【摘要】：懸浮顯示是一種新的無介質(zhì)空氣成像三維顯示技術(shù),這種新的顯示方式效果十分震撼,擁有廣泛的應(yīng)用前景,然而傳統(tǒng)的人機交互方案已經(jīng)不在適用于這種新的顯示技術(shù)。針對這一現(xiàn)狀,本論文設(shè)計并實現(xiàn)了一種用于懸浮顯示的手勢交互系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠識別用戶的手勢,并通過手勢進行交互,為懸浮顯示提供了一種自然、友好的人機交互方案。論文的主要研究內(nèi)容和創(chuàng)新點如下:1)利用Leap Motion控制器實現(xiàn)了三維自由手勢識別,分析了自由手勢交互和手勢分類等問題,對常用交互手勢做出了定義,并且可以通過接口擴展新的手勢。2)建立了Leap Motion交互空間和懸浮顯示空間的映射關(guān)系,并且可以通過配置參數(shù)來適應(yīng)各種懸浮設(shè)備。3)為懸浮顯示實現(xiàn)了手勢交互系統(tǒng),該系統(tǒng)提供了一種自然的人機交互方式,實現(xiàn)了6 DOF三維自由手勢交互和GUI手勢交互。使用者可以利用熟悉的手勢進行人機交互,而不必操作任何手持設(shè)備,提高了交互體驗。4)在Unity3D平臺中為手勢交互實現(xiàn)了事件系統(tǒng),使得手勢交互系統(tǒng)可以兼容Unity3D的UGUI,讓基于手勢交互的應(yīng)用開發(fā)變得更加方便和簡單。本論文的研究成果為懸浮顯示的人機交互提供了解決方案,解決了懸浮顯示的人機交互難題,具有實際工程意義。文中對自由手勢識別的研究為自然人機交互提供了理論依據(jù),豐富了自然人機交互的研究成果。
【學(xué)位授予單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TP212.9;TN27
【圖文】：

行人機交互的新方案，文獻｜１Ｇ］則將數(shù)據(jù)手套應(yīng)用到了三維虛擬環(huán)境交互當(dāng)中。逡逑基于生物傳感器的手勢識別設(shè)備通過ｓＥＭＧ邋（表面肌電信號）ｌｎ，１２Ｉ原理來實逡逑現(xiàn)手勢識別。如圖１－１所示，當(dāng)人的手指運動時，會牽動小臂肌肉的收縮與舒張，逡逑從而導(dǎo)致小臂肌肉的肌電變化，通過生物傳感器捕捉這一肌電信號的變化就可以逡逑計算出手的狀態(tài)和手指的運動過程［｜３，１４］。２０１３年Ｔｈａｌｍｉｃ實驗室發(fā)明Ｍｙｏ［１５’１６］逡逑臂環(huán)，內(nèi)置肌肉運動傳感器，可以檢測小臂表面肌電信號并轉(zhuǎn)換成其他電子設(shè)備逡逑可以識別的信號，并通過藍牙傳輸，在無人機控制和醫(yī)療等方面取得了廣泛應(yīng)用。逡逑國內(nèi)的比奇創(chuàng)新最新發(fā)布的ＤＴｉｎｇ臂環(huán)通過八通道電極片采集手臂肌電信號來逡逑識別手指和手腕的狀態(tài)，同時增加了陀螺儀采集手勢的動態(tài)數(shù)據(jù)，并通過藍牙將逡逑結(jié)果發(fā)送給其他設(shè)備。廣泛應(yīng)用于ＶＲ，機器人控制，桌面手勢操控，智能電視逡逑等領(lǐng)域�；冢螅牛停堑氖謩葑R別的一項非常重要的應(yīng)用是在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，利用表面逡逑肌電信號實現(xiàn)手勢識別

逆反射懸浮成像的原理是利川逆反射屏進行懸浮成像。逆反射屏足－種特殊逡逑的反射平面，根據(jù)光線反射定理，在光滑平而上光線的入射方向和反射方向是對逡逑稱的。而逆反射屏可以將光線沿著入射方向進行反射，如圖２－１邋（ａ）所示，因此逡逑得名逆反射屏。利用逆反射訴和中．向投射屏，可以將顯示器的圖像投影到空氣屮，逡逑使觀看者產(chǎn)生圖像懸浮于空中的感覺，逆反射成像原理如圖２－１邋（ｂ）所示。逡逑單向投射屏逡逑＼邐／邋ｙ邐漂浮閣像＾逡逑＼邐／邐＂＼邐邐邐７＾４＝逆反射屏逡逑反射屏邐逆反射屏邐－．．．．．Ｉ－１逡逑品示屏逡逑（ａ）逆反射屏邐（ｂ）逆反射懸浮成像逡逑圖２－丨逆反射懸浮成俅原理逡逑基于逆反射原理的懸浮顯示有兩個不足之處：一是懸浮圖像的大小和位置會逡逑隨著觀看者距離屏幕的遠近和觀看角度而發(fā)生變化，站在最佳觀察距離范圍內(nèi)才逡逑能獲得最好的觀看體驗；二是逆反射結(jié)構(gòu)并不像理想中那樣完全逆向的反射光線，逡逑事實上現(xiàn)實中的逆反射結(jié)構(gòu)往往都會產(chǎn)生雜散光，雜散光越強烈，對懸浮圖像清逡逑７逡逑

