pg电子麻将胡了入口下载 「好文推荐」基于矿山设备实训手部运动模型的数据手套

原文发表在《工矿自动化》2019年第11期，欢迎品读。

这些年来，在矿山设备实训工作里，虚拟现实技术发挥着愈发重要的作用，达成了视觉方面的真实性，然而互动操作的真实性还有待提升。数据手套能够抓取手部的姿态，它是提升虚拟现实技术操作真实性的关键手段。微惯性传感器式的数据手套具备不受光照约束、轻盈耐用、容易更换等诸多优点，不过存在传感器布置数量较多的不足之处。当前主要借助优化数据处理算法的方式来削减传感器布置的数量，可这致使数据手套的准确性不够高。本文对矿山设备实训基本动作特征展开分析，在此基础之上，开发出了数据手套，该数据手套是基于矿山设备实训手部运动模型的，它能够减少微惯性传感器布置，还能对其进行优化，可直接求解手部运动姿态，进而提高数据手套的准确性。

矿山设备实训重点在于针对提升设备、运输设备、开采设备、掘进设备开展操作培训，其需操作的控件涵盖按钮、旋钮、手柄问鼎赏金女王pg官网入口下载，与之对应的手部基本动作有拇指摁、食指摁、拧、拉（推） 由此，手部运动力学模型能够简化成二指六连杆七自由度的矿山设备实训手部运动模型，如下列图示所呈现。

数据手套总体设计原理如下图所示。将HTC光学定位系统的Tracker追踪器，固定于数据手套腕部，配合Lighthouse基站及配套软件，提供前臂在导航坐标系的绝对坐标，进而定位手部整体位置，基于矿山设备实训手部运动模型，在手套大拇指与食指上，布置微惯性传感器，用以提供指骨载体坐标，数据经射频传输模块，传输至计算机，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，虚拟现实软件依据前臂绝对坐标、指骨导航坐标，通过建模实时重生成手部运动姿态，并在虚拟系统显示。

以综采工作面实操平台作为数据手套准确性测试平台，该平台能够模拟对采煤机的操作，还能够模拟对液压支架的操作，实物面板控件包含按钮，包含旋钮，包含手柄等，控件最小直径是22mm，可开展矿山设备实训操作里拇指摁这种基本动作测试，可开展食指摁这种基本动作测试，可开展拧这种基本动作测试，可开展拉（推）这种基本动作测试。测试结果显示，4个基本动作最大误差为9mm，此误差小于控件最小直径，满足矿山设备实训操作需求。

引用格式

刘宁宁所著的，关于基于矿山设备实训手部运动模型的数据手套，出现在工矿自动化2019年第45卷第11期，页码为31至36页。

刘宁宁，基于手部运动模型的用于矿山设备训练的数据手套，《工矿自动化》《Industry and Mine Automation》，2019年，45卷，第11期，第31页至36页。

作者联系方式

刘宁宁，出生于1986年，为男性，来自河北衡水，身为助理研究员且拥有硕士学位，于矿山安全培训技术以及装备研发工作领域有所钻研，其电子邮箱是lnncumt@163.com。

责任编辑联系方式

盛男，电子邮箱地址为：shengnan@cari.com.cn。

基于矿山设备实训手部运动模型的数据手套

【作者】刘宁宁1问鼎赏金女王pg官网入口下载手机版安，2，3

【Author】 LIU Ningning1,2,3

【作者机构】1. 煤炭科学技术研究院有限公司位于北京100013 ，2. 煤矿应急避险技术装备工程研究中心处于北京100013 ，3. 北京市煤矿安全工程技术研究中心在 北京100013。

矿山设备实训运用虚拟现实技术，其互动操作的真实性比较差，现有微惯性传感器式数据手套，通过对数据处理算法进行优化，以此来减少传感器的布置数量，结果导致准确性不高。针对上述那些问题，在介绍人类手部结构的状况下，还介绍了手部运动力学模型，在此基础上，对矿山设备实训基本动作展开了分析，也对其运动特点进行了分析，进而提出了二指，六连杆，七自由度的矿山设备实训手部运动模型，如此一来能够减少微惯性传感器布置数量；基于四元数法，推导了指骨位置解算算法，还推导了指骨姿态解算算法；开发了基于矿山设备实训手部运动模型的数据手套。将Tracker追踪器固定于手套腕部，目的是以这个做法来获得前臂的绝对坐标，接着是在手套大拇指与食指处布置微惯性传感器，这么做是为了能够提供指骨的载体坐标，之后凭借指骨位置以及姿态解算，由此获得指骨在导航坐标系里的位置以及姿态，通过上述一系列操作最终达到了虚拟场景手部运动姿态实时重生成的效果。测试结果表明，矿山设备实训基本动作出现的最大误差是9mm，且此误差小于控件最小直径，所以满足矿山设备实训操作的需要。

在虚拟现实里，有一种数据手套，用于矿山设备实训，其涉及手部运动模型，借助四元数，通过微惯性传感器来进行位置及姿态解算。

【基金项目】www.pg.qq.com，由煤炭科学技术研究院拿出的技术创新基金给予资助的项目，此项目编号为2017CX07。