【摘要】：本課題通過研究增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)中的多模態(tài)交互方式,構(gòu)建增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型,選取HoloLens增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)眼鏡設(shè)備作為開發(fā)對(duì)象,對(duì)汽車維修輔助系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)踐。本課題首先對(duì)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)、多模態(tài)交互技術(shù)和汽車自主維修技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行了介紹,分析了這三個(gè)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)與不足。其次,從多模態(tài)信息的呈現(xiàn)類型、多模態(tài)交互的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)兩個(gè)方面對(duì)多模態(tài)交互理論展開研究,提出多模態(tài)整合用于降低用戶認(rèn)知資源競爭的方法。研究增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù),對(duì)顯示技術(shù)、注冊(cè)技術(shù)和交互技術(shù)的實(shí)現(xiàn)原理和研究成果進(jìn)行分析,根據(jù)各自的主要特點(diǎn)選取相應(yīng)的使用場(chǎng)景。最終,基于以“任務(wù)”為交互的核心線索,以“時(shí)間”為各模態(tài)間聯(lián)系的紐帶的思想,構(gòu)建多模態(tài)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)交互模型。針對(duì)汽車自主維修領(lǐng)域的用戶需求進(jìn)行分析,通過用戶的特征描述、維修場(chǎng)景分析和用戶行為分析建立用戶模型,明確系統(tǒng)的信息架構(gòu)與功能。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)對(duì)用戶在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)下的視覺分配機(jī)制進(jìn)行探究,記錄用戶實(shí)驗(yàn)過程中的眼動(dòng)數(shù)據(jù),對(duì)注釋頻率和視覺停留百分比兩項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,提出增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)下界面信息元素布局的原則。最后,選取汽車維修技術(shù)手冊(cè)為案例,從信息架構(gòu)和交互方式兩個(gè)方面完成汽車維修輔助系統(tǒng)設(shè)計(jì)。本課題的研究提出面向任務(wù)構(gòu)建多模態(tài)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)模型的方法,為增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在其他領(lǐng)域應(yīng)用的交互設(shè)計(jì)提供了參考。運(yùn)用眼動(dòng)實(shí)驗(yàn)分析增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)下信息元素對(duì)人視覺注意力分配的影響,適用于指導(dǎo)其他界面信息布局的設(shè)計(jì)。
【圖文】：

a)系統(tǒng)組件的整體視圖 b)基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的神經(jīng)導(dǎo)航圖 1-1 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用美軍方提出未來城市戰(zhàn)爭的關(guān)鍵在于提高士兵戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境的感知能力，即實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)可視化。SimonJulier[8]等人受美國國防高級(jí)研究計(jì)劃局（簡稱 DARPA）資助，場(chǎng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)(BARS)。該系統(tǒng)擁有可穿戴的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)設(shè)備和三維操作命令，可以實(shí)現(xiàn)指揮中心與士兵之間的戰(zhàn)術(shù)信息傳輸，保障士兵高效安全的完成作美國科爾摩根公司[9]將增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于“佛吉尼亞”級(jí)潛艇的成像系統(tǒng)研制像系統(tǒng)擴(kuò)展了操作人員的視野，同時(shí)可以對(duì)跟蹤目標(biāo)物的位置和航向和速度等評(píng)估。我國東南大學(xué)薛澄岐教授團(tuán)隊(duì)[10]對(duì)戰(zhàn)斗機(jī)駕駛員頭盔顯示器的界面信息進(jìn)行研究，運(yùn)用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)頭盔界面信息的設(shè)計(jì)，提高飛行員作戰(zhàn)過程中知能力。工業(yè)領(lǐng)域?qū)υ鰪?qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用相當(dāng)廣泛。Steven Henderson[11]等人開發(fā)了一的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用程序原型，支持軍事機(jī)械師在裝甲車輛炮塔內(nèi)進(jìn)行日常維護(hù)任過用戶研究對(duì)其進(jìn)行評(píng)估，結(jié)果顯示增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)能提供維修人員的直觀指ine Webel[12]等人在認(rèn)知科學(xué)、心理學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)融合的基礎(chǔ)上，著重分析了

谷歌于 2012 年發(fā)布 GoogleGlass，利用視網(wǎng)膜成像技術(shù)將數(shù)據(jù)信息投射到，且不遮擋觀察真實(shí)環(huán)境的視線。微軟于 2015 年發(fā)布一款全息眼鏡 Mens，眼鏡根據(jù)你的視線移動(dòng)將生成的虛擬對(duì)象通過光線投射到用戶眼中。則將增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于地圖導(dǎo)航中，，在現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景中疊加指向路標(biāo)，比較R 導(dǎo)航能夠給用戶更加直觀的指引。支付寶將增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)于中國傳統(tǒng)年 AR 實(shí)景紅包功能，春節(jié)期間打開支付寶將紅包藏于一個(gè)地方，設(shè)置位置額，當(dāng)別人掃到該標(biāo)簽便可獲得紅包獎(jiǎng)勵(lì)，趣味的互動(dòng)體驗(yàn)讓這個(gè)功能收。于對(duì)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用與研究的分析，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)概念從技術(shù)層面三個(gè)基本特征：①它可以將數(shù)字信息疊加與現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景中。②它能夠提供用。③它能夠在三維空間完成注冊(cè)。aul Milgram 和 Fumio Kishino 在 1994 年合作的一篇論文中提出了“現(xiàn)實(shí)概念[17]，認(rèn)為在現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景與虛擬場(chǎng)景之間存在著混合現(xiàn)實(shí)(Mixed Reality-3 所示。在混合現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景中更靠近虛擬場(chǎng)景的則定義為虛擬現(xiàn)實(shí)(VirtualR真實(shí)場(chǎng)景的則定義為增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(Augmented Reality)。
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U472

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本文編號(hào)：2603179