虚拟现实训练系统中基于手势的人机交互

给出了虚拟手建模和数据手套校正的方法和步骤。通过数据手套与位置跟踪设备的结合使用,得到现实世界中手的姿势以及位置,并以此驱动虚拟世界中的虚拟手进行交互操作。运用神经网络和逻辑组合的方法分别对定义的静态手势和动态命令进行识别,形成相应的操作命令。为验证所提方法的有效性和实用性,将基于手势的人机交互技术应用于某型自行火炮的虚拟驾驶训练中,受训者可以像在真实世界中一样操纵虚拟训练环境中的虚拟物体和部件,取得了满意的训练效果。     

虚拟现实环境下虚拟手控制技术研究

虚拟手控制是虚拟现实的关节模型和实体模型.通过数据手套获取手指姿态数据进而确定虚拟手指弯曲的角度,通过驱动关节实体在其局部坐标系中的旋转运动来实现虚拟手指的位姿控制.通过位置跟踪器获职操作者手掌的位姿数据,采用数据分解和矩阵变换的方法将其映射为虚拟手掌在虚拟现实环境中的位姿,实现了对虚拟手的准确控制.     

基于HLA某型装备虚拟操作训练系统

针对某大型复杂装备的操作训练,提出了基于HLA的分布式虚拟操作训练系统设计方案。文中首先对系统的特点和功能进行了简要的介绍,并在此基础上给出了联邦成员的划分原则,然后重点研究了各类型联邦成员的设计方法,主要包括本地仿真逻辑设计和联邦成员间通过RTI的交互方法设计,给出了本地仿真设计的流程和联邦成员间发生交互的具体步骤,最后给出了操作类联邦成员的仿真流程。     

用于人机交互的交流式电磁跟踪系统的研究

虚拟现实系统和计算机仿真系统中广泛采用电磁跟踪系统测量用户的头部或手部的位置和姿态来实现人机交互。本文分析了目前已有的直流式电磁跟踪系统的不足，提出了一种采用交流信号作激励源的交流式电磁跟踪系统，研究了该系统的结构，推导了用于提取传感器接收信号的递推数字互相关算法，讨论了算法参数与算法性能的关系。仿真实验证明了算法的有效性及理论分析的正确性。本文的研究成果为实际的交流式电磁跟踪系统的设计提供了理论依据。     

基于数据手套的虚拟操作技术研究

介绍了虚拟操作的概念和应用前景，以及实现虚拟操作的方法，并探讨了利用动力学分析的方法实现基于数据手套的虚拟操作时的关键技术问题，碰撞检疫算法，建立虚拟接触力模型，虚拟物体运动解算等。     

集成人机交互仿真系统研制与应用

基于虚拟现实技术和人机工程学原理,综合应用多通道宽屏投影拼接、光学运动跟踪和数据手套手势跟踪、Vega和Creator等许多虚拟现实软、硬件技术,构造出一个可供人与计算机中的虚拟操控系统进行实时交互的虚拟仿真环境,可对人机交互绩效进行动态、客观的测量,继而评价操控面板系统的设计质量,亦可用于各类二维操控面板的操作培训。初步实验结果验证了系统的可行性。     

虚拟柔性触觉再现技术的研究

研制了一套小型柔性触觉再现装置。针对虚拟操作的需求,提出了一种高斯分布变形模型,该模型建模简单、算法实时性好、实时交互能力强。在此基础上构建了一个完整的集成触觉显示和视觉显示的虚拟触觉再现系统。通过仿真实验验证了触觉再现装置人机交互过程的有效性和可靠性以及算法的可行性。     

VEADAM:一个异地协同虚拟设计和虚拟制造系统

VEADAM是一个异地协同虚拟设计和虚拟制造系统：面向航天某型产品的工程研制需要，利用虚拟现实技术，研究和实现一个异地协同的产品设计、虚拟装配和虚拟制造的环境，使各部门协同合作，减少产品研制的周期和成本。VEADAM第一阶段主要研究面向航天某型产品的虚拟装配，包括框架结构、pro/E与虚拟环境的信息转换、约束关系、协同调度、多通道人机交互等，实验初步说明该系统具有应用价值。     

某型弹药虚拟维修训练系统的设计与实现

提出了某型弹药虚拟维修训练系统的框架,并进行了系统设计和实现.系统由虚拟维修模块、理论学习模块和训练管理模块等三个功能模块组成.介绍了系统实现的关键技术包括虚拟维修平台的设计、装备建模与模型优化、拆卸装配序列的描述等.     

