蔡奕松　鄢武　孙克争　孙永永

开发设计

基于3D虚拟引擎的无线数据触觉手套系统*

蔡奕松1鄢武1孙克争1孙永永2

（1.广东省科学院智能制造研究所 广东省现代控制技术重点实验室，广东 广州 510070 2.佛山树客智能机器人科技有限公司，广东 佛山 528315）

开发基于3D虚拟引擎的无线数据触觉手套系统，实现人手位姿可视化重现，增强沉浸式可视化触觉体验。该系统采用柔性线路的分布式IMU网络组采集人手位姿数据，并在3D虚拟引擎中重现人手的位姿和接触力。实验结果证明：该系统实现了对不同形状物体的稳定抓取、推移和放置等功能，对VR场景的实际开发应用、虚拟教学和技能培训以及人工智能数据采集训练具有重要意义。

可视化重现；分布式IMU网络组；3D虚拟引擎；数据采集训练

0　引言

随着虚拟现实技术的不断发展，通过融入人体更多感官的刺激，可丰富使用者对虚拟世界体验的沉浸感[1]。特别在虚拟零件装配和虚拟数据训练过程中手部精细动作的捕捉，对虚拟手可视化重现的灵活性和精确性都具有重要意义。

传统的外骨骼力反馈手套虽然可以捕捉人手位姿，但结构笨重，不便于手部的精细操作。为进一步提高沉浸式体验，本文开发一款轻便型无线数据触觉手套，利用分布式的IMU网络组在VR虚拟场景中重现手的位姿和接触力，实现对不同形状物体的稳定抓取、推移和放置等功能，可广泛应用于虚拟现实教学和数据训练等。

1　系统总体架构

基于3D虚拟引擎的无线数据触觉手套系统可捕获每个手指关节位置姿态[2]，结合虚拟场景，为用户提供触觉和视觉反馈。……