本文關(guān)鍵詞：面向虛擬裝配交互界面用戶意圖捕獲的專家系統(tǒng)研究與設(shè)計

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【摘要】：隨著計算機技術(shù)、通信技術(shù)、傳感器技術(shù)等信息技術(shù)的發(fā)展以及人們對產(chǎn)品體驗要求的提高,自然和諧的人機交互界面已成為研究熱點。傳統(tǒng)的人機交互界面由于以機器為中心,用戶認(rèn)知負(fù)荷和操作負(fù)荷比較嚴(yán)重,已經(jīng)很難滿足未來計算機應(yīng)用以人為中心的需要,因此人機交互方式正成為計算機應(yīng)用發(fā)展的主要阻礙。人機交互的發(fā)展方向是人人交互,即機器能感知人的意圖,因而有必要提高機器的感知能力。目前傳統(tǒng)的虛擬裝配交互界面感知能力較低,且交互方式僅有顯式交互,用戶的操作和認(rèn)知負(fù)擔(dān)較重,需要尋求新的交互方式以提高用戶的交互體驗。隱式人機交互是以人為中心的新型人機交互,是交互領(lǐng)域的重要研究前沿。在隱式交互模式下,用戶只需關(guān)注交互任務(wù)本身,無需關(guān)注任務(wù)的執(zhí)行方式和過程,機器像人一樣具有感知能力,能感知用戶顯式意圖,并利用上下文信息和顯式意圖推理出用戶的隱式意圖。用戶完成顯式交互意圖,機器完成用戶的隱式交互意圖,他們彼此配合完成交互任務(wù),提高了交互效率。因此融入隱式交互的虛擬裝配感知交互界面具有重要的研究價值。本文得到國家自然科學(xué)基金項目(No.61472163)和山東省重點研發(fā)計劃項目(2015GGX101025)的資助,以基于視覺的虛擬裝配手勢交互為應(yīng)用平臺,以降低用戶認(rèn)知負(fù)擔(dān)和操作負(fù)擔(dān)為目標(biāo),對虛擬裝配交互界面的用戶意圖智能感知進行了研究。用戶意圖智能感知是用戶和機器進行語義溝通的橋梁,也是實現(xiàn)隱式人機交互的重要部分。怎樣實現(xiàn)虛擬裝配交互界面用戶意圖的智能感知及隱式交互是本論文研究的重點。本論文的創(chuàng)新點主要體現(xiàn)在以下幾個方面:(1)構(gòu)建顯式交互知識庫和隱式交互知識庫與現(xiàn)有意圖捕獲方法不同,本文通過對交互過程中用戶操作意圖的分析,將用戶操作意圖分為顯式操作意圖和隱式操作意圖兩個方面。我們分別從這兩方面獲取虛擬裝配界面知識,建立場景知識模型和用戶知識模型,用于知識表示。在此基礎(chǔ)上,本文分別構(gòu)建顯式交互知識庫和隱式交互知識庫,利用專家系統(tǒng)推理,實現(xiàn)了用戶顯式操作意圖和隱式操作意圖的智能感知。(2)提出了虛擬裝配交互界面中的人機相向互動算法本文提出了兩種情景下的虛擬裝配交互界面中的人機相向互動算法:人手向目標(biāo)位置平移時根據(jù)位置關(guān)系的場景主動拉近算法和抓放物體時根據(jù)方向關(guān)系的場景物體旋轉(zhuǎn)算法。該算法體現(xiàn)了以人為中心的交互理念,設(shè)備能感知用戶操作意圖,并主動完成用戶的隱式意圖,降低了用戶的操作時間和移動距離。
【關(guān)鍵詞】：虛擬裝配 知識模型 顯式交互知識庫 隱式交互知識庫 專家系統(tǒng) 智能感知 隱式交互
【學(xué)位授予單位】：濟南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG95;TP11
【目錄】：

• 摘要7-9
• abstract9-11
• 第一章 緒論11-17
• 1.1 研究背景與意義11-13
• 1.2 研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.1 用戶意圖捕獲13-14
• 1.2.2 隱式交互14-15
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容15-16
• 1.4 本文的組織結(jié)構(gòu)16-17
• 第二章 基于視覺的虛擬裝配界面手勢交互關(guān)鍵技術(shù)17-23
• 2.1 基于Kinect的手勢分割17-20
• 2.2 基于手勢主方向和類-Hausdorff距離的手勢識別20-22
• 2.3 基于三維人手模型的手勢跟蹤22
• 2.4 三維場景物體建模22-23
• 第三章 虛擬裝配交互界面用戶意圖感知的專家系統(tǒng)23-39
• 3.1 虛擬裝配交互界面用戶意圖感知的專家系統(tǒng)結(jié)構(gòu)23-24
• 3.2 知識獲取及表示24-30
• 3.2.1 用戶操作意圖24-25
• 3.2.2 上下文知識獲取25-27
• 3.2.3 場景知識模型表示27-28
• 3.2.4 用戶知識模型表示28-30
• 3.3 知識庫構(gòu)造30-33
• 3.4 推理機33-34
• 3.5 虛擬裝配用戶意圖智能感知算法34-39
• 3.5.1 算法流程34-36
• 3.5.2 用戶意圖捕獲36-39
• 第四章 虛擬裝配界面的隱式交互專家系統(tǒng)39-51
• 4.1 隱式交互知識表示39-41
• 4.2 隱式交互知識庫構(gòu)造41-42
• 4.3 基于場景任務(wù)的用戶隱式意圖感知算法42-51
• 4.3.1 場景物體感知拉近算法44-45
• 4.3.2 場景物體旋轉(zhuǎn)算法45-47
• 4.3.3 隱式交互用戶意圖捕獲47-51
• 第五章 實驗結(jié)果與結(jié)果分析51-61
• 5.1 實驗條件51-53
• 5.2 人手向物體位置平移實驗53-55
• 5.2.1 實驗設(shè)計53
• 5.2.2 實驗結(jié)果及分析53-55
• 5.3 抓取物體和調(diào)整物體位姿實驗55-57
• 5.3.1 實驗設(shè)計55
• 5.3.2 實驗結(jié)果及分析55-57
• 5.4 總裝配任務(wù)實驗57-61
• 5.4.1 實驗設(shè)計57-58
• 5.4.2 實驗結(jié)果及分析58-61
• 第六章 總結(jié)與展望61-63
• 6.1 全文總結(jié)61-62
• 6.2 下一步工作計劃62-63
• 參考文獻63-67
• 致謝67-68
• 附錄68-69

【參考文獻】

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本文編號：522653