基于表面肌电控制的虚拟人机交互系统

实现了一种基于肌电信号手势识别的实时虚拟人机交互系统。系统采集受试者执行六类不同手势动作时的上肢肌肉表面肌电信号,对其进行模式识别,并将识别结果作为虚拟物体的控制信号,控制虚拟飞机执行三个自由度的飞行动作,从而实现人与虚拟环境的友好交互。对10位受试者进行的单用户和多用户控制测试实验表明,实现的虚拟人机交互系统可实现基于肌电信号的虚拟人机交互,且具有虚拟环境生动形象、控制准确率高等特点。     

一种基于虚拟现实技术的导弹模拟训练系统

针对目前便携式防空导弹训练模拟器存在的问题,该训练模拟器以图形工作站、OpenGVS软件作为核心开发平台,采用虚拟现实、三维动画、多媒体模拟、数据库管理等技术开发了训练仿真软件;采用角度跟踪器提高了角度测量精度,简化了训练校准过程;开发了通过事件驱动的硬件信号采集电路,使训练过程计时更加精确,符合训练模拟器发展的趋势,该课题的研究具有较高的应用价值。     

虚拟人行为交互方法研究

人体行为交互是人际之间除语音交互之外的一种重要交互方法。本文介绍了我们应用虚拟人合成技术实现人体行为交互的主要研究工作,以及这些研究成果在聋人手语(手势)交互、人脸表情与动画合成等方面的应用。     

人机自然交互支持的3D虚拟教具设计

现有学习软件或虚拟教具存在交互方式不自然、抽象性差、不智能的缺点,应用基于自然的人机交互技术,以物理教学中的平抛运动教具作为实例,设计实现一种3D虚拟教具用以模拟教学过程中的真实教具。这种虚拟教具主要采用手势识别技术实现人和计算机的自然地交互,同时采用虚拟现实技术构建教具实体。应用人机自然交互技术支持的3D虚拟教具,具有交互方式自然、空间感强和抽象表现力强的特点,体现了和谐自然地人机交互方式在教育中的广泛应用前景。     

虚拟作战战场环境的研究与实现

介绍了构建以解放战争某著名战役为背景的虚拟战场环境的关键技术，包括虚拟战场环境的结构组成、仿真模型、仿真管理和想定生成、场景管理、虚拟士兵的行为表示、实时战场环境声音仿真、人机交互方式等。在此基础上，介绍了已研制完成的基于多PC机联网具有沉浸与交互特征的多用户同时参与的含虚拟士兵的虚拟作战演示与观众参与系统。     

一种基于语音交互的虚拟场景漫游系统

将语音技术应用于虚拟环境中,实现了一种基于语音交互的虚拟场景漫游系统,该系统创建了基于语音交互通道,允许用户使用语音命令控制场景漫游,可快速实现自然的人机交互.实验结果表明:该系统方便了人机交互,给用户带来了更加真实的体验.     

基于Unity3D的水平定向钻机虚拟实训系统设计

针对传统水平定向钻机实训中存在的设备紧缺、资源损耗严重、人员安全隐患等问题,提出了一种基于Unity3D的水平定向钻机虚拟实训系统设计方案,并搭建了实验平台。该方案包括Solidworks, 3dsMax模型构建,Unity3D软件虚拟动画及场景开发,罗德里格旋转矩阵三维轨迹算法推导,数据采集（DAQ）,系统软硬件通信等技术内容。实验结果表明：该方案可行,系统具有良好的可操作性与真切的沉浸感,比传统实训更加方便、廉价、安全,并提高了水平定向钻机的培训效率。     

基于视线追踪的人机交互仿真系统的研制与应用

基于自主设计并实现的视线追踪方案,提出一套新的有广泛应用前景的人机交互方法,并构建了一个仿真原型系统。首先,利用机器视觉技术实现了非穿戴式的实时视线追踪,并采用带头动补偿的视线方向计算模型体系,使得视线追踪能适应操作者头部在一定范围内的活动。面向交互,根据眼动心理学的相关理论提出了基于眼动状态的有意眼动命令识别方法。实际测评结果表明,这样既提高了眼动命令输入的有效性,同时也减少了实时眼动输入给操作者带来的困扰,使人机交互的过程更加自然、和谐。