中一個點發(fā)出的光線經(jīng)過連續(xù)反射和折射后在空間中的另一點重新匯聚成該點，逡逑從而在空間中的另一個地方重現(xiàn)原來的圖像，實現(xiàn)懸浮成像，光線積分成像原理逡逑如圖２－２所示。逡逑懸浮影像邐；逡逑圖２－２光線積分成像原理逡逑懸浮顯示器一般由顯示屏、光學(xué)元件、玻璃蓋板、機柜等組成，為了減少環(huán)逡逑境光線干擾，提高清晰度，玻璃蓋板一般選用深色玻璃，機柜也做了密封處理，逡逑機柜的材質(zhì)為亞克力板，在屏幕前方留有Ｌｅａｐ邋Ｍｏｔｉｏｎ的安裝孔位。相比于普通逡逑的二維顯示，懸浮顯示技術(shù)能夠在空氣中成像，視覺效果十分震撼。與光場成像逡逑三維顯示技術(shù)相比，懸浮成像不會損失圖像分辨率。其他三維顯示技術(shù)如旋轉(zhuǎn)三逡逑維成像或全息金字塔等，用戶都不能觸摸到圖像，而在懸浮顯示成像中，用戶可逡逑以親手觸摸到圖像，非常安全。相比于ＶＲ，懸浮顯示成像是真實的，而且用戶逡逑不需要佩戴任何頭戴設(shè)備

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 曹亞男;趙璐;裴海超;楊迎新;趙賀明;;學(xué)習(xí)型智能交互系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[J];電子科學(xué)技術(shù);2017年03期

2 肖兵;王磊;張朗;;醫(yī)療巡診機器人的交互系統(tǒng)設(shè)計與研究[J];信息通信;2017年09期

3 張毅;覃京燕;李威;;基于手語語義學(xué)的多點觸摸交互系統(tǒng)的用戶行為研究[J];包裝工程;2008年05期

4 張孝喜;包炳生;梁亦榮;;一個異種計算機信息交互系統(tǒng)[J];浙江氣象科技;1986年04期

5 楊桂芳;趙志勇;;電視臺收錄交互系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J];中國傳媒科技;2012年22期

6 張正,李宏寧;現(xiàn)代交通遠程教育衛(wèi)星直播授課交互系統(tǒng)的技術(shù)構(gòu)成方法[J];北京交通管理干部學(xué)院學(xué)報;2003年03期

7 ;創(chuàng)新的3D交互系統(tǒng)[J];高科技與產(chǎn)業(yè)化;2018年03期

8 張銘博;劉春霖;王家民;;交互系統(tǒng)的情感化設(shè)計研究[J];大眾文藝;2015年19期

9 朱立新;朱雙華;趙海峰;;多觸點交互系統(tǒng)軟件框架[J];指揮信息系統(tǒng)與技術(shù);2014年05期

10 陳英敏;李莉;劉樂功;王悅;;跨越科學(xué)研究與實踐應(yīng)用之間的鴻溝——社區(qū)心理學(xué)的交互系統(tǒng)框架[J];山東師范大學(xué)學(xué)報(人文社會科學(xué)版);2011年01期

相關(guān)會議論文 前10條

1 陶霖密;穆煜;楊澍;張中元;馬旭龍;;人-車交互系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[A];第18屆全國多媒體學(xué)術(shù)會議（NCMT2009）、第5屆全國人機交互學(xué)術(shù)會議（CHCI2009）、第5屆全國普適計算學(xué)術(shù)會議（PCC2009）論文集[C];2009年

2 陳純杰;陳定方;魏國前;;基于VRML起重機交互系統(tǒng)及實現(xiàn)技術(shù)[A];湖北省機械工程學(xué)會設(shè)計與傳動專業(yè)委員會第十四屆學(xué)術(shù)年會論文集[C];2006年

3 付永領(lǐng);龐堯;劉和松;王利劍;;PMSM控制器與上位機數(shù)據(jù)交互系統(tǒng)設(shè)計[A];2010航空試驗測試技術(shù)學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2010年

4 曹順艇;王建民;龔武明;;基于腳本驅(qū)動的普適終端手語交互系統(tǒng)設(shè)計[A];第三屆和諧人機環(huán)境聯(lián)合學(xué)術(shù)會議（HHME2007）論文集[C];2007年

