1、力觸覺(jué)再現(xiàn)技術(shù)是一個(gè)多學(xué)科交叉的新興研究領(lǐng)域，它與認(rèn)知學(xué)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、圖像處理與計(jì)算機(jī)視覺(jué)、心理學(xué)等學(xué)科有密切的聯(lián)系。本文以紋理力觸覺(jué)表達(dá)為研究對(duì)象，從紋理感知心理學(xué)、從圖像中提取紋理粗糙度特征的方法研究以及紋理力觸覺(jué)建模與表達(dá)三個(gè)方而系統(tǒng)研究了紋理力觸覺(jué)再現(xiàn)技術(shù)。
　　人對(duì)紋理粗糙度的感知受到紋理周期，紋理高度和探索速度等主客觀因素的影響。本文借助PHANToM Omni手控器搭建了虛擬紋理感知實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，對(duì)影響人紋理粗糙度感知

2、的因素進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:(1)虛擬紋理的空間周期對(duì)人的粗糙度感知影響顯著，感知粗糙度隨著空間周期的增大單調(diào)減小;(2)虛擬紋理高度對(duì)人的感知粗糙度影響顯著，感知粗糙度隨著紋理高度的增大而單調(diào)增大;(3)周期和高度對(duì)人的粗糙度感知的影響是相互獨(dú)立的;(4)人的探索速度對(duì)人的粗糙度感知影響不顯著。
　　本文研究了從圖像紋理中提取觸覺(jué)紋理特征的方法。在特征提取過(guò)程中，本文采用從明暗恢復(fù)形狀算法計(jì)算紋理表面高度，利用局部紋理表

3、面高度的梯度變化表示紋理局部粗糙程度;在設(shè)計(jì)紋理材質(zhì)粗糙系數(shù)算法時(shí)參考了Tamura紋理特征提取算法和紋理觸覺(jué)感知實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，使得由圖像處理算法得到的粗糙特征信息符合人的觸覺(jué)感知特性。
　　為了更加真實(shí)地表達(dá)圖像紋理，本文提出了一種改進(jìn)的圖像紋理力模型。改進(jìn)模型中定義動(dòng)摩擦系數(shù)正比于紋理材質(zhì)粗糙系數(shù)與局部粗糙系數(shù)的乘積，使摩擦力可以表現(xiàn)紋理局部粗糙程度的不一致性，提高了紋理力觸覺(jué)再現(xiàn)的真實(shí)感;通過(guò)線(xiàn)性插值方法計(jì)算虛擬探針與紋理接觸