免费论文：精确和谐的虚拟现实人机交互关键技术

在完全模拟真实世界的时间、空间尺度的虚拟现实（Virtual Reality）系统中，精确的虚拟空间生成与自然和谐的用户感受是高品质的用户体验和精细的虚拟操作的关键内容和基本保证，其中空间一致与时间一致是最基本的两个要素。为保证精确的空间一致性，首先分析虚拟空间坐标生成一般流程的各个环节，及其中存在的各类型误差因素，推导出不同类型误差对变换后空间产生的综合影响。在此基础上讨论误差综合补偿校准可行、实用的方法。为保证和谐的时间一致性，本文集中讨论延时问题。逐个分析系统各功能模块带来的时间消耗，提出若干在不改变当前系统功能需求和软硬件预算前提下，减小系统综合延时的方法。在时间、空间一致性研究的基础上，讨论精确虚拟操作的相关技术。我们采用使用数据手套采集精确的手部动作生成的“虚拟手”进行虚拟操作的方法，以CyberGlove 22关节手运动模型为例，讨论运动模型的不足及其补偿，设计动作采集时对数据手套的标准化校准流程。然后提出了改善由于跟踪数据噪声引起的误“操作”的算法，分析闭环回路中视觉、听觉、触觉等多模态综合反馈的影响。最后，描述本文的实验原型系统——基于头盔显示器、带触觉数据手套的虚拟飞行座舱系统。以上分析均为理论推导与实验分析相结合，并且相互得到验证，提出的解决方案也在该实验系统中得到了很好的应用，并具有很好的普及性。

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