本文關(guān)鍵詞：基于虛擬手交互技術(shù)的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在“文化主題園區(qū)三維實(shí)體虛擬顯示關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)”這個(gè)項(xiàng)目中,其核心技術(shù)就是虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual Reality,VR)技術(shù),VR是當(dāng)今計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)世界的熱點(diǎn)之一,應(yīng)用廣泛且前景美好。在虛擬場(chǎng)景中,VR技術(shù)利用各種直觀感覺(jué)(如視覺(jué)、聽覺(jué)、觸覺(jué))將信息反饋給用戶,讓其產(chǎn)生身臨其境的感覺(jué)。計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,使得虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)也得到了廣泛的發(fā)展,其中基于虛擬手的人機(jī)交互技術(shù)是虛擬現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域中一個(gè)非常關(guān)鍵的技術(shù),它使得交互更加自然、更加和諧。本文的研究重點(diǎn)是真實(shí)手到虛擬手的運(yùn)動(dòng)映射、碰撞檢測(cè)和虛擬手精確穩(wěn)定抓取。在真實(shí)手到虛擬手的運(yùn)動(dòng)映射方面,在基于Kinect的虛擬手交互中,本文提出了基于卡爾曼濾波的手部運(yùn)動(dòng)重定向的方法。該方法的應(yīng)用使得虛擬模型與真實(shí)人物角色的動(dòng)作相似,更重要的是虛擬模型的動(dòng)作真實(shí)自然。在碰撞檢測(cè)方面,針對(duì)目前在大規(guī)模復(fù)雜場(chǎng)景中的碰撞檢測(cè)算法精度差且效率低的問(wèn)題,并且基于手抓取物體的特性,本文提出了一種基于八叉樹的層次方向包圍盒(OBB)碰撞檢測(cè)的改進(jìn)算法。該方法由粗略、詳細(xì)到精確遞進(jìn)地進(jìn)行檢測(cè),極大地提高了碰撞檢測(cè)的效率和精度,實(shí)驗(yàn)表明該方法具有可行性。在虛擬手抓取方面,通過(guò)對(duì)目前各種典型的虛擬手抓取算法的深入研究,發(fā)現(xiàn)其抓取姿勢(shì)不自然且抓取不穩(wěn)定。針對(duì)上述問(wèn)題并結(jié)合真實(shí)人手抓取物體的規(guī)律,提出一種基于手指指尖抓取軌跡的抓取算法,該抓取算法不僅能夠正確穩(wěn)定地抓取物體,而且抓取的姿勢(shì)非常真實(shí)和自然,滿足虛擬現(xiàn)實(shí)沉浸性和實(shí)時(shí)性的要求。
【關(guān)鍵詞】：虛擬手 人機(jī)交互 運(yùn)動(dòng)重定向 碰撞檢測(cè) 抓取
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP391.9
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-15
• 1.1 課題研究的背景及意義10-11
• 1.1.1 選題的依據(jù)和背景情況10-11
• 1.1.2 課題研究目的和意義11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀、發(fā)展動(dòng)態(tài)11-14
• 1.2.1 運(yùn)動(dòng)重定向研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 碰撞檢測(cè)研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.3 虛擬手抓取研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 本文的主要內(nèi)容14-15
• 2 數(shù)據(jù)捕獲15-24
• 2.1 Kinect的工作原理和關(guān)鍵技術(shù)15-17
• 2.1.1 Kinect的工作原理15-16
• 2.1.2 Kinect的關(guān)鍵技術(shù)——深度測(cè)量技術(shù)16-17
• 2.2 Kinect數(shù)據(jù)的捕獲17-19
• 2.2.1 圖像數(shù)據(jù)流的獲取17-19
• 2.2.2 彩色數(shù)據(jù)和深度數(shù)據(jù)的合并19
• 2.3 運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)捕獲19-23
• 2.3.1 人手識(shí)別19-21
• 2.3.2 人手骨架提取21-22
• 2.3.3 人手骨骼關(guān)節(jié)點(diǎn)的修正22-23
• 2.4 本章小結(jié)23-24
• 3 真實(shí)手到虛擬手的映射24-38
• 3.1 引言24
• 3.2 人手骨骼關(guān)節(jié)點(diǎn)的綁定和運(yùn)動(dòng)規(guī)律24-30
• 3.2.1 人手骨骼關(guān)節(jié)點(diǎn)的對(duì)應(yīng)綁定24-27
• 3.2.2 人手骨骼及運(yùn)動(dòng)規(guī)律27-30
• 3.3 基于四元數(shù)運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)描述30-32
• 3.3.1 傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)信息表示法30-31
• 3.3.2 四元數(shù)31-32
• 3.4 基于卡爾曼濾波的手部運(yùn)動(dòng)重定向32-36
• 3.4.1 調(diào)整初始姿態(tài)32-33
• 3.4.2 手部關(guān)節(jié)的約束特征33-34
• 3.4.3 手部運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)重定向34-36
• 3.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析36-37
• 3.6 本章小結(jié)37-38
• 4 碰撞檢測(cè)38-46
• 4.1 引言38
• 4.2 基于八叉樹的包圍盒碰撞檢測(cè)算法38-41
• 4.2.1 八叉樹38-39
• 4.2.2 包圍盒算法39-41
• 4.2.3 基于八叉樹的層次包圍盒算法41
• 4.3 虛擬手抓取的碰撞檢測(cè)算法41-44
• 4.3.1 粗略的碰撞檢測(cè)41-42
• 4.3.2 詳細(xì)的碰撞檢測(cè)42-43
• 4.3.3 精確的碰撞檢測(cè)43-44
• 4.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析44
• 4.5 本章小結(jié)44-46
• 5 虛擬手抓取46-54
• 5.1 引言46-47
• 5.2 手抓取操作的特征47-48
• 5.3 基于手指指尖抓取軌跡的抓取算法48-52
• 5.3.1 指尖軌跡線的生成48
• 5.3.2 抓取規(guī)則48-49
• 5.3.3 抓取算法49-52
• 5.4 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)52-53
• 5.4.1 系統(tǒng)構(gòu)成52
• 5.4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果52-53
• 5.5 本章小結(jié)53-54
• 6 總結(jié)與展望54-56
• 6.1 本文的工作總結(jié)54-55
• 6.2 今后研究工作的展望55-56
• 參考文獻(xiàn)56-60
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及所取得的研究成果60-61
• 致謝61-63

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 黃金敢,沈斐敏;碰撞檢測(cè)在交通事故模擬中的應(yīng)用[J];交通與計(jì)算機(jī);2004年01期

2 車念;;淺談手機(jī)游戲中的碰撞檢測(cè)[J];技術(shù)與市場(chǎng);2009年11期

3 曾俊武,郭齊勝,李斌;車輛碰撞檢測(cè)的一種簡(jiǎn)化數(shù)學(xué)模型[J];計(jì)算機(jī)仿真;2000年06期

4 陳e

本文編號(hào)：321044