針對現(xiàn)有虛擬裝配系統(tǒng)缺乏沉浸感、交互方式缺乏自然性的缺陷,本論文選擇HTC Vive頭盔式顯示器和Leap Motion作為硬件設備、Unity3D作為仿真平臺、C#作為編程語言,開發(fā)了基于自然手勢交互的具有視覺反饋和聽覺反饋的沉浸式虛擬裝配系統(tǒng)。本文選擇任務成功與否、任務完成度、任務完成時間、迷失度和用戶主觀滿意度作為沉浸式虛擬裝配系統(tǒng)的可用性指標,進行了交互反饋實驗和訓練實驗。交互反饋實驗研究了系統(tǒng)在無反饋、視覺反饋、聽覺反饋和多通道反饋四種條件下的可用性。實驗結果表明,相較于無反饋和聽覺反饋,應用視覺反饋和多通道反饋可以顯著縮短任務完成時間,并且主觀滿意度的分析結果也顯示被試者顯著偏好于視覺反饋和多通道反饋。此外,無反饋、視覺反饋、聽覺反饋和多通道反饋在任務成功與否、任務完成度和迷失度方面沒有顯著性差異。最后從發(fā)聲距離、執(zhí)行距離、表達距離、觀察距離和語義距離等方面進行人機交互模型分析,探討實驗結果背后可能的原因。綜合交互反饋實驗的結果,最優(yōu)反饋條件為多通道反饋。訓練實驗分為訓練效果實驗和學習遷移效果實驗,分別對比應用多通道反饋的虛擬裝配系統(tǒng)與真實裝配環(huán)境的訓練效果和學習遷移效果。...

【文章頁數(shù)】：106 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 前言
    1.2 國內外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 虛擬裝配技術
            1.2.1.1 虛擬裝配技術的定義
            1.2.1.2 虛擬裝配技術的研究現(xiàn)狀
            1.2.1.3 虛擬裝配系統(tǒng)分類
        1.2.2 虛擬現(xiàn)實技術
            1.2.2.1 虛擬現(xiàn)實技術的定義
            1.2.2.2 虛擬現(xiàn)實技術的應用
        1.2.3 手勢識別技術
            1.2.3.1 手勢識別技術的定義
            1.2.3.2 手勢識別技術的研究現(xiàn)狀
        1.2.4 可用性評估
            1.2.4.1 可用性的定義
            1.2.4.2 虛擬裝配系統(tǒng)的可用性研究現(xiàn)狀
    1.3 研究意義、研究內容和研究方法
        1.3.1 研究意義
        1.3.2 研究內容
        1.3.3 擬解決的關鍵問題
        1.3.4 研究方法
        1.3.5 研究的創(chuàng)新點
    1.4 論文框架
第二章 沉浸式虛擬裝配系統(tǒng)的設計與開發(fā)
    2.1 虛擬裝配系統(tǒng)使用概述
    2.2 虛擬裝配系統(tǒng)架構
    2.3 虛擬裝配系統(tǒng)的硬件
    2.4 虛擬裝配系統(tǒng)的仿真平臺
    2.5 手部動作交互模型的設計及定義
    2.6 虛擬裝配環(huán)境
    2.7 交互反饋設計
        2.7.1 視覺反饋
        2.7.2 聽覺反饋
    2.8 本章小結
第三章 可用性評估和人機交互模型
    3.1 可用性評估指標
    3.2 人機交互模型
        3.2.1 諾曼的人機交互模型
        3.2.2 Abowd和Beale的人機交互模型
    3.3 本章小結
第四章 系統(tǒng)交互方式的可用性研究
    4.1 交互反饋實驗
        4.1.1 實驗設計
        4.1.2 預實驗
        4.1.3 正式實驗和數(shù)據(jù)收集
        4.1.4 數(shù)據(jù)分析與結果討論
            4.1.4.1 任務成功與否
            4.1.4.2 任務完成度
            4.1.4.3 任務完成時間
            4.1.4.4 迷失度
            4.1.4.5 用戶主觀滿意度
    4.2 虛擬裝配系統(tǒng)的人機交互模型分析
        4.2.1 發(fā)聲距離
        4.2.2 執(zhí)行距離
        4.2.3 表達距離
        4.2.4 觀察距離
        4.2.5 語義距離
    4.3 本章小結
第五章 系統(tǒng)訓練實踐的可用性研究
    5.1 訓練效果實驗
        5.1.1 實驗設計
        5.1.2 預實驗
        5.1.3 正式實驗和數(shù)據(jù)收集
        5.1.4 數(shù)據(jù)分析與結果討論
            5.1.4.1 任務完成時間
            5.1.4.2 迷失度
    5.2 學習遷移效果實驗
        5.2.1 實驗設計
        5.2.2 預實驗
        5.2.3 正式實驗和數(shù)據(jù)收集
        5.2.4 數(shù)據(jù)分析與結果討論
            5.2.4.1 任務完成時間
            5.2.4.2 裝配訓練時間
            5.2.4.3 迷失度
            5.2.4.4 裝配訓練迷失度
    5.3 訓練實踐的人機交互模型分析
        5.3.1 發(fā)聲距離
        5.3.2 執(zhí)行距離
        5.3.3 表達距離
        5.3.4 觀察距離
        5.3.5 語義距離
    5.4 本章小結
結論
參考文獻
附錄1 沉浸式虛擬裝配系統(tǒng)的交互反饋實驗的調查問卷
攻讀博士/碩士學位期間取得的研究成果
致謝
附件



本文編號：3890938