用于表达飞行姿态信息的组合式振动触觉编码

通过触觉传感帮助飞行员准确感知飞行姿态信息,减轻视听觉认知负担是信息的非视觉表达的一种大胆而有效途径。为此,设计了一种能提示飞机偏转方向和偏转角度的振动触觉显示方法。该方法充分考虑人对振动触觉刺激的敏感特性将姿态信息映射为一定振动节奏、振动位置和振动次序,从而形成组合式振动触觉编码,通过穿戴式振动触觉提示背心提示给人。与单控制参数的映射编码模式相比,该方法能显著提高振动表达的识别率,同时降低认知载荷。不同编码方法的感知识别实验表明,本方法在识别准确率,响应时间和训练时间上优于其他传统方法。

基于振动反馈的手指捏力响应调控机制研究

本研究旨在设计一个顺应人体自身调控系统和感知能力的信息反馈通道。应用触觉再现技术,以人手捏力为感知信息,以振动刺激作为非模式匹配反馈信息,搭建力触觉-振动感知反馈系统,并以此作为触觉感知信息向人体传输的桥梁。在此基础上,对16名健康受试者开展力触觉-振动感知反馈实验,以测试受试者分别在有反馈和无反馈作用下对于捏力的调控能力。采集受试者的捏力信号,并通过稳态终值、边界接近比、上/下限相对偏离度等参数对其进行分段研究。统计分析结果表明,在0~10、10~20、20~30 N这3个力量等级下,有反馈和无反馈测试之间的"完成时间"均存在显著性差异(P<0.01),验证了振动反馈设备的有效性。此外,"边界接近比"的中值始终低于0.1,说明人体在捏力调控过程中,总是趋向于用较小的力完成实验要求。经过对力量曲线稳定期和调整期的多项分析,捏力控制都展现出来了相似的前馈反馈依赖机制,即在低力量等级时,主要依赖于人体前馈控制;而在高力量等级时,反馈起主要调节作用。

基于触觉感知的盲人助行系统研究

本文实现了一套基于双目视觉与触觉感知的盲人助行车系统。采用Kinect传感器感知前方道路中的环境信息,主要包括RGB彩色信息和深度信息。安装在车体底部的红外摄像头用于检测路面的凹凸情况,以避开微小障碍物等危险信息;振动触觉表达腰带通过不同的振动编码模式驱动振动电机实现多种振动信息的表达,帮助视觉障碍者感知外界环境信息。实验表明,研究的盲人助行车系统可以有效的辅助视觉障碍者感知外界环境并进行独立的行走。

Design and performance test of a two-axis fast steering mirror driven by piezoelectric actuators

A novel design of a two-axis fast steering mirror(FSM) with piezoelectric actuators is proposed for incoherent laser beam combination. The mechanical performance of the FSM is tested. The results show that the tilting range of the mirror is about 4 mrad, and the 1st-order resonance frequency is about 250 Hz. A self-designed grating encoder is taken as the sensor, which ensures the optimal precision of 10 μrad. The novel mechanical design can meet the requirement of engineering in incoherent laser beam combination.