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智能跑步机平台的运动掌握 摘要：这个智能跑步机是一个促动平台，在虚拟现实的探究中允许步行用户不受约束的 运动，该平台由通过球阵列地毯掩盖和安装在转盘的线性跑步机，及配备有用于线性和角运 动两个致动装置。这个平台的主要掌握任务是让步行者始终在平台的中心，同时抵消他任意 走动 然后满足感知的约束。这个平台的掌握问题也不小，由于运动系统中是不完全约束的。 文章的第一局部是描述智能平台的运动掌握装备的设计，线性运动和角运动平台的速度的掌 握输入和反应是基于步行者通过外部视觉跟踪系统测量而获得。通常，基于观看者的干扰和 步行者的随便速度,我们结合了反应和前反应,提出全球稳定掌握工程。我们同样争论了加 速度和动力影响步行者的运动掌握。文章的其次局部是致力于全面系统的实际运用上。作为 最终全面平台的概念证明，机器的设计和智能跑步机的一个小规模实现原型的呈现，以及通 过使用的全方位相机来获得人的助行器的平台上的位置的视觉定位方法。为了得到有效的运 动掌握设计建议，一系列的运动任务演示试验结果是报告和争论使用了一个很小的运动跟踪 器来呈现。 关键词：观看者的干扰，输入输出反应，线性，原地运动平台，运动掌握，不完整的系 统，虚拟现实，视觉跟踪。 1、介绍 全向运动平台使用在虚拟现实上的探究，最终的目标是在虚拟现实场景中使用者完全沉 醉于其中，我们头戴式显示器，很自然的速度自由行走任何方向，当我们保持着身体的平台 运动范围和不需要任何穿戴的限制装备。比方追踪步行者位置和步调特征。用这种方式支持 当地运动，这个平台抵消步行者的任意运动，以保持步伐全都。所以，联系观看者对步行者 的影响，考虑输入指令的限制，避开使用者沉醉时的干扰。这就是欧洲探寻只能跑步机工作 的主要任务。 不同的运动允许人们行走在虚拟环境中界面存在。许多状况，运动限制在1D线性跑步 机上，有点像运输平台，用户由一个线束约束应用稳定特性和其他虚拟特效。为了适应微小 缓慢的方向转变，这个跑步机将安装在转换平台上。另一种不同的方法是实行环形通道，这 些活跃的移动转随着脚移动。再者，这些步行者需要避开快速的转换和高速度。对于在2D 无限制的平台上行走，全向跑步机上回使用两个垂直的方向带和很大的环形，而实施圆环状 带排列在圆环跑步机。由于掌握系统的缺陷，两种机构系统都需要允许限制速度。更多的是 机械的实现受到限制是由于大量的运动片段。这种问题是不存在想智能领域的无源器件。然 而，步行者的自然性是由球形地板内曲率的限定。过去经常使用二者选一的原那么，这个输送 带和旋转平台输送的运动通过球阵列板来熟悉2D平面跑步机。在球形列放置在一个凹面上 不动，但是有传感器仪器检测角接触。 [=-vsmO - xw+ k^y-^v) 匕,y = (ygy) 这里k卬＞0和v, w都代入到(22)中，方程式(23)和(24)有观看者的干扰项，分别是女和《，从这写式子和(5)中，有下面的式子： * =k (V -V )W,X卬 \ w,x w,x， =k (V -V ) w,y卬、卬,yw,y / 这估算出Vh,％, V估量是Vw的直角坐标重量的低通滤波版本。通常，由于除足够大，这将会计算出两组行走者趋势速度V. \.和丫卬v,在肯定极坐标上的表达。 要指出的是，尽管在前反应上补充(22),这个系统是始终被剩余的干扰所影响。 -V =—^―Vw卬S + 3叩 因此，这个步行者的连续的速度充分补偿了在任何k卬的稳定状态，对于沃克的斜坡明 智的速度(恒定加速度)相关联的稳态只能通过增加-凸版速度骚扰行为作出错误任意小的 被提出反应/前馈掌握器恢复， D、有限元分析的结果 我们在这里呈现了两个获得不同自由速度掌握法那么上的选择结果，有III-B和III-C.，对于 这两局部的争论学习，这个步行者空闲到初始的肯定坐标是(0,1) m, 一个立即导致了掌 握法那么奇点在III-A局部上的(9) (10)o 1.8 [m]Fig. 4. Virtual straight line: Walker absolute locomotion under the platfbnn controller (22) with the feedback law (17), (18)—the initial walker pose is depicted by an oriented triangle. 1.5 time [s] Fig. 5. Linear and angular velocity commands for the trajectory of Fig. 4. Fig. 6. Feedback part of the linear and angular velocity commands in Fig. 5. 43 21