基于矿山设备实训手部运动模型的数据手套

论文摘要

矿山设备实训采用虚拟现实技术互动操作真实性较差,而现有微惯性传感器式数据手套通过优化数据处理算法以减少传感器布置数量导致准确性不高。针对上述问题,在介绍人类手部结构和手部运动力学模型的基础上,分析了矿山设备实训基本动作及运动特点,提出了二指六连杆七自由度矿山设备实训手部运动模型,从而可减少微惯性传感器布置数量;基于四元数法推导了指骨位置及姿态解算算法;开发了基于矿山设备实训手部运动模型的数据手套。在手套腕部固定Tracker追踪器来获得前臂绝对坐标,在手套大拇指和食指处布置微惯性传感器以提供指骨载体坐标,并通过指骨位置及姿态解算获得指骨在导航坐标系的位置及姿态,从而实现虚拟场景手部运动姿态实时重生成。测试结果表明,矿山设备实训基本动作的最大误差为9mm,小于控件最小直径,满足矿山设备实训操作需要。

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文章来源

类型: 期刊论文

作者: 刘宁宁

关键词: 虚拟现实,数据手套,矿山设备实训,手部运动模型,四元数,微惯性传感器,位置及姿态解算

来源: 工矿自动化 2019年11期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑

专业: 矿业工程

单位: 煤炭科学技术研究院有限公司,煤矿应急避险技术装备工程研究中心,北京市煤矿安全工程技术研究中心

基金: 煤炭科学技术研究院技术创新基金资助项目(2017CX07)

分类号: TD40

DOI: 10.13272/j.issn.1671-251x.2019040095

页码: 31-36

总页数: 6

文件大小: 219K

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标签：虚拟现实论文;  数据手套论文;  矿山设备实训论文;  手部运动模型论文;  四元数论文;  微惯性传感器论文;  位置及姿态解算论文;