本文關鍵詞：虛擬手術力反饋人機交互控制系統(tǒng)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

A Dissertation Submitted to Shanghai Jiao Tong University for the Degree of Master RESEARCH ON INTERACTIVE FORCE FEEDBACK CONTROL SYSTEM FOR VIRTUAL SURGERY University: Shanghai Jiao Tong University Department: Department of Instrument Science & Engineering Major: Measuring and Testing Technology & Instruments Name: Wang Lijuan Advisor: Prof. Cai Ping Class: B0703592 Student ID: 10座機電話號碼 Department of Instrument Science and Engineering Shanghai Jiao Tong University January, 2010 虛擬手術力反饋人機交互控制系統(tǒng)研究 摘 要 虛擬手術系統(tǒng)是虛擬現(xiàn)實技術在醫(yī)學領域的一項重要應用。虛擬手 術對手術規(guī)劃和醫(yī)生培訓具有重要作用。但目前的虛擬現(xiàn)實技術和應用 大都集中在視覺和聽覺反饋方面，在力覺交互的實現(xiàn)方面同實際需求還 有很大差距。在應用中往往存在電機抖動，算法冗余，控制精度不夠，， 真實感欠佳等諸多問題，有待進一步研究和解決。 本課題以模仿內窺鏡下心臟外科手術為切入點，對虛擬手術力反饋 交互系統(tǒng)的工作原理和實現(xiàn)方法進行深入研究；建立了系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)， 包括操作者、力反饋裝置和不同屬性虛擬環(huán)境的基本模型，通過實際測 量和計算獲得實際系統(tǒng)參數(shù)，并針對分析系統(tǒng)性能的不同研究對象建立 系統(tǒng)模型；分析系統(tǒng)基本性能，如穩(wěn)定性、快速性及平穩(wěn)性等，并詳細 討論不同虛擬環(huán)境、力反饋裝置參數(shù)以及不同操作者行為方式對系統(tǒng)各 項性能的影響，提出優(yōu)化系統(tǒng)設計以及提高系統(tǒng)性能的基本方法；分析 了力反饋控制的基本方法，采用基于 PI 參數(shù)自整定與阻抗控制相結合的 控制策略對系統(tǒng)進行力反饋控制；結合WTK 軟件平臺，在Virtual Studio 開發(fā)環(huán)境下，進行力反饋裝置控制、手術虛擬環(huán)境、人機交互界面等功 能的軟件設計。仿真與實

  本文關鍵詞：虛擬手術力反饋人機交互控制系統(tǒng)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。