼蒙皮技术解决了皮肤表面变形问题,利用数据手套获取手各关节运动数据,根据关节运动限制对所获取数据进行处理,实现了虚拟现实系统中基于虚拟手的人机交互性.

摘要： 本文将虚拟现实技术应用到水电站仿真培训中，建立了整个水电站的的虚拟场景和虚拟手模型；研究了虚拟手的位姿信息采集、位置跟踪、碰撞检测；定义了水电站中不同类型装置的抓取和操作规则，实现了通过虚拟手对三维场景阀门的旋转、按钮的起压、旋钮的切换等进行操作，加强了学员直观感受，增强了培训效果。

摘要： 研究和探讨了基于数据手套和位置传感器的虚拟训练系统的研究与实现,虚拟训练系统在计算机生成的三维训练场景中完成事先规定好的过程训练、并集成了操作前的教学演示、操作后的训练评估等功能以加强训练效果,对应用中的各种关键技术的实现方法进行了探讨,尤其对手型建模与控制,位置传感器的设备管理与数据映射、虚拟手扩展到虚拟人的算法、虚拟训练中的动作归纳等方面进行了重点研究并提出了切实可行的解决方法。

摘要： 数据手套是虚拟现实系统中一种通用而且非常重要的交互设备。首先采用层次结构建模原则，制作了虚拟手的OpenFlight格式的模型文件，并基于vc++和OpenGVs软件平台建立虚拟环境和导入该模型。接着利用计算机接口输入5DT数据手套的传感信号，并对该信号进行处理，获得驱动虚拟手运动的相关参数，最终实现虚拟手实时地完成手势识别等动作。

摘要： 为了提高航海模拟器操作系统的真实性，提高交互的质量，将数据手套引入该系统。通过分析人手的结构，建立虚拟手的节点层次模型。针对输入设备，对其使用方法及交互方法进行研究。利用Creator软件建立虚拟手建模，在VC++和Vtree开发环境中编程实现虚拟场景中虚拟手的交互。

摘要： 提出了一种有接触力反馈的虚拟手指力觉生成方法,增强了虚拟手交互的真实性和沉浸感.基于手指的感知特性,构建真实手指接触力测量平台,测得指尖接触面积和相应接触力的数据,提炼出以接触面积为变量的指尖接触力的力学模型.仿生手的生理组织构造,分层建立虚拟手模型和指尖接触的几何模型,用于虚拟手交互.依据指尖接触的几何模型,计算虚拟手指接触面积,结合指尖接触力的力学模型,实时生成虚拟手指接触力.用Cybergraph力反馈数据手套和Ascension FOB 6自由度跟踪器,测量真实手的运动,并同步赋与多自由度的虚拟手,实现对虚拟手的运动控制.实验结果表明:运用提出的手指接触力生成算法,当虚拟手指触摸虚拟物体时,用户可感受到逼真的接触力觉.

摘要： 在增强现实和/或虚拟现实系统中，可以响应于检测到的手势而实现虚拟符号表面或虚拟薄片或虚拟白板。用户可以注释、调整、存储、查看和修改虚拟符号表面，并且允许在当前虚拟环境中和/或在另一虚拟环境内和/或在虚拟环境外部与其他用户协作。

摘要： 本发明涉及一种手术机器人及其虚拟成像控制方法、虚拟成像控制装置。该方法包括如下步骤：获取虚拟相机的多个可选参数，所述虚拟相机用于对所述手术机器人的操作臂进行虚拟成像；基于多个所述可选参数生成含有所述虚拟相机可供配置的虚拟相机参数的控件的配置界面；显示所述配置界面。本发明的手术机器人便于医生对操作臂的运动状态进行观察。

摘要： 本发明属于虚拟现实技术领域，具体的说是一种虚拟人手现实系统的动作捕捉手套及虚拟现实系统，包括贴附层、手腕部、手掌部和手指部；所述贴附层为天然棉纤维织造的薄制纤维手套；位于所述贴附层一侧的手腕部、手掌部和手指部之间均固连；所述手腕部、手掌部和手指部靠近吸附层一侧均固连有磁力贴；所述手腕部与手掌部连接处、手掌部与手指部连接处均固连有光纤传感器、位移传感器和角度传感器；所述电击器、嵌入式气动致动器阵列和弹性热电发生装置固连于手腕部、手掌部和手指部靠近贴附层一侧；本发明通过对动作捕捉手套进行改装，从而为体验者提供触觉、温感、疼痛、压迫等多方面感受，从而增强虚拟系统带给体验者的真实程度。

