关键字 |
| 加速度计,Atmega8单片机,无线个域网,人机交互(HCI) |
介绍 |
| 快速的计算环境越来越需要一种新的人机共生。我们的主要物理连接世界是通过我们的手。我们执行我们的大部分日常任务。当我们使用计算机或计算机系统,我们都受制于笨拙的中间设备,如键盘,鼠标和操纵杆。其中,键盘是最熟悉并为人类广泛使用的输入设备。尽管QWERTY-type键盘仍广泛使用的这些天,这是事实,他们太笨重,不方便移动计算系统包括可穿戴和移动计算系统。 |
| 此外,大量的输入元素需要输入甚至很小的词/短语词汇这些类型的键盘输入元素只包含一种开关。自1980年代初以来,已经注意到一个新的便携式输入设备与便携式计算机的物理形式[1],[2]。在过去,数据输入至少需要两个阶段:初始数据处理或集合进行通过纸和笔在第一阶段和数据在第二阶段进入电脑。各种可穿戴传统输入设备允许操作员删除第一个阶段,减少数据输入过程的一个阶段。一些结果表明可穿戴式输入设备的引入可以节省工作时间和错误率降低压缩传统两阶段任务到一个阶段[3]。 |
| 本文介绍了人机交互的新方法。基于惯性传感器这个设备可以作为一个正常的笔和数字用这支钢笔写的将显示在监视器。这个设备中使用的加速度计是用来识别手部运动。可以使用数字笔写数字用户手中。加速度计的信号将被传输到pc无线个域网的帮助下。信号处理在pc,结果将显示在监视器。因此不需要键盘打字比通常非常困难写用一支笔一个笔记本。 |
相关工作 |
| 现在许多研究都集中在人机交互。插图,Byung Seok Soh, Sang-Goog Yoon唱Kim Lee提出了一种新的可穿戴式输入设备命名匆匆,基于惯性传感器。这个设备允许操作员选择一个指定的字符,一个事件或一个操作的输入他/她想要的空间通过手的运动和手指点击。手套等设备,可戴在人类的手。两个陀螺仪嵌入式基础模块有一个角色在检测方向(上,下,左)手的运动。加速度计有作用,检测运动产生的手指点击[4]。 |
| 陈也香,徐张赵张炎,Ji-Hai杨提出了项目手势识别研究基于表面EMG传感器和2 d-accelerometers实现multi-DOF接口在可穿戴系统中,加速度计和表面EMG传感器是用来检测手多个手势识别的运动信息。实验旨在收集姿态数据与遥感技术来比较他们的性能在各种手腕和手指动作的识别。识别测试使用不同子集的信息:加速度计和面肌电信号数据单独和组合传感器数据[5]。 |
| Toru山口,同样,作者Eri佐藤,Fumio广岛提出使用指向自然界面行为对人类机器人手势交互。在这种方法,指出自然界面集中行为。一个手势界面对使用这些机器人很重要。手势识别已经研究了在人机界面中使用。调查是为了找到一个系统,识别用户的意图通过使用他们的手势信息在特定的情况下。因此,基于人际沟通的系统使用指向手势作为信息构建[6]。 |
硬件描述 |
| 这个基于MEMS装置由一个使用硬件加速计,atmega8单片机,RS232, ZigBee模块。 |
| 答:加速度计 |
| 加速度计ADXL335用于人机交互使用的设备交互。这种加速度计传感器非常小,因此它可以用于该设备可以用作笔。消耗的功率很低,大约3 v。它可以测量从三维加速度信号以最小范围的±3 g。它还可以测量静态加速度和动态加速度信号。加速度计的带宽可以由用户选择使用电容器连接到输出加速度计的别针。因此手运动的加速度在写数字3轴加速度计可以测量。加速度信号将被转换成模拟电压信号根据手运动[7]。 |
| c .发射机部分 |
| d .接收机部分 |
| b . Atmega8单片机 |
| Atmega8是一个8位单片机。架构是RISC类型。低功率消耗大约5 v。它可以执行的指令在一个循环,因此它可以执行1每MHz MIPS,同时允许优化功耗和处理速度。在这个设备使用单片机在发射机和接收机部分。 |
| 在发射机部分由加速度计将生成的模拟电压信号转换为数字信号的帮助下内置ADC接口的单片机。和信号控制和监控单片机的帮助。在接收机部分从ZigBee模块将接收到的信号通过单片机和RS232被转移到个人电脑。 |
| f . ZigBee模块 |
