基于Android平台的静电力触觉再现移动终端

发布时间：2017-04-14 11:09

  本文关键词：基于Android平台的静电力触觉再现移动终端，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：触觉再现技术是一种人机交互的前沿技术,能提供给人更加真实的沉浸感,可广泛应用于教育教学、商业展示、医学治疗和益智娱乐等领域。利用裸指触摸移动终端屏幕来真实自然地感知被显示物体属性,实现丰富逼真的触觉再现,是数字化移动终端发展所追求的理想目标。但目前在移动终端上难以实现精细的、大面积的、可与触摸屏协同工作的触觉再现。静电力触觉再现技术被认为是移动终端实现触觉再现的主要方式之一。本文主要解决静电力触觉再现技术在移动终端上的集成应用问题,开发具有触觉再现功能的移动终端原理样机,为研制具备触觉再现功能的数字化移动终端产品提供技术参考。本文的主要工作内容如下:(1)研究静电力触觉再现技术的基本原理,建立静电力触觉再现过程中的力学模型,分析人体手指皮肤的触觉生理特性,根据静电力触觉再现的实现机理,设计静电力触觉再现移动终端的整体结构。(2)设计基于Android平台的静电力触觉再现移动终端硬件架构,设计ARM核心处理单元,集成触觉交互单元、手指定位装置、触觉激励信号生成器和摄像头采集单元等装置,并设计移动终端供电电路,搭建出完整的静电力触觉再现移动终端。(3)构建基于Android平台的静电力触觉再现移动终端软件系统,搭建Android系统软件开发环境,开发Android系统下手指定位装置、触觉激励信号生成器、摄像头采集单元等装置与核心处理单元的底层接口驱动,设计Android系统下静电力触觉再现应用软件的开发框架。(4)针对触觉再现技术在移动终端上的实用化需求,通过实验探索静电力触觉激励信号参量的人体触觉感知特性,研究针对图像和视频的静电力触觉特征提取算法,建立视觉信息与触觉信息转化映射模型,设计面向静态图像、动态视频和触控操作等静电力触觉再现技术在移动终端上的应用范例。为验证本文所开发的静电力触觉再现移动终端功能的有效性,在静电力触觉再现移动终端上开展了针对图像、视频、触控操作等一系列触觉感知实验,实验结果表明,静电力触觉再现移动终端可以实现对图像形状轮廓、动态视频内容以及触控操作的触觉感知与反馈,达到了良好的触觉再现效果。本文的主要贡献和创新包括:(1)开发了完整的基于Android平台的静电力触觉再现移动终端原理样机,为研制具备触觉再现功能的数字化移动终端产品提供技术参考。(2)设计并实现了面向静态图像、动态视频和触控操作等静电力触觉再现在移动终端上的应用范例,为触觉再现移动终端的推广提供应用示范参考。(3)提出了基于像素点的动态实时视频触觉再现渲染方法,采用HSI颜色模型映射激励信号的幅度和频率参量实现对动态彩色视频信息的触觉再现。本文从基本理论、硬件装置、软件驱动、功能应用等多个方面对静电力触觉再现移动终端进行探索研究,为静电力触觉再现的进一步发展提供技术参考。
【关键词】：触觉再现 静电力 移动终端 虚拟现实 Android
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP391.41;TP316
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-18
• 1.1 研究背景及意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-16
• 1.2.1 间接式触觉再现技术11-13
• 1.2.2 直接式触觉再现技术13-16
• 1.3 研究内容及论文安排16-17
• 1.4 本章小结17-18
• 第2章 静电力触觉再现移动终端原理与总体设计18-24
• 2.1 静电力触觉再现原理18-19
• 2.2 静电力触觉再现力学模型19-20
• 2.3 人体触觉感知特性20-21
• 2.4 静电力触觉再现移动终端整体结构21-23
• 2.5 本章小结23-24
• 第3章 静电力触觉再现移动终端硬件设计24-34
• 3.1 核心处理单元设计25-26
• 3.2 触觉再现交互单元设计26-28
• 3.3 手指定位装置和摄像头采集单元集成28-30
• 3.4 触觉激励信号生成器接口设计30-31
• 3.5 供电与安全电路设计31-33
• 3.6 本章小结33-34
• 第4章 静电力触觉再现移动终端软件设计34-44
• 4.1 Android开发环境搭建34-36
• 4.1.1 Android系统简介34-35
• 4.1.2 Android开发环境搭建35-36
• 4.2 Android底层驱动设计36-40
• 4.2.1 手指定位装置驱动设计36-38
• 4.2.2 触觉信号生成器接口驱动设计38-39
• 4.2.3 视频采集单元驱动设计39-40
• 4.3 Android应用软件开发40-43
• 4.4 本章小结43-44
• 第5章 静电力触觉再现移动终端功能应用设计44-56
• 5.1 触觉激励信号参量特性44-47
• 5.2 图像信息的触觉再现47-49
• 5.3 视频内容的触觉再现49-53
• 5.3.1 实时采集视频的触觉再现应用49-52
• 5.3.2 视频文件内容的触觉再现应用52-53
• 5.4 触控操作的触觉反馈设计53-54
• 5.5 本章小结54-56
• 第6章 静电力触觉再现移动终端评测56-64
• 6.1 实验环境和条件56-57
• 6.2 图像信息触觉感知实验57-59
• 6.3 视频内容触觉感知实验59-62
• 6.4 触控操作的触觉反馈实验62-63
• 6.5 本章小结63-64
• 第7章 总结与展望64-66
• 7.1 全文工作总结64-65
• 7.2 建议与展望65-66
• 参考文献66-70
• 作者简介及科研成果70-72
• 致谢72

