文档介绍：头盔、数据手套人机交互实验
北京航空航天大学
自动化科学与电气工程学院
李秀芝孙琦
实验目的
通过在实验平台上的硬件设备和软件环境,学****头盔式显示器和数据手套的基本功能和基本工作原理。
学****人机交互系统的硬件和软件总体框架结构的构成及如何建立一个简单的人-机交互系统。
学****建模方法和建模步骤,并利用头盔显示器和数据手套及相关的其它硬件设备建立一个小型的虚拟现实环境。
先修课程和参考书目
先修课程:
Visual C,C++语言编程,计算机图形学、虚拟现实技术及应用
主要参考书:
吴家铸,党岗等, 《视景仿真技术及应用》,西安电子科技大学,2000
孙家广,《计算机图形学》,清华大学出版社,2000
VTree Users Manual(PDF格式)
OpenGL编程手册
龚光红,韩亮等《先进仿真技术实验教程》***出版社,2010
课程安排:16学时
系统硬件平台
三维交互设备包括:头盔立体显示器、数据手套、三维跟踪传感器、声音及系统集成设备、网络分频器和计算机等。
计算机:三台通用PC机
网络/通信设备:10/100M自适应网卡/交换机
监视器:两台通用PC机显示器
头盔式显示器,V6, LCD 双通道头盔显示器一个,全彩色,分辨率为 640*480
数据手套一只,右手,18个传感器,不带触觉与力反馈和手势识别
6自由度(DOF)运动跟踪传感器:Flock 六自由度电磁位置跟踪器一套。
使用V6型头盔立体显示器作为显示设备, 双通道,全彩色,分辨率为640×480。由2个CRT显示器分别向两只眼睛提供图像。图像由计算机分别驱动,由2台成像计算机采用立体成像算法生成的左右眼图像, 将2幅略有差别的图像在头盔显示器中叠加后,产生立体的显示效果. 头盔显示器被固定在实验者的头部,可以使参与者暂时与真实世界隔离开,感到处于沉浸状态。
头盔显示器(侧面)
头盔显示器
数据手套为一只右手手套,不带触觉、力反馈和手势识别,上有18个传感器用来测量右手18个关节和角度,通过6自由度运动跟踪传感器对于手在空间的实际方位及运动方式进行检测。数据手套戴在实验者手上,作为一只虚拟手用于与虚拟现实系统进行交互,可以在虚拟场景中进行物体抓取、移动、装配、操纵、控制等操作;并把手指和手掌伸屈时的各姿势转换成数字信号传送给计算机,计算机通过应用程序识别出实验者的手在虚拟世界中操作时的姿势,执行相应的操作。
数据手套
数据手套(背面)
数据手套连接示意图
六自由度运动跟踪传感器
一套Flock of Birds跟踪器包括一个发射器,若干接收器,若干控制盒,其中一个接收器对应一个控制盒。接收器通过感应发射器发射出的电磁场的强弱、方向等来判断自己所处的位置角度。