东南大学仪器科学与工程学院江苏省远程测控技术重点实验室
- 作品数：46 被引量：236H指数：9
- 相关作者：胡晓晶高瞻秦欢欢孙伟周严更多>>
- 相关机构：南京信息工程大学信息与控制学院北京航空航天大学计算机学院虚拟现实技术与系统国家重点实验室北京航空航天大学计算机学院更多>>
- 发文基金：国家高技术研究发展计划国家自然科学基金江苏省自然科学基金更多>>
- 相关领域：自动化与计算机技术机械工程医药卫生一般工业技术更多>>
- 支持力/触觉反馈的虚拟肝脏手术仿真系统被引量：11
- 2009年
- 为提高支持力/触觉反馈的虚拟肝脏手术仿真系统的精度和实时性,提出了一种基于物理意义的平行菱形链连接变形模型.该模型中由于各个链结构单元中菱形的长度等比例变化,计算量小,改变链结构单元中菱形的长度和夹角就可方便地对不同的柔性体进行建模.同时还讨论了系统的结构设计、柔性体形变计算、快速碰撞检测和实时力/触觉反馈操作等.基于6-DOF Delta手控器建立试验平台,并结合力/触觉反馈计算实现了虚拟肝脏手术的拉拽、按压等变形仿真.实验结果表明,该系统力/触觉感觉平稳、模拟效果逼真,能够满足虚拟现实系统对精细作业和实时性的要求.建立简单逼真的物理变形模型和精确快速的碰撞检测算法,有助于提高虚拟肝脏手术仿真系统的性能.
- 张小瑞宋爱国孙伟李建清
- 关键词：手术仿真虚拟现实
- 人体平衡仪测试系统设计及软件实现被引量：7
- 2008年
- 平衡功能障碍存在于大多数偏瘫患者中。平衡仪可以对人体的平衡机能进行定量、客观的评定,有效地协助医生对患者的平衡能力进行诊断。本文设计了一种集平衡测试与康复训练为一体的具有USB接口的平衡仪。论文对该系统的测量原理和设计、软件的具体实现进行了详细地介绍。测试实验结果表明:该系统运行稳定、具有良好的平衡测试及分析能力,同时采用基于虚拟现实技术的康复游戏进行康复训练,界面友好生动,激励患者训练的积极性。
- 韦雪文康妮宋爱国
- 关键词：平衡仪OPENGL
- 基于马尔科夫随机场的纹理图像分割方法研究被引量：47
- 2015年
- 本文提出了一种改进的基于马尔科夫随机场(MRF)模型的纹理图像分割方法。利用分数阶微分运算对图像纹理细节和边缘轮廓信息的敏感性,将其引入图像纹理特征提取过程中,以获得完备的图像纹理信息,可以弥补传统算法中MRF特征场对图像纹理信息描述不足的缺陷。此外,为准确划分图像中不同的纹理区域,利用模糊熵准则对分割结果进行进一步优化,以降低噪声干扰、减少区域内错分点。实验证明,本文所提出的改进方法可以完善地提取图像的纹理细节和边缘轮廓信息,有效提高分割的准确性,改善分割图像的视觉效果。
- 曹家梓宋爱国
- 关键词：纹理图像分割分数阶微分灰度共生矩阵马尔科夫随机场模糊熵
- 虚拟雪景的构造与仿真
- 2014年
- 如何模拟具有动态性、不规则性和随机性的自然雪景是当前虚拟现实领域研究的热点,采用位移映射构造近处多边形构造的雪块的方法,采用3ds Max创建雪景模型,导入OpenGL中加纹理映射,结合VC++2010的程序编写,以较小的系统资源消耗达到了更加实时逼真的效果,实现了整片雪花飘荡效果和虚拟雪景的真实模拟,为相关领域的动画模拟研究提供了新的思路。
- 张小娜秦超龙张小瑞孙伟
- 关键词：MAXOPENGL粒子系统
- 手术仿真中基于导纳控制的力触觉形变模型被引量：3
- 2015年
- 为了在虚拟手术仿真中获得快速、准确的力触觉形变效果,提出一种基于导纳控制的力触觉形变模型.基于该模型,采用PHANTOM OMNI力触觉交互设备,以3DS MAX 2013,Microsoft Visual C++2012,Open GL函数库为基础搭建了实时柔性体力触觉再现系统,实现了虚拟双手对心脏双点的拉拽交互操作.感知实验和交互效率的结果表明,所提出的模型简单有效,形变效果逼真、视觉反馈流畅、力触觉反馈平稳,操作者对虚拟环境的感知和交互准确可靠,能够满足虚拟手术仿真系统的要求.
