新感覚提示のための超高精細な力覚提示システムの開発

开发超高清触觉呈现系统，呈现新感觉

基本信息

批准号：
15700087
负责人：
長谷川晶一
金额：
$ 2.24万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15700087/
关键词：
力覚提示高解像度ハプティックハプティック制御回路

项目摘要

昨年度試作した超高精細力覚提示システムを,3自由度力覚インタフェースに拡張した.また,分散処理系に適した力覚レンダリングを行うことにより,より正確な物体のダイナミクスを提示できることを確かめた.これらにより,・従来は提示できなかった非常に硬い物体・精細な形状を提示できること.またその物体とのインタラクションを実現できること.・物体のダイナミクスがより正確に提示できること.を確認した.高速D/Aコンバータとリニア駆動回路によってモータを駆動することで,従来のPWM駆動では不可能だった1kHz〜10kHzの高周波の振動提示を可能にした.試作システムは,従来のシステムでは20000N/m程度が限界であった安定に提示可能な仮想物体の硬さを,200000N/m以上に引き上げた.また,制御パラメータや目標位置を空間座標に応じて変調することにより,物体表面のテクスチャが表現できた.また,試作システムでは,制御用に専用CPUを採用し,PCとの接続をUSB2.0インタフェースで行うことで,PCに負担をかけずに力覚提示装置の制御を行うことができた.また,試作システムでは動力学計算の一部を制御用の専用CPUで処理することで,物体質量を正確に提示することを実現した.試作システムは1kHzの周期で,PCから仮想壁の位置・向き・硬さ・質量・速度を取得し,専用CPUによって10kHzで制御を行う.これにより,PCでは実現できない高速制御を簡単に実現できた.

我们将去年原型设计的超高清触觉呈现系统扩展为3自由度触觉界面。我们还证实，通过执行适合分布式处理系统的触觉渲染，我们可以呈现更准确的对象动态。，可以呈现非常坚硬的物体和常规无法呈现的详细形状，还可以显示与物体的交互。可以实现的目标：我们已经确认可以更准确地呈现物体的动态，通过使用高速D/A转换器和线性驱动电路驱动电机，我们已经确认可以呈现物体的动态。原型系统能够稳定地显示振动，而传统系统的极限约为 20,000N/m。虚拟物体的硬度提高到200,000 N/m以上。并且，通过根据空间坐标调制控制参数和目标位置，可以通过使用专用CPU并连接到计算机来表达物体表面的纹理。 PC通过USB 2.0接口，可以控制触觉呈现设备，而不会给PC带来负担。此外，在原型系统中，通过专用CPU进行控制处理部分动态计算，我们能够准确地呈现物体的质量，获取物体的位置、方向、硬度、质量和速度。并使用专用CPU以10kHz进行控制。这使得可以轻松实现PC无法实现的高速控制。