[发明专利]基于图像亮度信息纹理力再现交互系统及实现方法

摘要

本发明公开了基于图像亮度信息纹理力再现交互系统及实现方法，结合计算机图像处理技术、虚拟现实技术与虚拟现实人机交互技术，通过将捕捉到的图像信息用优化算法进行亮度信息提取预处理，在虚拟接触点产生相应纹理的接触力，再将得到的相应纹理信息通过PHANTOM OMNI力触觉交互系统反馈给操作者，使得操作者真实的感知物体表面纹理物理属性，从而达到重构物体表面三维纹理信息的目的。和以往常用的虚拟力仿真系统相比，该系统以3DS Max 2015、VC++2016和OpenGL软件编程为基础，模型的获取和修改方便，通过结合图像预处理优化算法，极大的减少了仿真过程中的严重抖动现象，提高了纹理再现的效率和使用者的真实感体验。

主权项

1.基于图像亮度信息纹理力再现交互系统的实现方法，系统包括计算机主机(2)和力触觉交互设备(3)，在计算机主机(2)上连接有显示器(1)，所述计算机主机(2)至少包括硬盘(9)和1394b卡(8)；/n所述硬盘(9)包括：图片预处理模块(93)、用于检测虚拟代理位置的位置检测模块(96)、用于检测虚拟代理与虚拟物体是否发生碰撞的碰撞检测模块(92)、纹理力计算模块(91)、图像刷新模块(94)及力触觉信息反馈模块(95)，所述硬盘(9)通过1394b卡(8)及1394连接线与力触觉交互设备(3)连接，用于将纹理力计算模块(91)计算得到的纹理力信息通过力触觉信息反馈模块(95)传输至力触觉交互设备(3)并输出；/n力触觉交互设备(3)采用PHANTOM OMNI力触觉交互设备，通过APS开关电源(5)供电，通过APS开关电源之后，将供电电源(4)220V的交流电转化为18V，2.22A所需的电压，显示卡(6)、1394b卡(8)、硬盘(9)均通过总线(7)实现双向传输，显示器(1)通过VGA连接线与显示卡(6)连接；/n其特征在于，所述图片预处理模块(93)通过以下方式将图片亮度信息提取并转换计算出虚拟物体高度值：/n(1)导入物体表面二维纹理图片，假设该二维纹理图片大小为m×n个像素，即图像横向像素个数为m，纵向像素个数为n；利用下述公式红绿蓝过滤器得到的亮度值将图像处理出红、绿、蓝三个分量R、G、B：/n