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 宋俊德;王劲松;;移动终端体系的演进[J];电信技术;2006年10期

2 ;3G移动终端[J];世界电信;2007年09期

3 雷震洲;;移动终端贵在移动[J];世界电信;2009年08期

4 余勇昌;徐霖霖;陈广湖;田增辉;王志中;;移动终端质量评估模型构建与应用探讨[J];通信技术;2012年11期

5 梁辰;;多屏合一促使移动终端成为控制中心[J];通信世界;2013年09期

6 张园;;移动终端在智慧旅游发展中的应用刍议[J];自动化技术与应用;2014年06期

7 聂扬飞;;移动终端在数字出版中的应用与前景[J];新闻世界;2014年07期

8 知音;移动终端新品一簇[J];现代通信;2001年06期

9 ;飞利浦和中国电子携手共同开拓移动终端市场[J];电信技术;2002年10期

10 蓝云燕;移动终端铃声技术分析与实现[J];电声技术;2004年11期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 孙芮英;;指尖上的博物馆——移动终端在国内外博物馆中的应用[A];科学与艺术·数字时代的科学与文化传播——2012科学与艺术研讨会论文集[C];2012年

2 王东;;未来的移动终端[A];2007北京地区高校研究生学术交流会通信与信息技术会议论文集（上册）[C];2008年

3 罗艳;龙波;钟威;谢艺;;基于云计算的移动终端服务模式分析[A];广西计算机学会2013年学术年会论文集[C];2013年

4 王馨欣;;基于移动终端的移动展览平台设计研究[A];2013国际工业设计研讨会暨第十八届全国工业设计学术年会论文集[C];2013年

5 王桦;毕宏宇;;浅谈移动终端在数字博物馆的应用[A];创意科技助力数字博物馆[C];2011年

6 陈长怡;杨广龙;;政企移动终端管理方案研究[A];《IT时代周刊》论文专版（第296期）[C];2014年

7 张健;舒心;刘威;杜振华;;2010年我国计算机和移动终端病毒疫情调查技术分析报告[A];第26次全国计算机安全学术交流会论文集[C];2011年

8 梁宏;解万永;秦博;;手机安全现状及发展趋势[A];第28次全国计算机安全学术交流会论文集[C];2013年

9 袁宏伟;张淑芳;;基于无线模块的移动终端的研究[A];中国航海学会通信导航专业委员会2005年学术年会论文集[C];2005年

10 李乐;;基于移动终端的规划综合平台的研究与应用[A];城市时代，协同规划——2013中国城市规划年会论文集（13-规划信息化与新技术）[C];2013年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 侯婧姝;东城干部携移动终端随身办公[N];北京日报;2007年

2 许国胜;移动终端的下一场革命[N];人民邮电;2013年

3 陈杰;移动终端主流“价值观”被颠覆[N];科技日报;2013年

4 筱葛;韩国电子进军中国移动终端市场[N];中国信息报;2002年

5 姚春鸽;移动终端亟待标准化[N];人民邮电;2004年

6 赛迪顾问计算机产业研究中心咨询师 梁潇;移动终端迎来二次浪潮[N];中国计算机报;2009年

7 本报记者 金小鹿;移动终端变身健康卫士[N];中国计算机报;2011年

8 工信部电信规划研究院 吕新杰;日美产业转移将如何影响我国移动终端产业？[N];人民邮电;2012年

9 本报记者 任

本文编号：305861