Java3D扩展鼠标交互功能的研究与实现

介绍了Java3D本身提供的鼠标交互功能,针对三维仿真环境中暴露出的操作性、交互性不足的问题,提出了扩展鼠标点取功能的需求,即可以对场景中任意目标物体进行操作和控制.详细论述了Java3D扩展鼠标交互功能的实现方案:首先判断鼠标点击动作,然后在获取点击范围内所有目标的列表后选择目标对象进行操作.结合具体实现的代码阐述了扩展鼠标交互功能的一般性方法,继承、重载和改写了Java3D中相关的鼠标操作类,重点讲解了实现过程中技术难点的解决方案,最后阐明了此研究工作的价值.     

一维图像识别实现虚拟触摸屏系统

为避免大屏幕触摸屏中人体遮挡无法识别手指的问题设计了一种虚拟触摸屏系统,由至少两个一维图像采集装置、显示屏和数据处理装置构成。一维图像采集装置可以是一维线性传感器,配合镜头、信号转换和接口电路实现;也可以是市场上易于购得的二维图像采集装置摄像头,使用其一维图像数据。由一维图像采集装置采集手指在虚拟触摸屏上的一维图像数据,根据多个一维坐标点位置与二维虚拟触摸屏上点位置的一一对应关系,由数据处理装置将其转换为手指触摸屏幕上的二维直角坐标,从而完成对应的操作,实现人机交互。     

采用视频的无线激光定位设备的设计

本文结合实际需要设计了一个应用装置,实现在投影大屏幕中用无线激光笔模拟鼠标功能,由激光笔光点指引鼠标指针的移动和单双击操作.文中主要介绍了装置原理和硬件组成.     

基于USB摄像头的激光笔辅助教学系统的设计与实现

实现一个利用激光笔与投影仪大屏幕进行互动的辅助教学系统。首先,通过USB摄像头检测激光亮点在屏幕上的位置。然后,通过计算机上的相应算法实现无线鼠标的功能,激光点轨迹的绘制,放大屏幕上的重要区域,清屏以及幻灯片的上下翻页功能。专门为这套辅助教学系统设计的激光笔使得教师在课堂里实现这种互动更为灵敏和连续。     

基于短焦相机的激光笔光点坐标映射方法

在现今的教学、会议以及演讲等众多领域上,投影技术得到了越来越广泛的使用。而大部分投影交互过程中主要使用翻页激光笔等,这种方式交互操作单调,并且不能方便地获取鼠标坐标。针对这些问题,同时考虑到短焦投影技术的发展趋势,提出了一种基于短焦相机的激光笔光点坐标映射方法,将激光点坐标准确地从投影画面映射到操作系统的鼠标坐标,为基于激光笔的短焦投影交互提供了支持。该方法考虑到短焦相机与短焦投影的硬件融合,使用普通分辨率的短焦摄像头采集投影图像,从采集的图像中获取激光点。考虑到短焦镜头畸变大的特点,设计了二次标定的过程,利用第二次标定弥补第一次标定留下的误差,从而确保了坐标映射的精度。提出的方法在基于激光笔的投影交互系统中具有很好的应用前景。     

虚拟训练系统中大屏幕多点触摸研究与实现

研究虚拟训练中的人机交互问题,使虚拟训练系统支持多点触摸操作.针对鼠标键盘交互沉浸感不足,训练效果不佳,而专业VR设备成本太高等问题,提出利用多点触摸设备作为人机交互接口以改善用户体验.研究了几种常见的多点触摸技术,设计并实现了一种采用光学感应原理的大屏幕多点触摸系统;研究了多触点信息的传输机制,改进了虚拟现实开发软件Virtools,使其能够识别多点触摸手势并做出正确响应.应用实践表明,训练系统沉浸感强,能够准确识别并跟踪多个红外触点,响应迅速,很好地满足了虚拟训练的需求.     