| 无线个域网用于多个目的之间传输数据。它可以在长途传输数据,因为它可以通过中间节点传递数据。Zigbee模块适用于高层通信协议用于创建个人区域网络。它是基于IEEE 802.15标准。这是一个小功率的装置。在这个收发器模块没有必要性集中控制器。在这个设备ZigBee模块用于接收和传输部分。加速度信号的单片机将通过这个无线个域网传输到接收部分模块。在接收端这个模块用于接收信号传播。和信号会传递到电脑进行进一步处理。 Finally the digits will be displayed in PC monitor |
| e .原理图 |
实验结果 |
| 答:模拟输出 |
| 这个设备是利用Atmega8单片机设计的。拟设计一个设备机器人机交互。单片机用于与加速度计等外围。这样做的一个Atmega8单片机系统中无线个域网收发器。单片机的硬件接口的液晶显示器,无线个域网收发器和加速度计。一个串行驱动器集成电路用于将TTL电压转换成rs - 232的电压水平。仿真是由使用变形的设计工具。目前的设计是一个嵌入式系统平台,要求点火代码。 |
| 普罗透斯的图4显示了仿真结果的软件演示了如何数字传输和显示。虚拟终端,用于显示的信息从外部硬件转移类似电脑显示器和外部硬件之间的数据传输。使用液晶显示数字根据加速度计运动期间生成的信号。值将被不断显示在虚拟终端窗口。 |
| b .硬件结果显示在监视器 |
| 数字或字母是加速度计的帮助下写的。加速度计的模拟信号将被转移到接口的单片机将模拟信号转换成数字信号。转换后的数字信号将通过无线个域网传输模块。接收到的信号将被传递给电脑处理。信号将被显示在电脑显示器使用Visual basic作为前端。数字将显示如图5和6。同样的,我们做了实验,数字0到9。系统还可以用来显示字符。 |
结论 |
| 在这篇文章中,我们已经描述了一个人机交互的设备。我们的目标是实现简单的人类和计算机之间的交互方式。加速度是衡量3-axial加速度计因此手势可以以简单的方式获得。通过这种技术我们可以落笔&显示字符不包括键盘应用计算机的人工交互。 |
数据乍一看 |
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引用 |
- l . j .鲈鱼——有一个可穿戴计算机在你的未来?为在工程人机交互(EHCI)1995年,黄石公园,王寅,3-16页。
- 美国曼码的服装:可穿戴计算的转变,为Commun。ACM, 39卷,不。8,页23 - 24日,Aug.1996。
- l . j . Bas年代et al .,——设计的可穿戴计算机,为我n计算机人机交互(气),亚特兰大,乔治亚州,1997年,页139 - 146。
- b . s . y . s . KIM SOH, S.-G。李——新的可穿戴式输入设备:匆匆,为IEEE反式。印第安纳州。电子。,52卷,不。6日,第1499 - 1490页,2005年12月
- n·c·克里希,c . JUILLARD d . COLBRY和s . PANCHANATHAN识别的使用可穿戴Acccelerometers手部运动,为j .环境智能。智能环境。,1卷,不。2,页143 - 155,2009年4月。
- e .佐藤t山口,f . HARASHIMA自然接口使用指向Behaviourfpr人类机器人手势交互,为IEEE反式。IND.ELECTRON。,54卷,不。2,页1105 - 1112,2007年4月。
- y s SUH态度由Multiple-mode卡尔曼滤波器估计为IEEE反式。印第安纳州。电子。,53卷,不。4,第1389 - 1386页,2006年6月。
- z盾,c . Wejinya和w·j·李——感光追踪校准方法MEMS-based数字书写工具,为IEEE参议员J。,卷。10,不。10日,第1551 - 1543页,2010年10月。
- j·S。王、y l .许和j . n .刘——inertial-measurement-unit-based钢笔轨迹重建算法及其应用,为IEEE反式。印第安纳州。电子。卷,57号10日,第3521 - 3508页,2010年10月。
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