面向移動(dòng)終端的筆式力觸覺交互技術(shù)研究.pdf

1、移動(dòng)終端作為迅速發(fā)展的個(gè)人計(jì)算與通信系統(tǒng)，近年來進(jìn)入智能化發(fā)展的階段，其人機(jī)交互方式目前主要集中在視聽覺交互，能提供的力觸覺交互很有限。力觸覺交互技術(shù)是一種新型的人機(jī)交互技術(shù)，能夠讓操作者觸摸、感知和操縱虛擬物體，實(shí)現(xiàn)對(duì)虛擬環(huán)境的主動(dòng)探索，拓展了傳統(tǒng)的人機(jī)交互模式，進(jìn)一步提高了人機(jī)交互的質(zhì)量。將力觸覺交互技術(shù)應(yīng)用于移動(dòng)終端能夠拓寬移動(dòng)終端的功能和應(yīng)用范圍，能夠擴(kuò)大受眾人群（如視聽障礙者），增強(qiáng)交互臨場(chǎng)感，具有廣闊的應(yīng)用前景和市場(chǎng)價(jià)值。<

2、br>　　本課題針對(duì)現(xiàn)有移動(dòng)終端力觸覺交互領(lǐng)域的不足，設(shè)計(jì)了一套用于移動(dòng)終端的筆式力觸覺交互系統(tǒng)，包括基于機(jī)電結(jié)構(gòu)的力觸覺交互筆、基于壓電陶瓷的力觸覺交互筆各一支，以及基于Android系統(tǒng)的力觸覺交互軟件一套。該系統(tǒng)主要用于移動(dòng)終端的圖像力觸覺交互，使操作者在使用移動(dòng)終端時(shí)能夠通過力觸覺交互筆獲得圖像的空間力觸覺信息，包括圖像高度信息及圖像邊緣信息，從而增強(qiáng)移動(dòng)終端交互時(shí)的沉浸感。
　　本課題的研究重點(diǎn)和創(chuàng)新點(diǎn)在于:(1)實(shí)現(xiàn)了

3、基于移動(dòng)終端的圖像高度信息、圖像邊緣信息的力觸覺表達(dá)。其中圖像高度信息的表達(dá)部分，采用了帶有力覺反饋的機(jī)電結(jié)構(gòu)以及帶有高精度振動(dòng)觸覺反饋的壓電陶瓷振動(dòng)器兩種方案來實(shí)現(xiàn)，圖像邊緣信息的表達(dá)部分，則采用線性馬達(dá)實(shí)現(xiàn)。(2)采用了三軸加速度計(jì)對(duì)筆的傾角姿態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，并在三維空間中對(duì)筆建立合理模型，使筆的姿態(tài)解算可以在移動(dòng)終端上實(shí)時(shí)完成，實(shí)現(xiàn)與移動(dòng)終端交互時(shí)筆的位置及姿態(tài)的實(shí)時(shí)跟蹤。(3)自主開發(fā)Android軟件，軟件中采用了明暗恢復(fù)形狀