目前虛擬現(xiàn)實技術(shù)較為廣泛的應(yīng)用于室內(nèi)裝潢以及房地產(chǎn)銷售領(lǐng)域,通過調(diào)研市面上相關(guān)軟件的優(yōu)勢與不足,綜合市場調(diào)研得到反饋需求,論文設(shè)計了一套基于傳感交互的虛擬家裝系統(tǒng)方案,給出了一種增強體驗感的低成本可嵌入的傳感交互方式。首先,論文設(shè)計了獨立關(guān)卡即基于MPU6050陀螺儀的硬件控制部分,以低成本實現(xiàn)了虛擬現(xiàn)實交互中的傳感交互。硬件控制部分可嵌入到實際物體中與虛擬3D物體進行實時角度姿態(tài)控制,MPU6050與Arduino主控板串口通信將數(shù)據(jù)打包,通過UDP協(xié)議將數(shù)據(jù)上傳至Unreal Engine4（虛幻引擎）獨立線程處理實現(xiàn)控制。在3D家具模型展示模塊結(jié)合傳統(tǒng)交互使系統(tǒng)在交互上體現(xiàn)多元性,同時也增添了趣味性與體驗性。其次,為了增強真實性與體驗感,傳感交互硬件控制模塊選用四元數(shù)法對實際物體空間姿態(tài)進行表示與解算,論文給出四元數(shù)與歐拉角換算過程及卡爾曼濾波算法流程,結(jié)合論文背景構(gòu)造線性方程,校正角速度積分造成的誤差,得到更優(yōu)化的姿態(tài)數(shù)據(jù),以提高嵌入式硬件設(shè)備跟蹤3D模型的精確性。再者,論文以Unreal Engine4為虛擬家裝系統(tǒng)開發(fā)平臺,以BluePrints和C++為編程語言,實現(xiàn)虛擬... 

【文章來源】：山東科技大學山東省

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．２虛擬現(xiàn)實人機交互研宂內(nèi)容??Ｆｉｇ．１．２?Ｖｉｒｔｕａｌ?Ｒｅａｌｉｔｙ?Ｈｕｍａｎ－Ｃｏｍｐｕｔｅｒ?Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ?Ｒｅｓｅａｒｃｈ?Ｃｏｎｔｅｎ??

較為常見的有基于傳感器設(shè)備的動作捕捉、手勢控制、語音交互等。體驗者做??出現(xiàn)實世界中自然且無需學習的行為即可對虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)產(chǎn)生一定影響。??虛擬現(xiàn)實技術(shù)研宄的交互內(nèi)容如圖１．２所示，傳感交互顧名思義是指基于??傳感器使現(xiàn)實世界與虛擬世界產(chǎn)生檢測－控制－反饋一系列交互，從而使真實感??與體驗感得到增強。目前國內(nèi)外多家公司推出了相應(yīng)產(chǎn)品，如Ｗａｌｋｍｏｕｓｅ公司??推出的全向跑步機，信息由各種傳感器采集并將數(shù)據(jù)傳送至虛擬世界，數(shù)據(jù)到??達虛擬現(xiàn)實世界后得到相應(yīng)反饋。但受到各種技術(shù)限制，自然的傳感交互所帶??來的體驗感和現(xiàn)實世界還是有一定的差距。??傳感器??￣￣?－Ｉ跟蹤器????交互設(shè)備?—???ｍ?￣?ｉ－ｉ觸、力覺反饋裝置??人??機＿????交?廠手勢姿態(tài)??互???■????方法學?自然ｉ吾言?１??一（三維抓取??一］三維導航??圖１．２虛擬現(xiàn)實人機交互研宂內(nèi)容??Ｆｉｇ．１．２?Ｖｉｒｔｕａｌ?Ｒｅａｌｉｔｙ?Ｈｕｍａｎ－Ｃｏｍｐｕｔｅｒ?Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ?Ｒｅｓｅａｒｃｈ?Ｃｏｎｔｅｎ??目前市面上傳感交互產(chǎn)品造價十分高昂，故本文綜合需求分析設(shè)計實現(xiàn)了??一個造價低廉同時具有一定體驗性的基于傳感交互的虛擬家裝系統(tǒng)。??２??

且能滿足基本家裝功能如簡單材質(zhì)貼附，總體來說，適合業(yè)主自己做簡單的３Ｄ??方案草圖，軟件很難實現(xiàn)復雜家具模型的構(gòu)造以及逼真效果的渲染。ＳｋｅｔｃｈＵｐ??軟件界面圖如圖１．４所示。??ｇ?？ｉ｜??？?９??Ｐ％Ｐ??．．．．，．ＣＯＴ?－糾??■??圖１．４?ＳｋｅｔｃｈＵｐ軟件界面圖??Ｆｉｇ．１．４?ＳｋｅｔｃｈＵｐ?ｓｏｆｔｗａｒｅ?ｉｎｔｅｒｆａｃｅ?ｄｉａｇｒａｍ??綜合ＶＲＨｏｍｅ以及ＳｋｅｔｃｈＵｐ家裝軟件，可以看出逼真的渲染效果和較好的??體驗感建立在較高成本的基礎(chǔ)上，市面上所有家裝軟件幾乎均可以完成視角漫??游、模型材質(zhì)切換、戶型設(shè)計等基礎(chǔ)功能，但總體看，這些家裝軟件數(shù)據(jù)庫中??模型數(shù)量較少且在視覺觀感上的真實性與現(xiàn)實生活出入較大，在用戶體驗及相??關(guān)市場性上，一方面只能支持鼠標、鍵盤的傳統(tǒng)交互，另一方面無相關(guān)家具購??買鏈接，一定程度上降低了用戶體驗感和市場粘性［８］。??４??

【參考文獻】：
期刊論文
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[2]基于UDK的數(shù)字校園虛擬現(xiàn)實引擎關(guān)鍵技術(shù)的研究[J]. 王濤.  軟件工程師. 2014(04)
[3]虛擬現(xiàn)實（VR）技術(shù)在數(shù)字化校園建設(shè)中的應(yīng)用及前景展望[J]. 郝艷娥,曾德驊.  電子測試. 2014(05)
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博士論文
[1]面向智能家居的虛擬人交互方法與技術(shù)的研究[D]. 杜坤坤.北京科技大學 2015
[2]動態(tài)定位中的卡爾曼濾波研究[D]. 宋迎春.中南大學 2006

碩士論文
[1]手勢交互技術(shù)在機艙虛擬現(xiàn)實中的應(yīng)用研究[D]. 盧興泉.大連海事大學 2017
[2]虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中人機交互技術(shù)研究[D]. 李辰龍.浙江大學 2017
[3]基于虛擬現(xiàn)實環(huán)境中自然光照實時渲染的方法研究[D]. 胡丹玲.吉林大學 2016
[4]工程制圖虛擬實驗室的設(shè)計與研究[D]. 汪明.西南科技大學 2016
[5]基于傳感設(shè)備的人體健康數(shù)據(jù)可視化研究[D]. 李慧康.東南大學 2016
[6]虛擬整體手術(shù)室交互展示的設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 欒寧.北京工業(yè)大學 2016
[7]基于Arduino與LabVIEW的智能廠房環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)[D]. 汪新舜.大連理工大學 2016
[8]無線筆式交互系統(tǒng)設(shè)計[D]. 路遠.重慶大學 2016
[9]基于Unity3D的物聯(lián)網(wǎng)演示系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 王亞瑞.電子科技大學 2016
[10]基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的數(shù)控車床仿真系統(tǒng)的研究與開發(fā)[D]. 王廣官.浙江大學 2016



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