基于扇形传感器的交互技术研究

本文提出了一种新型的虚拟现实游戏技术,基于实时渲染工具Ventuz和红外激光扇形传感器的多点触摸交互技术。该技术不仅为超大尺寸的普通显示屏增加多点触摸功能,而且还推动了悬空触摸空气交互技术的发展。扇形传感器的布置方式决定了是多点触摸屏还是隔空触摸空气。这个技术可以在复杂的光电环境下正常工作,并且运用了改进的限幅滤波算法处理获得的触摸点,使触摸点稳定。     

基于VRML的虚拟交互系统触摸感知控制仿真研究

针对虚拟交互系统触摸感知控制过程中图像存在噪声干扰,导致触摸感知效果下降的问题,提出了基于VRML的虚拟交互系统触摸感知控制方法。将初始的三维立体空间图像转换为二维平面空间图像,将不间断的图像加以变换,得到离散型的数据,通过图像中不同像素点的平均值来取代该点的灰度值,得到无噪声数字图像。针对图像中任意像素点,对其边缘点进行检测,完成边缘图像细节信息识别获取。在上述基础上,对目标图像进行轮廓提取,采用改进后的归一化傅里叶描述子对经过去噪处理的图像进行三维识别,利用VRML重建识别结果,实现虚拟交互系统触摸感知。通过具体的仿真数据充分验证了所提方法的综合有效性。     

基于Kinect的体感虚拟鼠标研究与开发

利用微软Kinect体感设备进行骨骼数据采集,开发出一款利用手势动作控制计算机的体感虚拟鼠标软件。并在开发过程中设计并提出一种基于RGB-D信息的人体手势动作检测及识别方法来处理Kinect输出的彩色影像和深度影像。该方法分别利用DBSCAN与K-means聚类算法获取手势操作特征中的位置信息和方向信息来识别手势操作,实验结果证明了该方法的可行性。借助基于该方法开发的虚拟鼠标软件,用户只需要做出一些简单的手臂动作即可操作虚拟鼠标完成对计算机的控制。     

基于图像处理的划线激光笔系统设计

论文设计一种划线激光笔系统,通过USB摄像头拍摄投影屏,编制软件采集图像并进行处理,检测出激光笔在屏幕上的亮点位置,在屏幕上绘制亮点的轨迹线,使教师能够操作激光笔在投影屏上指示时能够留下痕迹,起到较好的指示作用。系统设计红光和绿光组合的激光笔,在摄像头前设置可通过绿光的滤光片,实现激光笔发射绿光时系统划线,而发射红光时则不划线的功能。系统可以增加演讲的交互性,使讲解更加生动。     

激光指示器多参数检测系统软件设计

针对激光指示器多参数检测系统的结构特点,结合面阵CCD图像采集原理,开发了集数据采集技术和图像处理技术于一身的应用测试软件。介绍了软件的总体设计方案和具体实现过程,解决了激光指示器性能参数无法定量测量的问题,填补了国内多数兵器厂家没有专门针对激光指示器多参数检测的现代测试手段的空白。     

基于Camera Link的红外焦平面探测器的图像采集

红外焦平面探测器的不断发展,使得红外成像测温在诸多领域有广泛应用.红外图像采集存在数据量大、采样频率高等问题,针对FLIR公司的TAU336红外焦平面探测器,设计了基于Camera Link标准的高速红外图像采集系统.系统采用FPGA作为主控单元,详细讨论了FPGA逻辑控制系统设计中Camera Link接口技术、图像数据的高速缓存与显示技术等关键技术问题.实验结果证明,该系统结构简单、编程灵活,能够实现对被测物体进行长期观测的红外图像数据的采集.     

