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龙图腾网获悉北京航空航天大学申请的专利一种用于虚拟手力觉交互的接触处理方法及系统获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115268623B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-25发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202210384860.4，技术领域涉及：G06F3/01；该发明授权一种用于虚拟手力觉交互的接触处理方法及系统是由王党校;童倩倩;魏文萱;张玉茹设计研发完成，并于2022-04-13向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种用于虚拟手力觉交互的接触处理方法及系统在说明书摘要公布了：本发明涉及一种用于虚拟手力觉交互的接触处理方法及系统，从虚拟手结构出发，考虑到人类手指各个关节粗细不同，将手指用圆台表示。在此基础上，采用球树模型构建虚拟物体，提出用于虚拟手和虚拟物体力觉交互的球‑圆台接触处理系统，该系统在实现稳定、非穿透且较为真实的虚拟手力觉交互仿真的同时，能够达到较高高达1kHz的接触处理效率。利用圆台铰链模型模拟真实手，确保了虚拟手的可视化真实，利用球体与圆台之间的接触约束确保虚拟手指的侧边不嵌入虚拟物体，从而有效解决了现有技术中简化的虚拟手模型与真实手的外形差距较大导致的交互过程中图形手和触觉手难以匹配，而导致视触觉反馈不一致的问题。

本发明授权一种用于虚拟手力觉交互的接触处理方法及系统在权利要求书中公布了：1.一种用于虚拟手力觉交互的接触处理方法，其特征在于，所述方法包括： 利用圆台铰链模型模拟真实手，得到虚拟手；所述圆台铰链模型包括若干个圆台，每个所述圆台模拟所述真实手的每一个指节；掌指关节及两个指节间的关节采用球体模拟；所述虚拟手还包括若干个半球，每个半球位于模拟末端指节的圆台上，所述半球用于模拟所述真实手的指尖； 利用球树模型模拟物体，得到虚拟物体；所述虚拟物体包括若干个带有编号的球体； 获取用户真实手的姿态； 利用所述真实手的姿态驱动虚拟手，称为触觉手； 将所述触觉手在虚拟场景中显示，得到图形手，并将所述虚拟物体在所述虚拟场景中显示； 构建所述球体与所述圆台之间的接触判断条件：和其中，|OC|j为虚拟物体上编号为j的球体的球心到图形手中圆台的中心轴线l的距离，Rj为虚拟物体上编号为j的球体的半径，M为虚拟物体上有待检测的球体个数，Cj表示虚拟物体上编号为j的球体的球心在中心轴线l上的垂足，E和D分别表示图形手中圆台上下底面的圆心，α表示图形手中圆台侧边与其中心轴线的夹角，r2和r1分别表示图形手中圆台上下底面的半径； 根据图形手位姿信息、虚拟物体位姿信息，以及所述球体与圆台之间的接触判断条件得到与所述图形手手指侧边接触的碰撞球信息；所述碰撞球信息包括碰撞球的编号、碰撞球的球心坐标和碰撞球的球体半径；所述碰撞球是所述虚拟物体中与所述图形手发生接触的球体；所述图形手手指侧边是手指圆台指节的侧边；所述图形手位姿信息用于图形显示； 利用和分别代表图形手每个手指的掌指关节角、近指关节角和远指关节角，根据所述图形手位姿信息，以及图形手与虚拟物体接触的碰撞球信息，构建图形手手指的圆台侧边与虚拟物体的球体之间的非嵌入接触约束其中N为虚拟物体上与图形手虚拟手指接触的球体个数；根据圆台与球体的非嵌入接触约束，对于图形手的每个手指，将其三个关节角和作为一个整体在非嵌入接触约束集下进行优化，求解得到不嵌入虚拟物体的图形手手指关节角信息； 根据所述图形手手指关节角信息和公式Fi＝Gi·n′·|Pig-Pih|计算第i个碰撞球与对应的虚拟手指接触的正压力Fi；其中，Gi为3×3刚度矩阵，n′表示的单位向量，Oi表示第i个碰撞球的球心，Pi表示第i个碰撞球与虚拟手指侧边的接触点，|Pig-Pih|为图形手上点Pig与触觉手上相应位置点Pih之间的线段长度。

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