- 张小瑞孙伟朱利丰宋爱国Norman I.Badler牛建伟
- 关键词：实时仿真形变模型
- 双通道力/触觉交互的虚拟肺手术仿真系统被引量：15
- 2012年
- 如何设计出交互性好、逼真、高实时性的虚拟手术仿真系统是当前虚拟手术领域研究的热点,以一种新颖的基于物理意义的层状菱形链连接模型为基础,利用SenAble Technologies公司生产的PHANTOM OMNI交互设备,搭建了支撑双通道力/触觉交互的虚拟肺手术仿真系统。通过虚拟双手对正常肺组织与肺硬块在多点交互下的按压、拉拽等变形仿真,分析了该系统的应用情况和性能指标。实验结果表明,将该模型应用于虚拟手术研究中,系统能动态实时逼真地模拟软组织的变形过程,反馈的力/触觉信息真实稳定,为虚拟手术仿真的实用化探索出一条可行的道路。
- 张小瑞孙伟宋爱国李佳璐
- 关键词：人机交互虚拟现实
- 基于磁流变液的力/触觉再现系统研究进展被引量：3
- 2009年
- 力/触觉再现技术是当前新兴的研究领域。介绍了最近10年来基于磁流变液的力/触觉再现系统的国内外研究进展情况。总结了基于磁流变液的力/触觉再现技术的研究内容,包括执行装置的结构设计、模型研究以及再现系统控制研究,讨论了基于磁流变液的力/触觉再现系统开发过程中的关键技术,如提高便携式触觉接口中执行装置的力矩/重量比,减小静态力、克服被动系统力/触觉表达局限性,指出了今后发展的趋势。阐述了基于磁流变液的力/触觉再现系统的优势,并展望了其应用前景。
- 文辞宋爱国王爱民
- 关键词：磁流变液
- 用于实时人机交互的增强力触觉模型被引量：3
- 2012年
- 为提高软组织变形仿真的精度与实时性，根据人机工程学的最新研究成果，提出了一种基于叠加白噪声的增强力触觉模型。该模型中每层各个弹簧变形量之和的叠加对外等效为软组织表面变形，与之相连的弹簧弹性力的合力等效为软组织表面接触力。利用力触觉交互设备构建了力触觉交互实验系统，实现了虚拟医用弯钳对胆囊按压以及虚拟医用直钳对心脏拉拽的手术仿真。实验结果表明：该模型不仅计算简单，而且能够保证变形计算具有较高精度；同时在交互过程中，力触觉感觉平稳、模拟效果逼真，满足虚拟手术仿真实时交互需要。
- 张小瑞孙伟宋爱国李佳璐刘佳
- 关键词：白噪声软组织变形手术仿真人机交互
- 时延遥操作系统的能量观测与控制研究进展
- 2010年
- 能量观测与控制方法基于无源理论,在有源网络端口观测力和速度(位置)信号,分析并动态补偿能量以保持网络稳定,无需控制对象模型信息和通信传输时延估计。综述了时延遥操作系统的一端口和二端口网络能量观测与控制方案的研究进展,讨论了存在的主要问题,并指出进一步研究的方向为定量分析操作性能、改进控制器工作条件、克服传感器影响和安全操作等。
- 周生龙宋爱国
- 关键词：时延遥操作
- 基于阻抗辨识和混杂控制的机器人辅助抗阻训练方法被引量：6
- 2016年
- 现有机器人辅助抗阻训练方法大多是运用易受噪声干扰的患肢主动作用力或表面肌电信号直接进行治疗控制器设计,且在设计过程中未能同时将机器人连续变量运动控制与医师离散事件决策控制这种混杂特性融于统一框架内,具有一定的局限。针对上述问题,提出一种基于阻抗辨识和混杂控制的机器人辅助抗阻训练方法,该方法首先根据患肢主动作用力和实际运动位置在线辨识患肢时变生物阻抗;其次,运用混杂控制理论建立机器人辅助抗阻过程系统模型,根据患肢生物阻抗变化分别定义连续系统区域切换离散事件及离散系统控制状态,并基于混杂自动机设计离散事件决策控制器;最后,选用美国Barrett公司WAMTM柔顺机械臂构建康复试验系统,对所设计控制器进行有效性验证。试验结果验证了阻抗辨识和混杂控制理论应用于机器人辅助抗阻训练过程的有效性和实用性。
- 徐国政陈雯高翔宋爱国
- 关键词：康复机器人混杂控制抗阻训练
