实现自然人机交互是虚拟现实技术发展的目标之一,虚拟手技术是实现该目标的重要手段,是当前的研究热点。基于虚拟手交互应用的不断拓展,对跟踪器和手套设备等传感器数据的精确性和稳定性提出了更高的要求,精确高效的数据校正技术在其中起着关键的作用。本文的工作围绕构建有效的传感器数据误差校正模型展开,目的在于实现对手精确的空间定位和跟踪,建立符合真实状态的虚拟手运动模型,以提高虚拟手交互过程的自然性和真实感。在对现有的各种跟踪器及手套设备数据误差校正方法进行研究和分析的基础上,针对现有各种校正方法存在的不足,本文建立了基于自然邻居插值的电磁跟踪器误差校正模型和基于解剖约束条件的手套设备数据误差校正模型,用于准确描述设备数据误差的空间分布及相关关系,实现对传感器数据的误差校正。具体工作包括如下几点：1.提出了一种基于重心坐标的空间快速点定位方法。借助重心坐标的性质,通过优化的路径选择策略,该方法实现了在平面及空间点集的三角剖分中对任意点的定位,具有快速、无回路、路径短等优点,计算复杂度低,易于编码实现。2.提出了一种新的自然邻居坐标的实时计算框架。该框架结合了几何方法和代数方法的优点,将对几何结构的更新重构等操作转化成对邻居点的操作,降低坐标计算过程的实现复杂度,增加扩展能力,在时间效率和计算结果精确性方面能够满足交互式应用的要求。3.提出了一种基于自然邻居插值的跟踪器空间位置和角度误差校正方法。建立了误差数据的两层校正模型,实现了对磁场空间形变和误差分布的准确描述,进而进行误差校正和形变补偿。弥补了因磁场形变产生的跟踪数据误差,提高了跟踪数据的准确性和稳定性,有效地避免了原有局部或全局校正方法的不足。4.提出了一种基于解剖约束条件的手套设备传感器数据校正方法。对手套设备中的独立传感器和交叉-耦合传感器分别建立数据误差校正模型,减少交叉-耦合现象对虚拟手手势行为的影响,并借助解剖约束条件对无法测量的关节自由度数据进行补偿,实现各种复杂手势,增强虚拟手手势行为的真实感。在上述工作基础上,建立了虚拟手交互平台,提供设备校正、虚拟手运动建模、抓取模拟等功能,满足各种自然交互应用的需要,并实现了面向文化遗址展示以及虚拟汽车展示的应用,验证了上述各项技术方法的可用性及易用性。