摘要： 本发明旨在提供一种虚拟高尔夫系统、虚拟高尔夫介绍影像生成方法及关于虚拟高尔夫的选手的信息的计算方法，所述虚拟高尔夫系统能够通过在利用虚拟高尔夫系统的多个用户接入系统并打虚拟高尔夫之前提供单独的介绍影像来诱发用户对打虚拟高尔夫的记录竞争，提升沉浸感，并引起对游戏的兴趣，其中，所述介绍影像通过对多个用户各自的虚拟高尔夫打球记录信息等对比凸显2人以上的用户。

摘要： 一种系统，包括：被配置用于与位于车辆中的第一人进行通信的内部双向通信系统；通信耦合到所述内部双向通信系统的面向内部的智能虚拟助手；被配置用于与位于所述车辆外的第二人进行通信的外部双向通信系统；通信耦合到所述外部双向通信系统的面向外部的智能虚拟助手；和控制在所述面向内部的智能虚拟助手和所述面向外部的智能虚拟助手之间交换的信息的对话代理。

摘要： 本发明提供了共享虚拟场景的交互方法及控制器、手持设备及虚拟系统，解决了现有技术中当多用户共同使用AR技术时，无法实现多用户自由互动，从而降低了用户的体验感的技术问题。本发明提供的多用户共享虚拟场景的交互方法，通过将多用户中的任何一个用户所处的实体环境虚拟为实体互动场景模型，多用户共用该实体互动场景模型，并将所有用户在实体环境中的手持设备的6DOF数据映射至该实体互动场景模型中，以增强参与者的互动及AR体验感。将任何一个用户所在的实体环境虚拟成实体互动场景模型，每个用户在该实体互动场景模型中互动，从而可以使得多用户中的每个用户无需在一个特定的划定好的真实场景中实现自由互动，提高了用户的体验感。

摘要： 本申请提供了虚拟触觉传导组件、可穿戴手套及虚拟触觉交互设备。虚拟触觉传导组件用于虚拟触觉交互设备，其结构包括至少一个传导件，传导件为刚性体，且传导件具有触觉输入部、连接部和触觉输出部，连接部的一端连接于触觉输入部，另一端连接于触觉输出部，触觉输入部具有受力面，受力面被配置为接收超声波聚焦而形成的触觉信号，触觉输出部具有传力面，传力面位于传导件的背离受力面的一侧，且传力面的面积小于受力面的面积。本申请提供的虚拟触觉传导组件结构简单，且能够传导较强的触觉信号，从而使得使用者感受到较强的触觉强度。

摘要： 本发明提供了一种基于虚拟手交互的虚拟手位置矫正方法及系统，本发明针对虚拟场景的三维视角呈现方式使交互场景中物体呈现近大远小、靠近视觉区域边缘的物体在视觉上被拉伸变形的问题，根据虚拟手在场景中的位置，通过对虚拟手法向量修正实现对自身进行位置矫正，使其与真实手的位置在空间和视角上重合，从而矫正了用户进行交互时的错位感，提升了交互真实性体验，一定程度上提高了交互的成功率以及交互效率。

摘要： 本发明公开了基于虚拟直播平台的虚拟手机管理方法，所述方法包括如下步骤：通过无线和有线的连接方式进行网络连接，根据不同情况下运用不同的网络连接，云计算终端控制直播终端的直播；通过在手机上下载安装推流软件“直播助手”注册登录后，在多平台画面中点击添加直播画面，通过“来源”连接直播画面；当返回软件多平台页面后，点击“添加多推直播房间”，依次获取各个直播平台的推流码，从而实现了多平台同步直播；云计算终端分为AI能力和业务管理能力，AI能力主要对直播的自主学习能力、形象渲染、语音合成和直播的聊天和互动进行运用，业务管理能力主要是对多元化问答进行管理，确保了对虚拟手机进行安全有序的访问控制。

摘要： 本发明属于生成方法，具体涉及一种与虚拟物体交互的虚拟手及其运动生成方法。它包括下述步骤：步骤一：环境及姿态跟踪；步骤二：左右手手指位姿确定；步骤三：双手渲染。本发明相对于现有技术具有以下有益效果：能够避免当前手部跟踪精度低、遮挡问题，低成本的生成与运动的虚拟物体匹配的手部姿势，用于虚拟环境手部渲染，提高用户在虚拟环境中的沉浸感、趣味性。该发明只需要跟踪手腕和虚拟物体的位姿，成本低，方便易使用。虚拟手的位姿只和虚拟物体形状有关，和实体形状无关，同一实体可以控制不同的虚拟物体，用户无需使用与虚拟物体形状一直的实体，降低实体制造成本。本发明的方法能够实时无延迟使用。