[发明专利]面向虚拟现实牙科操作训练的多点接触力觉反馈系统

摘要

本发明公开了一种面向虚拟现实牙科操作训练的多点接触力觉反馈系统，该多点接触力觉反馈系统中的力反馈设备状态读取模块(1)读取力反馈设备(44)的手柄运动轨迹并转化为力觉工具末端位姿输出给工具模型(41)和力/力矩计算模块(4)；球状树碰撞检测模块(2)采用层次化的递归碰撞检测策略对工具模型(41)输出的动态力觉工具球树和多层次牙齿模型(42)输出的静态牙列球树进行碰撞剔除处理，获得叶节点的所有相交球体对；多点接触碰撞响应模块(3)采用碰撞响应优化模型对叶节点的所有相交球体对进行处理，得到图形工具的末端位姿；力/力矩计算模块(4)依据广义弹簧力模型对图形工具末端位姿进行处理得到反馈力/力矩，该反馈力/力矩作用到力反馈设备(44)上。本发明的多点接触力觉反馈系统能够准确求解连续碰撞检测时图形工具与虚拟牙列表面的接触位置和姿态。

主权项

一种面向虚拟现实牙科操作训练的多点接触力觉反馈系统，其特征在于：该多点接触力觉反馈系统包括有力反馈设备状态读取模块(1)、球状树碰撞检测模块(2)、多点接触碰撞响应模块(3)、力/力矩计算模块(4)、工具模型(41)、多层次牙齿模型(42)、图形显示设备(43)和力反馈设备(44)；力反馈设备状态读取模块(1)读取力反馈设备(44)的手柄运动轨迹并转化为力觉工具末端位姿输出给工具模型(41)和力/力矩计算模块(4)；球状树碰撞检测模块(2)采用层次化的递归碰撞检测策略对工具模型(41)输出的动态力觉工具球树和多层次牙齿模型(42)输出的静态牙列球树进行碰撞剔除处理，获得叶节点的所有相交球体对；多点接触碰撞响应模块(3)采用碰撞响应优化模型对叶节点的所有相交球体对进行处理，得到图形工具的末端位姿；力/力矩计算模块(4)依据广义弹簧力模型对图形工具末端位姿进行处理得到反馈力/力矩，并将反馈力/力矩输出至力反馈设备(44)。