Chai3D之触觉设备

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　　触觉设备是一种双向仪表致动的人机界面，由人类操作员用于与计算机模拟虚拟环境进行主动交互。触觉设备可以是鼠标、方向盘、指垫、机器人手柄、抓手、操纵杆、手套、磁悬浮手腕，甚至是移动整个用户身体的运动平台的形式。它可用于模拟具有质量、阻尼、摩擦和刚度属性的环境，也可以模拟虚拟工具与其周围虚拟环境交互的机械行为。
　　CHAI3D提供了一个名为cGenericHapticDevice的基类，它实现了一组与最常见的3D触觉设备进行通信的方法。触觉设备的末端执行器或手柄的位置可以通过使用getPosition（），getRotation（），getGripperAngleDeg（）等方法读取。可选的用户开关或按钮可以通过调用getUserSwitch（）来读取。
　　力和扭矩可以通过调用诸如setForce（），setForceAndTorque（）和setForceAndTorqueAndGripperForce（）等方法发送到触觉设备。
　　对于每种型号的触觉设备（例如delta。x，omega。x猎鹰，幻影等）CHAI3D实现了一个特定的类（例如cDeltaDevice、cPhantomDevice），该类继承自cGenericHapticDevice，并通过从支持该设备的API调用特定命令来实现每个命令。一般规定
　　所有数量均以IUS（公制）单位表示。参考设备坐标系指定x轴指向操作员，y轴指向操作员的右侧，z轴指向上方。最后，原点始终位于设备物理工作区的中心。
　　如果触觉设备带有手腕或手写笔，则其手柄的方向使用旋转矩阵表示。下图说明了三自由度、六自由度和七自由度设备的约定。
　　三自由度、六自由度和七自由度触觉设备的参考框架
　　示例02multidevices是一个简单的应用程序，它显示连接到计算机的每个触觉设备的参考帧。参考框架使用颜色而不是标签来命名不同的轴（分别为x、y和z）。颜色约定为：红色表示x轴，绿色表示y轴，蓝色表示z轴。
　　CHAI3D示例02多设备：参考帧和光标。触觉设备处理程序
　　触觉设备处理程序（cHapticDeviceHandler）是一个类，用于搜索并列出连接到计算机的所有触觉设备。
　　在下面的列表中，我们说明了一个简单的示例，该示例对触觉设备施加力，使其末端执行器朝向其工作空间的中心点：
　　usingnamespacechai3d；
　　createhapticdevicehandler
　　cHapticDeviceH
　　handlernewcHapticDeviceHandler（）；
　　gethandletofirstavailablehapticdeviceonthelist
　　cGenericHapticDevicehapticD
　　handlergetDevice（hapticDevice，0）；
　　openconnectiontohapticdevice
　　hapticDeviceopen（）；
　　initializesimulation
　　boolsimulationR
　　doubleKp25；
　　cVector3dposition（0，0，0）；
　　hapticsloop
　　while（simulationRunning）
　　｛
　　readpositionfromhapticdevice
　　hapticDevicegetPosition（position）；computeforcecVector3dforceKsendforcetohapticdevicehapticDevicesetForce（force）；
　　｝
　　closeconnectiontohapticdevice
　　hapticDeviceclose（）；如何定制触觉设备
　　cMyCustomDevice提供了一个基本模板，可让您非常轻松地将CHAI3D连接到您自己的自定义触觉设备。只需按照文件CMyCustomDevice中的12个注释步骤操作。cpp并相应地完成代码。根据设备上的自由度数，可能需要实现并非所有方法。例如，如果您的设备不提供任何旋转自由度，只需忽略getRotation（）方法即可。如果未在设备上实现默认值，则将正确返回默认值。例如，在旋转的情况下，返回单位矩阵。
　　您还可以重命名此类，在这种情况下，您还需要自定义触觉处理程序以自动检测您的设备。请查阅cHapticDeviceHandler类的方法update（），该类位于文件CHapticDeviceHandler。cpp中。只需查看触觉设备处理程序如何查找cMyCustomDevice类型的设备。
　　如果您在实现时遇到任何问题，请检查实例文件CDeltaDevices。cpp该文件实现了对力维度和Novint触觉设备的支持。为了验证实现，请使用01mydevice示例开始。示例11effects是一个很好的演示，用于验证基本触觉效果在触觉设备上的行为方式。如果您确实遇到振动或不稳定性，请尝试降低设备支持的最大刚度（请参阅文件CMyCustomDevice。cpp中的STEP1）。
　　确保您的设备与计算机的通信速度也足够快。理想情况下，通信周期应小于1ms，以达到至少1000Hz的所需更新速率。例如，使用慢速串行端口（RS232）时通常会出现问题
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