5 李志凌;丁博;史殿習(xí);鄒鵬;;普適計算環(huán)境下異步事件交互系統(tǒng)設(shè)計實現(xiàn)[A];中國通信學(xué)會第五屆學(xué)術(shù)年會論文集[C];2008年

6 平安;王志良;;基于生理信號的人機情感交互系統(tǒng)應(yīng)用研究綜述[A];2009中國控制與決策會議論文集（3）[C];2009年

7 武匯岳;王西穎;張風(fēng)軍;戴國忠;;基于視頻手勢的交互系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[A];第三屆和諧人機環(huán)境聯(lián)合學(xué)術(shù)會議（HHME2007）論文集[C];2007年

8 王明輝;申宇;周海光;張曉杰;;基于AR/VR技術(shù)的新型艦船電子沙盤交互系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[A];第六屆中國指揮控制大會論文集（上冊）[C];2018年

9 王淵明;;供電局智能信息交互系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用[A];福建省科協(xié)第六屆學(xué)術(shù)年會節(jié)能與可再生能源分會�？痆C];2006年

10 王霓虹;孟慶川;;基于J2EE的后勤信息交互系統(tǒng)的設(shè)計[A];黑龍江省計算機學(xué)會2007年學(xué)術(shù)交流年會論文集[C];2007年

相關(guān)重要報紙文章 前10條

1 記者 張巨峰 實習(xí)生 賈月;山西保監(jiān)局推動重大項目“走出去”[N];山西日報;2017年

2 王長江 李曉清;運用智能交互系統(tǒng)解“心結(jié)”[N];解放軍報;2017年

3 邵煉鋼邋趙建玉 胡國波 徐云翔;稅企交互系統(tǒng)及時發(fā)布政策[N];中國稅務(wù)報;2008年

4 ;睿博遠程可視交互系統(tǒng)平臺[N];中國計算機報;2010年

5 記者 常莎莎;宣城開通3G音視頻交互系統(tǒng)[N];人民郵電;2010年

6 陳國雄邋林少娟;蛇口集箱碼頭啟動駁船信息交互系統(tǒng)[N];中國水運報;2008年

7 中國鐵道科學(xué)研究院電子計算技術(shù)研究所;鐵路站車客運信息無線交互系統(tǒng)[N];人民鐵道;2013年

8 記者 祝靜;中國音樂學(xué)院推出“演藝虛擬合成交互系統(tǒng)”[N];中國文化報;2011年

9 記者 傅勇;沃爾沃發(fā)布Sensus智能車載交互系統(tǒng)[N];經(jīng)濟參考報;2014年

10 趙秀紅;聾人也能“收聽”奧運會比賽[N];中國教育報;2008年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前5條

1 黃樟欽;異構(gòu)環(huán)境下基于OP通道技術(shù)的人—人交互系統(tǒng)研究[D];西安交通大學(xué);2000年

2 朱全勝;能量控制中心交互系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)研究[D];大連理工大學(xué);2009年

3 邵吉光;基于隨機交互系統(tǒng)的金融波動模型的構(gòu)造與分析[D];北京交通大學(xué);2012年

4 王峰;數(shù)字化背景下的城市公共藝術(shù)及其交互設(shè)計研究[D];江南大學(xué);2010年

5 張寧寧;基于神經(jīng)人因?qū)W的人—車交互系統(tǒng)若干問題的研究[D];東北大學(xué);2012年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 陳英杰;用于懸浮顯示的手勢交互系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[D];北京郵電大學(xué);2019年

2 柏成偉;基于微信公眾平臺的智慧校園信息交互系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)[D];湖北師范大學(xué);2018年

3 張昕;多模式腦機交互系統(tǒng)及其應(yīng)用研究[D];西安電子科技大學(xué);2018年

4 賀其;面向云平臺的心電交互系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];山東師范大學(xué);2017年

5 于飛;基于校園網(wǎng)的教學(xué)信息交互系統(tǒng)的研究與設(shè)計[D];復(fù)旦大學(xué);2009年

6 路遠;無線筆式交互系統(tǒng)設(shè)計[D];重慶大學(xué);2016年

7 陳祖元;基于消息隊列的某異構(gòu)數(shù)據(jù)交互系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D];中國科學(xué)院大學(xué)（工程管理與信息技術(shù)學(xué)院）;2014年

8 李萬松;基于多人體介質(zhì)的信息交互系統(tǒng)研究與實現(xiàn)[D];北京理工大學(xué);2015年

9 趙鳴奇;一個基于眼電信號的人—機器人交互系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)[D];蘭州大學(xué);2014年

10 王煥明;智能小區(qū)交互系統(tǒng)的功能分析及設(shè)計研究[D];華北電力大學(xué)(北京);2016年

本文編號：2786651