1.基于图像亮度信息纹理力再现交互系统的实现方法，系统包括计算机主机(2)和力触觉交互设备(3)，在计算机主机(2)上连接有显示器(1)，所述计算机主机(2)至少包括硬盘(9)和1394b卡(8)；

所述硬盘(9)包括：图片预处理模块(93)、用于检测虚拟代理位置的位置检测模块(96)、用于检测虚拟代理与虚拟物体是否发生碰撞的碰撞检测模块(92)、纹理力计算模块(91)、图像刷新模块(94)及力触觉信息反馈模块(95)，所述硬盘(9)通过1394b卡(8)及1394连接线与力触觉交互设备(3)连接，用于将纹理力计算模块(91)计算得到的纹理力信息通过力触觉信息反馈模块(95)传输至力触觉交互设备(3)并输出；

力触觉交互设备(3)采用PHANTOM OMNI力触觉交互设备，通过APS开关电源(5)供电，通过APS开关电源之后，将供电电源(4)220V的交流电转化为18V，2.22A所需的电压，显示卡(6)、1394b卡(8)、硬盘(9)均通过总线(7)实现双向传输，显示器(1)通过VGA连接线与显示卡(6)连接；

其特征在于，所述图片预处理模块(93)通过以下方式将图片亮度信息提取并转换计算出虚拟物体高度值：(1)导入物体表面二维纹理图片，假设该二维纹理图片大小为m×n个像素，即图像横向像素个数为m，纵向像素个数为n；利用下述公式红绿蓝过滤器得到的亮度值将图像处理出红、绿、蓝三个分量R、G、B：其中，λ表示波长，E(λ)表示输入过滤器的光或者射线，SR、SG、SB是三个颜色过滤器；将RGB空间进行如下线性变换得到原图像亮度信息V：V＝0.299R+0.587G+0.114B

其中0＜R＜1,0

(2)运用去噪声高斯滤波器进行滤波去噪，噪声在图像处理中被看成一个高频信号,图像去噪可由下面的线性卷积实现:其中，I、Ω、V(η,ξ)分别表示：去噪后的图像像素块顶点亮度信息值、整个图像平面、原图像亮度信息；

H(x1,y1)为高斯滤波算子，其表达式为：

其中选定的参数σ表征高斯滤波宽度，决定图片处理平滑程度；

高斯滤波能有效地滤除掉图像中的细小噪点和边缘形状上细小的曲折,这种与多通道处理相结合的滤波方法更能有效地提高彩色图像的信噪比；

(3)通过均值法对每个像素块周围区域的亮度值求区域平均值，近似估算该像素块顶点的亮度值：以像素块D0,0为例：

其中，Is,t表示去噪后的图像各个像素块顶点亮度信息值，(s,t)表示像素块顶点位置坐标，s∈{0,1,2,3,…m}，t∈{0,1,2,3,…n}，Di,j表示各个像素块亮度值，(i,j)表示各像素块位置坐标，i∈{0,1,2,3,…m-1}，j∈{0,1,2,3,…n-1}；

(4)对各个像素块求得的亮度信息进行规范化处理，得到整体图像物体纹理的表面高度Qm×n，其计算公式如下：其中Di,j表示各个像素块亮度值，di,j表示处理后各个像素块物体纹理的表面高度，i∈{0,1,2,3,…m-1}，j∈{0,1,2,3,…n-1}， 为整体图像所有像素块亮度值的平均值；通过均值法和规范化处理，在得到像素块有限纹理信息的同时，减少力触觉交互系统在数据力重现过程中可能出现的严重抖动现象，更真实有效的实现纹理再现；

(5)将图像输出的位置坐标：PX,PY,PZ转化为虚拟环境下的坐标MX,MY,MZ，具体坐标转换公式如下：通过交互系统模块检测，当虚拟探针没有触碰到虚拟物体纹理时，输出力为0。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过位置检测模块(96)检测虚拟代理位置、碰撞检测模块(92)检测虚拟代理与虚拟物体是否发生碰撞的，当虚拟探针没有触碰到虚拟物体纹理时，输出力为0；当发生触碰，则纹理力计算模块(91)计算纹理力大小，具体步骤如下：假设预处理后虚拟物体的纹理图片位于虚拟空间坐标OXYZ中的OXY平面，即Z＝0，且位置左右上下对齐，假设虚拟碰撞点在虚拟环境的坐标为(X,Y,Z),得到碰撞点在OXY平面投影点为(X,Y),此处(X,Y)为像素块图片位置坐标(i,j)对应到OXY平面的位置坐标，X∈{0,

1,2,3,…m-1}，Y∈{0,1,2,3,…n-1}；基于以上图片预处理，得到的每个像素块所对应的纹理表面物理高度值，即投影点所对应的物体表面纹理高度值为dX,Y,则在碰撞点的输出纹理接触力计算方法如下：假设物体表面为刚性，则纹理接触力 由法向力 和切向摩擦力

合成，

法向力 的计算方法如下：

dX,Y为接触点像素块物体表面纹理高度值，k为物体表面的刚性系数；当dX,Y为正，这表明物体表面在接触点出处是凸起，如果为负，则意味着物体表面在接触点处是凹下的；

切向摩擦力 遵循动摩擦力产生公式：

切向摩擦力的方向与OXY平面平行，并与运动方向相反；其中μ(X,Y)位虚拟物体在接触点处的动摩擦因数；

μ(X,Y)＝ρ×r(X,Y)

其中，ρ是纹理表面材料的粗糙系数，r(X,Y)为接触点的局部粗糙系数，与该接触点的局部凹凸程度有关。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，计算纹理接触力 后，硬盘(9)通过

1394b卡(8)及1394连接线与力触觉交互设备(3)连接，将纹理力计算模块(91)计算得到的纹理接触力，通过力触觉信息反馈模块(95)传输至力触觉交互设备(3)并输出到操作者处。