本文關(guān)鍵詞：基于Android平臺的靜電力觸覺再現(xiàn)移動終端，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：觸覺再現(xiàn)技術(shù)是一種人機交互的前沿技術(shù),能提供給人更加真實的沉浸感,可廣泛應用于教育教學、商業(yè)展示、醫(yī)學治療和益智娛樂等領(lǐng)域。利用裸指觸摸移動終端屏幕來真實自然地感知被顯示物體屬性,實現(xiàn)豐富逼真的觸覺再現(xiàn),是數(shù)字化移動終端發(fā)展所追求的理想目標。但目前在移動終端上難以實現(xiàn)精細的、大面積的、可與觸摸屏協(xié)同工作的觸覺再現(xiàn)。靜電力觸覺再現(xiàn)技術(shù)被認為是移動終端實現(xiàn)觸覺再現(xiàn)的主要方式之一。本文主要解決靜電力觸覺再現(xiàn)技術(shù)在移動終端上的集成應用問題,開發(fā)具有觸覺再現(xiàn)功能的移動終端原理樣機,為研制具備觸覺再現(xiàn)功能的數(shù)字化移動終端產(chǎn)品提供技術(shù)參考。本文的主要工作內(nèi)容如下:(1)研究靜電力觸覺再現(xiàn)技術(shù)的基本原理,建立靜電力觸覺再現(xiàn)過程中的力學模型,分析人體手指皮膚的觸覺生理特性,根據(jù)靜電力觸覺再現(xiàn)的實現(xiàn)機理,設(shè)計靜電力觸覺再現(xiàn)移動終端的整體結(jié)構(gòu)。(2)設(shè)計基于Android平臺的靜電力觸覺再現(xiàn)移動終端硬件架構(gòu),設(shè)計ARM核心處理單元,集成觸覺交互單元、手指定位裝置、觸覺激勵信號生成器和攝像頭采集單元等裝置,并設(shè)計移動終端供電電路,搭建出完整的靜電力觸覺再現(xiàn)移動終端。(3)構(gòu)建基于Android平臺的靜電力觸覺再現(xiàn)移動終端軟件系統(tǒng),搭建Android系統(tǒng)軟件開發(fā)環(huán)境,開發(fā)Android系統(tǒng)下手指定位裝置、觸覺激勵信號生成器、攝像頭采集單元等裝置與核心處理單元的底層接口驅(qū)動,設(shè)計Android系統(tǒng)下靜電力觸覺再現(xiàn)應用軟件的開發(fā)框架。(4)針對觸覺再現(xiàn)技術(shù)在移動終端上的實用化需求,通過實驗探索靜電力觸覺激勵信號參量的人體觸覺感知特性,研究針對圖像和視頻的靜電力觸覺特征提取算法,建立視覺信息與觸覺信息轉(zhuǎn)化映射模型,設(shè)計面向靜態(tài)圖像、動態(tài)視頻和觸控操作等靜電力觸覺再現(xiàn)技術(shù)在移動終端上的應用范例。為驗證本文所開發(fā)的靜電力觸覺再現(xiàn)移動終端功能的有效性,在靜電力觸覺再現(xiàn)移動終端上開展了針對圖像、視頻、觸控操作等一系列觸覺感知實驗,實驗結(jié)果表明,靜電力觸覺再現(xiàn)移動終端可以實現(xiàn)對圖像形狀輪廓、動態(tài)視頻內(nèi)容以及觸控操作的觸覺感知與反饋,達到了良好的觸覺再現(xiàn)效果。本文的主要貢獻和創(chuàng)新包括:(1)開發(fā)了完整的基于Android平臺的靜電力觸覺再現(xiàn)移動終端原理樣機,為研制具備觸覺再現(xiàn)功能的數(shù)字化移動終端產(chǎn)品提供技術(shù)參考。(2)設(shè)計并實現(xiàn)了面向靜態(tài)圖像、動態(tài)視頻和觸控操作等靜電力觸覺再現(xiàn)在移動終端上的應用范例,為觸覺再現(xiàn)移動終端的推廣提供應用示范參考。(3)提出了基于像素點的動態(tài)實時視頻觸覺再現(xiàn)渲染方法,采用HSI顏色模型映射激勵信號的幅度和頻率參量實現(xiàn)對動態(tài)彩色視頻信息的觸覺再現(xiàn)。本文從基本理論、硬件裝置、軟件驅(qū)動、功能應用等多個方面對靜電力觸覺再現(xiàn)移動終端進行探索研究,為靜電力觸覺再現(xiàn)的進一步發(fā)展提供技術(shù)參考。
