本文選題：人機交互 + 多模傳感��； 參考：《浙江大學》2017年碩士論文

【摘要】：手勢交互是體感交互所聚焦的主要研究對象,單一模式交互具有其天生的局限性,融合視覺與運動兩種模式在一定程度上可以互補,研制基于視覺、運動多模式傳感的新型體感設備應用于手勢交互,可為以后多模式融合交互應用打下基礎。本文介紹和分析了國內外新型手勢體感交互設備及手勢應用場景,提出了一種以近紅外(Near Infrared,NIR)視覺信號為主、輔以慣性運動信號的多模傳感獲取方式,研制了一款集成NIR光學模組、運動傳感單元、高性能計算單元及低功耗控制電路一體化封裝的新型多模緊湊型手勢交互構件。本文在ARM Cortex-A5硬件平臺上搭建了基于嵌入式Linux的軟件平臺,軟件前端通過硬件觸發(fā)、軟件配合并行采集多模數(shù)據(jù),同時于后端設計了 一個基于低功耗藍牙(BLE,Bluetooth Low Energy)4.0的通信機制。為了使手勢識別中間件可以平滑地嵌入到軟件系統(tǒng)里并高效運行,設計了一個基于多任務并行、模塊化分層、優(yōu)先級搶占的高性能軟件框架,任務間通過緩沖池技術、零拷貝技術、雙緩存切換技術進行高效、隔離度高的數(shù)據(jù)耦合。本構件從器件選擇、控制電路、工作模式多個層面考慮低功耗設計,經測試構件最高功耗為0.757W。通過十層疊層高速PCB設計和立體層次結構設計完成構件的緊湊集成,最終完成一套長52mm、寬32mm、高18mm的小型樣機。
[Abstract]:Gesture interaction is the main research object focused on somatosensory interaction. Single pattern interaction has its inherent limitations. To a certain extent, the two modes of combining vision and motion can complement each other.A new type of motion multi-mode sensing device is applied to gesture interaction, which can lay a foundation for the application of multi-mode fusion interaction in the future.This paper introduces and analyzes the new interactive equipment and the application scene of gesture, and puts forward a multi-mode sensor acquisition method, which is based on near infrared near near infrared (NIR) vision signal, supplemented by inertial motion signal.A new multi-mode compact gesture interaction component integrated with NIR optical module, motion sensing unit, high performance computing unit and low power control circuit is developed.In this paper, a software platform based on embedded Linux is built on the ARM Cortex-A5 hardware platform. The front-end of the software is triggered by hardware and the software acquires multi-mode data in parallel. At the same time, a communication mechanism based on low-power Bluetooth Low Energy)4.0 is designed at the back end.In order to embed the gesture recognition middleware smoothly into the software system and run efficiently, a high performance software framework based on multitask parallelism, modularization stratification and priority preemption is designed.Zero copy technology, double buffer switching technology for efficient, high isolation of data coupling.This component considers low power design from device selection, control circuit and working mode. The highest power consumption of the tested component is 0.757 W.The compact integration of the components is completed by the design of high speed PCB with 10 layers and the design of three-dimensional hierarchy, and a set of small prototypes with a length of 52 mm, a width of 32 mm and a high 18mm are finally completed.
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TP391.41;TP11

【參考文獻】

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本文編號：1735899