基于超声波相控阵的触觉反馈技术

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。

无介质浮空投影交互系统的实现

相较于传统的虚拟现实技术,无介质浮空投影是一种全新的视觉体验,用户可在没有任何介质的空气中,裸眼观看"真实存在"的影像。无介质浮空投影技术是基于光线在微镜矩阵结构中的二次反射,将物体投射到空中,形成无介质浮空投影。为满足无介质浮空投影人机交互,本文选用一种红外阵列触摸传感器,相较于传统虚拟现实的人机交互设备,红外阵列触摸传感器对环境光有较强的抗光性,其手势定位有更高的精度和准确度,能够实现精准快速定位,误差可低至毫米级别。本文通过Unity3D设计浮空影像及交互事件,红外阵列触摸传感器可以实现对浮空投影的精准定位并可以完成点击、拖拽、缩放、旋转等基本手势的交互操作。