梁剑斌，何汉武 , ，吴悦明，胡兆勇，徐梓麒

（1.广东工业大学 机电工程学院，广州 510006；2.广东工贸职业技术学院，广州 510006）

虚拟装配技术已广泛应用在人工机械装配培训课程中[1]，该技术可有效减少零部件损耗、培训成本[2-3]。虚拟装配系统的人机交互是提升培训效果的关键，为此研究者将自然虚拟装配操作作为研究目标。其通用的研究方法首先采用摄像头[4]、数据手套[5]、体感传感器[6]等设备采集操作者的手部甚至全身姿态信息，并把该信息与虚拟环境中的虚拟替身作绑定；接着根据虚拟替身与虚拟物体之间的相互位姿、碰撞等信息识别操作者的虚拟操作；最后根据操作修改虚拟场景内容并输出场景画面以完成交互。胡弘等以虚拟手指尖与虚拟物的距离为特征，实现单手抓取，并以此构建适用于航天员训练的虚拟装配交互模型[7]。包文运等以虚拟手与虚拟物的接触点计算为基础，构建虚拟物空间位姿自适应调整算法，实现三维模型抓取、推、抬等单手交互操作的精确模拟[8]。绪玉花等将机械零件进行归类，并为每类零件设计单独的单手抓取手势，实现虚拟装配交互性的提高[5]。熊巍等以拇指尖与其他指尖的距离为特征，建立单手抓取手势识别算法，并在此基础上根据整个手部运动趋势识别3 种装配手势，细化了虚拟操作表达[9]。袁伟等以虚拟手形状与虚拟手物距离为特征，实现抓握、捏取、托举等单手装配手势识别[10]。Ong 等将装配操作时手部形态定义为相对固定形状，实现基于拇指与食指碰撞检测的单手虚拟抓取[4]；……