基于时间约束和力反馈的速度-准确率权衡研究.pdf

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1、ADisertationSubmitedtoZhejiangUniversityfortheDegreeofMasterofEngineering⑦TITLE：AninvestigationofspeedaccuracytradeoffwithtemporalconstraintandhapticfeedbackAuthor：Supervisor：Dr．HuagenWan’’。。。。。。。。。。。。。●_--___一一—■●●■●●-_●■-____________■_____■■■■●●_●___■______l__

2、■●■一Subject：College：SubmittedDate：△卫122竺2Q12浙江大学硕士学位论文摘要lMIIIIIIllllUlllIHIIlllllllUIY2281786在基础交互任务中，性能预测模型是人机交互研究的一个重要分支，如得到广泛应用的费茨法则。近些年随着力反馈技术的发展，力反馈设备的应用也越来越多，如虚拟手术、虚拟装配、虚拟训练等。虽然力反馈交互的应用越来越多，但对于力反馈交互技术的基础研究却很少。因此本文探讨了人类基础运动性能问题，主要研究在基于轨迹和时间约束的任务中，力反馈交互及相关因素

3、对“速度和准确率权衡”的影响，期望本文的研究结果能给后续的力反馈交互研究提供一些参考依据。在本研究中，首先做了一个由21名被试参与的测试实验，其中3人参与先导实验来确定试验参数，其余18人参与正式实验来产生实验数据。在正式实验中主要探讨了在基于轨迹和时间约束的任务中，不同的力反馈虚拟弹簧系数、目标移动时间、隧道长度、隧道宽度和时间容差参数，对实际移动时间、错误率和移动轨迹标准偏差的影响。其中着重研究了以上5个因素对移动轨迹标准偏差的影响，并根据分析推导出了一个对移动轨迹标准偏差的定量预测模型。实验结果表明此定量预测模型

4、可以准确预测移动轨迹的标准偏差。最后，本文设计了一个被动模式的力反馈书法系统，通过力反馈书法系统产生的书法轨迹数据，验证了本文提出的模型可以准确预测书法轨迹的标准偏差。说明了此模型具有一定的适用性和实用性，可以用于预测基于轨迹和时间约束下力反馈交互任务中移动轨迹的标准偏差。关键词：力反馈交互，速度．准确率权衡，时间约束，人机交互浙江大学硕士学位论文AbstractAnimportantresearchbranchofhuman-computerInteractaoniStodeveloppredictivemodels

5、forhumanperformanceinfundamentalinteractiontasks，suchasthewidelyusedFitts’SLaw．Inrecentyearswiththedevelopmentoftheforcefeedbacktechnologyandequipment，theapplicationofforcefeedbackdevicesisbecomingmorepopular,suchasvirtualsurgery,virtualassembly,virtualtraininga

6、ndSOon．Despitethegrowthoftheapplication，thereareonlyveryfewguidingprinciplestheforcefeedbackinteracttechnology．Thereforeinthispaper,weinvestigatethehumanperformanceoffundamentalmovement，puttingtheemphasisonhowthehapticfeedbackandassociatedfactorsaffecttheresulto

7、fspeed．accuracytradeoffintrajectory-basedtaskswithtemporalconstraint．Theresultofthisresearchisexpectedtoprovidesomereferencestothefollow．upresearchofforcefeedbackinteraction．Inthisresearch，wefirstranastudythattwenty—onesubjectsparticipated，threesubjectsinvolvedi

8、nthepilotstudytodeterminetheexperimentparameter,theremainingeighteensubjectsparticipatedtheformalstudytogeneratetheexperimentaldata．Intheformalstudy,wemainlyinvestiga