基于ARM9的近红外山茶油无损检测仪研究

基于ARM9微处理器对山茶油无损检测仪的硬件和软件进行了研制,仪器硬件由近红外光谱采集模块和基于ARM9的嵌入式控制系统组成,近红外光谱采集模块包括仪器光路、AD620信号放大和AD7705 A/D转换电路。仪器光路由近红外LED光源、窄带滤光片、菲尼尔透镜和光电检测器组成。嵌入式控制系统以高性价比、低功耗的S3C2440A为核心,包括Nand Flash,SDRAM,USB,UART,LCD显示屏和触摸屏等外围设备。同时在嵌入式Linux系统下完成了AD7705驱动程序和基于QT的系统软件设计,实现了对山茶油的检测。对山茶油体积分数进行了建模和预测,结果表明:预测体积分数值与实际体积分数值基本一致。     

基于嵌入式技术的便携式红外相机的设计

为了提高实验型红外相机的灵活性和独立性,基于嵌入式技术设计了便携式红外相机,其拥有自己的微处理器、存储设备、显示设备和输入设备,可以脱离电脑的辅助独立运行。采用FPGA产生红外探测器和A/D转换器的时序。移植了Linux操作系统的ARM9微处理器,从现场可编程门阵列接收图像数据,在液晶显示器上显示图像,将图像数据存储到SD卡中。触摸屏作为输入设备用于接收用户的控制命令。     

基于激光笔的远程人机交互技术

当今投影仪已经广泛地应用于教学和会议之中，可是，传统的基于键盘和鼠标的人机交互仍然将演讲者限制在计算机设备旁边，从而给演讲者带来了不便．为解决此问题，提出了一种新的基于激光笔的远程人机交互系统．该系统只需要添加一个摄像机和视频采集卡就可以实现远程的人机交互，即在进行交互时，首先用一个摄像机实时拍摄投影屏，然后在得到的图中，检测激光点区域，并且跟踪识别它的轨迹，再将识别的结果作为用户输入，提供给计算机系统．与以往的类似系统相比，该系统的新颖之处有：在使用前即可训练出关于环境和激光点的特征，以用于增强系统的适应性；由于可通过融合多种信息(比如颜色、运动以及形状信息)来检测激光点，因而增强了系统的鲁棒性．实验结果表明，该系统具有较强的可用性(鲁棒性)和适应性．     

虚拟红外成像器件的模拟输出电路设计

虚拟红外成像器件是能输出红外图像数据源的器件,在调试图像采集系统的硬件和软件时能替代非制冷红外焦平面阵列。虚拟成像器件的输出具有很好的线性度和精度,可作为图像采集电路的标定器件。文设计了虚拟红外成像器件的模拟输出电路,根据UL03401性能参数,设计了信号调理电路,通过在FPGA上使用ROM中查表方式校正模拟端口输出误差,在实际应用中表现了良好的精确性。     

A smartphone-based virtual white cane

The objective of our research was to develop assistive technology for visually impaired people, with a high appreciation for the human potential to achieve, to learn, and to achieve goals. In this document, we describe a virtual white cane made of a combination of a Smartphone and a laser pointer. In our device, the laser pointer beam reflection is captured by the Smartphone camera. The distance from the virtual white cane to the reflection is computed through active triangulation. Then, a personalized vibration, the magnitude of which corresponds to distance, is generated in the Smartphone. In this way, the users receive information that could prevent collisions with obstacles in the environment. Our contributions include the development of a virtual white cane around a Smartphone and other off-the-shelf accessories and a methodology to provide personalized vibratory feedback to the user. Our experiments show that to navigate, our instrument is better option, in terms of travel time, that the use of the hands. However, the travel time is still better using a traditional white cane than our instrument.     

一种舞台增强现实系统的研究与实现

增强现实技术以其与用户实时交互及“虚实”高度融合的特点在各个领域都得到了迅猛发展,但在舞台艺术中的研究与应用尚少,其难点便在于演员与显示系统难以实时交互。传统舞台特效多通过视频播放获得,演员需精准配合视频,严重限制了其发挥。针对该问题,提出了一种基于红外摄像头的舞台增强现实系统,根据现场演员的舞蹈动作实时驱动特效并呈现相应的合成画面,完全解放了演员的束缚,协调了其与显示系统的人机关系,使得舞台效果的呈现由演员自主确定,而不是被动地配合视频。该系统成功应用于多个正式演出的舞台剧中,为新型的舞台互动方法提供了一种新思路。