虚拟手的姿态控制与变形仿真

iHandRehab应用机器人技术与虚拟现实技术对手部损伤患者进行康复训练。主动模式下的训练任务需要在虚拟环境中模拟人手抓持和释放物体的真实过程,难点集中在虚拟手与刚性物体接触时的姿态控制和局部变形计算。根据人手的组织结构和运动特征将食指和拇指简化为3指节串联机构,通过改变各关节的旋转角度来实现虚拟手的自由运动。虚拟抓持过程中以手指的运动学模型为基础,结合前后指节需要满足的约束关系确定虚拟手的最终姿态。指节和物体分别采用点壳和距离场模型进行碰撞检测,根据点壳上碰撞点的嵌入信息计算虚拟手在接触区域的局部变形量。实验结果表明:模型能够实时准确地模拟人手抓持刚性物体时的真实状态。

虚拟手可视建模方法研究

提出一种新的虚拟手建模和“分而治之”的运动控制方法。根据人手结构与运动特性,把人手形象化球棒状,本文利用NeoAxis搭建3D场景及虚拟手模型,降低代码编写成本,提高效率,可简易快速实现人手的几何模型的创建,使本来复杂的手结构简单化,更有利于人手结构形态的分析,以便能更形象逼真的实现人手的运动跟踪,并能实现虚拟对象的抓取。最后通过实验进行了较好的验证,建模方法简单易实现且能满足各种实时应用的需求。