本文關(guān)鍵詞：基于皮膚電刺激的觸覺—視覺替代系統(tǒng)的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：觸覺替代視覺技術(shù)將本該由眼睛獲取處理的環(huán)境信息，通過圖像傳感器，經(jīng)處理轉(zhuǎn)換以物理刺激的方式作用于皮膚激發(fā)觸覺，最終使視覺信息通過觸覺通道在頭腦中重組、重現(xiàn)。Braille盲文便是觸覺替代視覺技術(shù)的典型范例。觸覺替代不僅可以為視覺障礙者提供視覺輔助，在醫(yī)學(xué)、軍事、娛樂等領(lǐng)域還存在巨大的應(yīng)用價值，例如，在海底勘查、遠(yuǎn)程手術(shù)應(yīng)用中，遠(yuǎn)程觸覺臨場再現(xiàn)技術(shù)，能將遠(yuǎn)程機(jī)械手的觸覺信息傳遞給操作者；在緊張的戰(zhàn)斗飛行中，觸覺顯示系統(tǒng)用來提示控制面板信息具有很大的實用價值；3D游戲中，增加觸覺感知通道，可以營造一個逼真的環(huán)境等。 論文設(shè)計了一種基于皮膚電刺激的觸覺替代視覺系統(tǒng)，系統(tǒng)由圖像采集裝置、圖文處理單元、刺激控制單元、電極驅(qū)動以及電極陣列五部分組成。其中64路電極陣列采用印刷電路板形式制成，多路分時導(dǎo)通。采用隔離電壓模塊為整個控制系統(tǒng)和刺激穩(wěn)壓模塊供電，既實現(xiàn)了強(qiáng)弱電信號的隔離，又大大縮小了控制系統(tǒng)的體積。 論文主要研究內(nèi)容包括：1）論文就電刺激的波形參數(shù)對電觸覺的影響做了細(xì)致地研究，并在經(jīng)典皮膚模型的基礎(chǔ)上提出了皮膚在不同刺激狀態(tài)下的皮膚-電極界面阻抗的改進(jìn)模型。2）然后將理論模型與實驗數(shù)據(jù)相結(jié)合，討論了脈寬、頻率以及電流對電觸覺的影響，實驗結(jié)論為刺激參數(shù)的調(diào)整、電適應(yīng)性的調(diào)節(jié)以及電觸覺疲勞的緩解提供了理論依據(jù)；同時也為實現(xiàn)觸覺刺激的閉環(huán)控制參數(shù)提供了理論依據(jù)。3）在確定了適宜電刺激波形參數(shù)范圍的基礎(chǔ)上，選取適宜的刺激參數(shù)對手指各部進(jìn)行刺激閾值實驗以找到合適的刺激部位。4）最后基于以上實驗結(jié)果，進(jìn)行了方向和簡單的字符識別。實驗結(jié)果表明電流對刺激強(qiáng)度起主導(dǎo)作用，頻率與脈寬則影響感覺質(zhì)量，在頻率10~100Hz，，脈寬0.25-2ms更能產(chǎn)生舒適的電觸覺。不同手指感覺閾值與痛覺閾值不同。頻率10~70Hz方向識別率較高，且對簡單的數(shù)字、字母有很好的識別率。 該研究證明了將觸覺替代理念用于盲人教學(xué)的巨大實際價值，也為以后將該方法用于觸覺替代更廣泛的領(lǐng)域提供了手段。
【關(guān)鍵詞】：觸覺 電觸覺 觸覺替代 觸覺替代視覺 電觸覺刺
【學(xué)位授予單位】：重慶理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：R318.0
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目錄7-10
• 1 緒論10-21
• 1.1 課題背景和意義10-11
• 1.2 視覺修復(fù)技術(shù)的研究現(xiàn)狀11-18
• 1.2.1 視網(wǎng)膜假體技術(shù)11-12
• 1.2.2 觸覺替代技術(shù)12-18
• 1.2.2.1 聽覺替代視覺技術(shù)12-13
• 1.2.2.2 觸覺替代視覺技術(shù)13-17
• 1.2.2.3 觸覺替代技術(shù)的其他應(yīng)用17-18
• 1.3 研究內(nèi)容和結(jié)構(gòu)安排18-19
• 1.4 主要研究工作及課題創(chuàng)新點(diǎn)19-21
• 2 觸覺-視覺替代系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)及關(guān)鍵技術(shù)21-30
• 2.1 觸覺生理及認(rèn)知心理21-22
• 2.2 皮膚對電刺激的響應(yīng)22-23
• 2.3 觸覺替代視覺系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)23-30
• 2.3.1 刺激部位23-24
• 2.3.2 電刺激模式24-25
• 2.3.3 刺激波形25-26
• 2.3.4 電極設(shè)計26-30
• 2.3.4.1 電極刺激點(diǎn)的阻抗特性26-28
• 2.3.4.2 電極接地模式選擇28-30
• 3 電極及電極驅(qū)動設(shè)計30-41
• 3.1 觸覺替代視覺系統(tǒng)的設(shè)計概述30
• 3.2 電極陣列設(shè)計30-33
• 3.2.1 電極陣列設(shè)計方案選擇30-32
• 3.2.2 電極陣列設(shè)計32-33
• 3.3 電極驅(qū)動設(shè)計33-41
• 3.3.1 元器件介紹33-37
• 3.3.2 驅(qū)動電路的設(shè)計方案37-38
• 3.3.3 驅(qū)動電路38-39
• 3.3.4 隔離手段39
• 3.3.5 多路分時控制方式39-41
• 4 圖文處理單元以及機(jī)控制單元41-51
• 4.1 VFW 視頻捕獲41-42
• 4.2 圖像處理與文字取模42-45
• 4.3 PC 與單片機(jī)的接口技術(shù)45-50
• 4.3.1 上位機(jī)通訊設(shè)計46-48
• 4.3.1.1 串口通信控件 MSComm46
• 4.3.1.2 串口通訊程序設(shè)計46-48
• 4.3.2 下位機(jī)通訊設(shè)計48-50
• 4.4 軟件實現(xiàn)50-51
• 5 基于觸覺-視覺替代系統(tǒng)的實驗研究與分析51-66
• 5.1 單點(diǎn)刺激51-55
• 5.1.1 實驗準(zhǔn)備51-52
• 5.1.2 刺激波形參數(shù)實驗52-54
• 5.1.3 刺激閾值實驗54-55
• 5.2 方向識別55-56
• 5.3 簡單字符刺激56-57
• 5.4 波形參數(shù)對電觸覺影響分析57-66
• 5.4.1 皮膚-電極模型57-59
• 5.4.2 電流與電觸覺59-63
• 5.4.3 脈寬與電觸覺63-64
• 5.4.4 頻率與電觸覺64-65
• 5.4.5 皮膚微環(huán)境與電觸覺65-66
• 6 總結(jié)66-68
• 6.1 主要工作與成果66
• 6.2 改進(jìn)研究66-68
• 致謝68-70
• 參考文獻(xiàn)70-74
• 附錄74-78
• 個人簡歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及取得的研究成果78

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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7 沈晶;漢字字模的拾取及其在LED顯示系統(tǒng)中的應(yīng)用[J];陜西科技大學(xué)學(xué)報;2004年06期

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10 李天翱;曹征;隋曉紅;蔣霞;任秋實;柴新禹;;視網(wǎng)膜假體微電極的研究進(jìn)展[J];中國醫(yī)療器械雜志;2010年05期

  本文關(guān)鍵詞：基于皮膚電刺激的觸覺—視覺替代系統(tǒng)的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：439536