| 中文摘要 | 第3-4页 |
| 英文摘要 | 第4-5页 |
| 1 引言 | 第9-15页 |
| 1.1 研究背景及意义 | 第9-10页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第10-13页 |
| 1.2.1 国外研究现状 | 第10-11页 |
| 1.2.2 国内研究现状 | 第11-13页 |
| 1.3 研究目标 | 第13页 |
| 1.4 本文内容安排 | 第13-15页 |
| 2 虚拟现实技术及其在运动康复中的应用 | 第15-25页 |
| 2.1 虚拟现实技术概述 | 第15-19页 |
| 2.1.1 虚拟现实 | 第15页 |
| 2.1.2 虚拟现实的主要特征 | 第15-16页 |
| 2.1.3 虚拟现实中的运动控制与交互 | 第16-18页 |
| 2.1.4 虚拟现实技术的应用领域 | 第18-19页 |
| 2.2 虚拟现实在运动康复中的应用 | 第19-20页 |
| 2.2.1 运动可视化及其康复应用 | 第19-20页 |
| 2.2.2 运动可视化中的交互控制 | 第20页 |
| 2.3 功能需求分析及总体方案设计 | 第20-24页 |
| 2.3.1 虚拟上肢功能需求分析 | 第20-22页 |
| 2.3.2 系统方案及技术路线分析 | 第22-24页 |
| 2.4 本章小结 | 第24-25页 |
| 3 虚拟上肢多关节模型构建 | 第25-43页 |
| 3.1 上肢的解剖结构及骨骼运动分析 | 第25-29页 |
| 3.1.1 手臂的生理结构及运动特性 | 第25-27页 |
| 3.1.2 人手的生理结构及运动特点 | 第27-29页 |
| 3.2 虚拟上肢几何模型 | 第29-33页 |
| 3.2.1 虚拟上肢几何建模方法介绍 | 第29-31页 |
| 3.2.2 虚拟上肢模型各部位尺寸设置 | 第31-32页 |
| 3.2.3 虚拟上肢子模型库 | 第32-33页 |
| 3.3 虚拟上肢坐标系 | 第33-36页 |
| 3.3.1 上肢的层次结构模型 | 第33页 |
| 3.3.2 虚拟上肢坐标系建立 | 第33-36页 |
| 3.4 基于 3ds max的模型的优化 | 第36-40页 |
| 3.4.1 3ds max中模型的优化操作 | 第36-38页 |
| 3.4.2 V-Realm Builder 2.0 平台操作 | 第38-40页 |
| 3.5 虚拟场景搭建 | 第40-42页 |
| 3.6 本章小结 | 第42-43页 |
| 4 虚拟手多关节运动控制 | 第43-59页 |
| 4.1 虚拟上肢运动控制设计 | 第43-47页 |
| 4.1.1 虚拟现实模型与Simulink的接口介绍 | 第43-44页 |
| 4.1.2 基于关节运动特点的程序设计 | 第44-45页 |
| 4.1.3 单关节单步运动 | 第45-46页 |
| 4.1.4 单关节多步运动 | 第46-47页 |
| 4.1.5 多关节运动 | 第47页 |
| 4.2 手部关节运动数据采集 | 第47-51页 |
| 4.2.1 关节运动数据采集设备介绍 | 第47页 |
| 4.2.2 Leap Motion工作区间 | 第47-48页 |
| 4.2.3 数据获取方法 | 第48-50页 |
| 4.2.4 特征向量提取 | 第50-51页 |
| 4.3 手部关节数据采集及矩阵编码 | 第51-57页 |
| 4.3.1 数据采集实验 | 第51页 |
| 4.3.2 运动控制编码策略 | 第51-56页 |
| 4.3.3 不同运动编码比较 | 第56-57页 |
| 4.4 本章小结 | 第57-59页 |
| 5 虚拟上肢运动控制及可视化 | 第59-83页 |
| 5.1 上肢运动姿态捕捉 | 第59-63页 |
| 5.1.1 数据采集装置介绍 | 第59页 |
| 5.1.2 姿态表示方法 | 第59-62页 |
| 5.1.3 传感器位置选择及放置方式 | 第62-63页 |
| 5.2 上肢单关节运动实时可视化 | 第63-68页 |
| 5.2.1 运动数据实时采集模块 | 第63-64页 |
| 5.2.2 数据处理模块 | 第64-65页 |
| 5.2.3 单关节动作还原 | 第65-66页 |
| 5.2.4 单关节运动实时可视化测试 | 第66-68页 |
| 5.3 上肢多关节运动可视化 | 第68-75页 |
| 5.3.1 上肢多关节刚体模型 | 第68-69页 |
| 5.3.2 上肢各关节运动姿态转换数学建模 | 第69-70页 |
| 5.3.3 多关节运动姿态数据解算 | 第70-71页 |
| 5.3.4 多关节运动程序设计 | 第71-73页 |
| 5.3.5 上肢运动任务设计 | 第73-75页 |
| 5.4 平台实验测试 | 第75-81页 |
| 5.4.1 屈肘运动可视化 | 第75-76页 |
| 5.4.2 实验验证测试 | 第76-81页 |
| 5.5 本章小结 | 第81-83页 |
| 6.总结和展望 | 第83-85页 |
| 6.1 总结 | 第83-84页 |
| 6.2 展望 | 第84-85页 |
| 致谢 | 第85-87页 |
| 参考文献 | 第87-91页 |
| 附录 | 第91页 |
| A. 作者在攻读学位期间取得的科研成果目录 | 第91页 |
| B. 作者在攻读学位期间参与的科研项目 | 第91页 |