【關(guān)鍵詞】：觸覺再現(xiàn) 靜電力 移動終端 虛擬現(xiàn)實 Android
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP391.41;TP316
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 研究背景及意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-16
• 1.2.1 間接式觸覺再現(xiàn)技術(shù)11-13
• 1.2.2 直接式觸覺再現(xiàn)技術(shù)13-16
• 1.3 研究內(nèi)容及論文安排16-17
• 1.4 本章小結(jié)17-18
• 第2章 靜電力觸覺再現(xiàn)移動終端原理與總體設(shè)計18-24
• 2.1 靜電力觸覺再現(xiàn)原理18-19
• 2.2 靜電力觸覺再現(xiàn)力學模型19-20
• 2.3 人體觸覺感知特性20-21
• 2.4 靜電力觸覺再現(xiàn)移動終端整體結(jié)構(gòu)21-23
• 2.5 本章小結(jié)23-24
• 第3章 靜電力觸覺再現(xiàn)移動終端硬件設(shè)計24-34
• 3.1 核心處理單元設(shè)計25-26
• 3.2 觸覺再現(xiàn)交互單元設(shè)計26-28
• 3.3 手指定位裝置和攝像頭采集單元集成28-30
• 3.4 觸覺激勵信號生成器接口設(shè)計30-31
• 3.5 供電與安全電路設(shè)計31-33
• 3.6 本章小結(jié)33-34
• 第4章 靜電力觸覺再現(xiàn)移動終端軟件設(shè)計34-44
• 4.1 Android開發(fā)環(huán)境搭建34-36
• 4.1.1 Android系統(tǒng)簡介34-35
• 4.1.2 Android開發(fā)環(huán)境搭建35-36
• 4.2 Android底層驅(qū)動設(shè)計36-40
• 4.2.1 手指定位裝置驅(qū)動設(shè)計36-38
• 4.2.2 觸覺信號生成器接口驅(qū)動設(shè)計38-39
• 4.2.3 視頻采集單元驅(qū)動設(shè)計39-40
• 4.3 Android應用軟件開發(fā)40-43
• 4.4 本章小結(jié)43-44
• 第5章 靜電力觸覺再現(xiàn)移動終端功能應用設(shè)計44-56
• 5.1 觸覺激勵信號參量特性44-47
• 5.2 圖像信息的觸覺再現(xiàn)47-49
• 5.3 視頻內(nèi)容的觸覺再現(xiàn)49-53
• 5.3.1 實時采集視頻的觸覺再現(xiàn)應用49-52
• 5.3.2 視頻文件內(nèi)容的觸覺再現(xiàn)應用52-53
• 5.4 觸控操作的觸覺反饋設(shè)計53-54
• 5.5 本章小結(jié)54-56
• 第6章 靜電力觸覺再現(xiàn)移動終端評測56-64
• 6.1 實驗環(huán)境和條件56-57
• 6.2 圖像信息觸覺感知實驗57-59
• 6.3 視頻內(nèi)容觸覺感知實驗59-62
• 6.4 觸控操作的觸覺反饋實驗62-63
• 6.5 本章小結(jié)63-64
• 第7章 總結(jié)與展望64-66
• 7.1 全文工作總結(jié)64-65
• 7.2 建議與展望65-66
• 參考文獻66-70
• 作者簡介及科研成果70-72
• 致謝72

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