基于图像亮度信息力触觉交互纹理力再现方法开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

随着虚拟现实、增强现实等技术的快速发展，人们对人机交互体验的要求日益提高，力触觉交互作为一种重要的感知方式，能够为用户提供更加真实、沉浸的交互体验，在游戏娱乐、医疗手术、工业设计等领域具有广泛的应用前景。

纹理作为物体表面的一种重要属性，在人类的触觉感知中起着至关重要的作用。

通过力触觉交互技术，可以将虚拟物体表面的纹理信息传递给用户，使用户能够在虚拟环境中感受到真实的触觉体验。

2. 本选题国内外研究状况综述

近年来，力触觉交互技术作为人机交互领域的研究热点之一，受到了国内外学者的广泛关注。

现有的力触觉交互技术已经可以实现对物体形状、硬度、纹理等属性的模拟，并应用于虚拟装配、远程医疗、游戏娱乐等领域。

在纹理力再现方面，现有的研究主要集中于以下几个方面：-基于物理模型的方法：这类方法通过建立纹理表面的物理模型，计算力触觉交互设备与纹理表面之间的相互作用力，从而实现纹理的力反馈。

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

本研究主要内容包括以下几个方面：1.图像亮度信息与纹理表面特征的关系：-分析不同纹理表面的图像亮度特征，研究图像亮度信息与纹理表面粗糙度、方向性等特征之间的关系。

-建立图像亮度信息与纹理表面特征之间的映射模型，为基于图像亮度信息的纹理力再现提供理论依据。

2.力触觉感知模型构建：-研究人类触觉感知系统对不同纹理表面的感知机制，分析影响纹理感知的关键因素。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用实验研究和仿真模拟相结合的方法，具体步骤如下：1.文献调研：查阅国内外相关文献，了解力触觉交互技术、纹理力再现方法、图像亮度信息提取方法等方面的研究现状，为本研究提供理论基础。

2.图像亮度信息与纹理表面特征关系研究：收集不同纹理表面的图像数据，分析图像亮度信息与纹理表面粗糙度、方向性等特征之间的关系，建立相应的映射模型。

3.力触觉感知模型构建：研究人类触觉感知系统对不同纹理表面的感知机制，分析影响纹理感知的关键因素，构建基于图像亮度信息的力触觉感知模型。

5. 研究的创新点

本研究的创新点在于：1.提出了一种基于图像亮度信息的力触觉交互纹理力再现方法，为纹理力再现提供了一种新的思路和方法。

2.建立了图像亮度信息与纹理表面特征之间的映射模型，为基于图像亮度信息的纹理力再现提供了理论依据。

3.构建了基于图像亮度信息的力触觉感知模型，将图像亮度信息转换为力触觉感知空间中的特征参数，为纹理力再现提供了更加符合人类感知的模型。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

[1] 潘俊,刘文印,王延,等.基于图像纹理特征的三维虚拟表面力触觉再现[j].机械工程学报,2020,56(20):155-165.

[2] 谢光辉,李俊峰,陈贺.基于纹理图像的虚拟弹性体实时力触觉再现方法[j].计算机辅助设计与图形学学报,2018,30(08):1525-1533.

[3] 王伟,张舒,任杰,等.基于深度学习的触觉纹理识别方法研究[j].仪器仪表学报,2020,41(03):126-133.