人机交互范文第1篇
【摘要】对触点位置坐标识别与输入是触摸液晶屏的重要功能。由于SOPC Builder系统没有提供TRDB-LTM触摸屏的驱动，因而提出了一种基于Avalon总线的TRDB-LTM触控IP核的设计方法。实现TRDB-LTM触控屏触碰位置坐标的准确录入。给出系统硬、软件设计过程。经测试，所设计的IP核能够准确快速的识别触碰位置坐标，工作稳定可靠。
【关键词】TRDB-LTM触控屏；Nios II；Avalon总线；IP核
1.引言
随着各类多媒体应用终端、平板电脑、智能手机等嵌入式系统设备与日俱增[1]，触摸屏作为一种集信息显示与输入，数据通信与转换多种功能于一体的先进人机交互接口，已越来越广泛地应用在各类嵌入式智能设备上，它轻薄体小，画质清晰，易于设计友好的交互界面和实现简单直观操作体验。因而對触摸屏实现支持几乎已然成为嵌入式系统应用开发的必然要求。
在Altera的SOPC软件工具中，已经集成有一些参数化电路功能模块，即IP核[2]。如SSRAM、Flash、Avalon三态桥、PLL、UART等。但是在显示方面，Altera只提供了一个16*2 LCD的控制IP核[3]，没有提供触屏IP核，使用时需要编写硬件的时序程序[4]。另外，目前多数研究者致力于设计LCD显示控制的IP核，即LCD的显示（输出），对于触控屏（LTM-LCD）的触控（输入）的研究不多[5]。本文提出一个基于NiosⅡ的TRDB-LTM触控IP核设计，用以实现TRDB-LTM的触控功能。本IP核可以和系统自带的IP核一样，直接挂载于Avalon总线，作为NiosⅡ软核的SOPC一个外设[5]。
2.Avalon总线
2.1 Avalon总线概述
Avalon总线是由Altera开发的一种专用的内部连线技术[6]。它由SOPC自动生成，是处理器与外设之间理想的内联总线，是构建嵌入式系统、开发自定义外设IP核的基础。Avalon接口规范定义了外设和Avalon Switch Fabric之间的数据传输。Nios II系统的所有外设都是通过Avalon总线与Nios II CPU进行数据交换。Avalon接口是一种开放标准，使用Avalon接口创建和发布定制外设不需要任何授权[6]。
2.2 Avalon总线从端口读传输
Avalon总线传输有两个基本模式：主传输和从传输[6]。支持流水传输、三态传输和突发传输属性。TRDB-LTM触控IP核使用的是效率较高的流水从端口读传输，增加传输宽带，提高触控响应灵敏度。具体时序规范此处从略[7]。
3.硬件设计
3.1 TRDB-LTM触碰功能
LTM是LCD Touch Panel Module的缩写。TRDB-LTM是Terasic友晶科技公司推出的4.3英寸数字LCD触碰屏幕套件，分辨率高达800*480。它包含了三个主要的架构：LCD触摸面板、AD转换器、40-pin IDE接口[8]。LTM可由40-pin插座排线连接到Alter DE2-70开发板，LTM集成ADI公司的AD7843触摸屏转换芯片，可将触点的X/Y坐标数字化并保存，并通过SPI数字串行接口与FPGA芯片建立通信连接。AD7843的转换过程参考其数据手册[9]。
3.2 LTM屏幕坐标规划
由Terasic公司提供的LTM文档，我们可以知道，按照功能的不同，屏幕坐标被分成了两种方式表现，一种是时序坐标，一种是触碰所得到的屏幕坐标。时序坐标（x，y）的取值范围从（0，0）至（800，480）。X轴正向为水平向右，Y轴正向为垂直向上。
图1 LTM四个角上的坐标[7]
3.3 TRDB-LTM触摸屏控制器IP核
TRDB-LTM触控IP核Touch_Avalon_Interface的设计结构图如图2所示，主要包括Avalon总线从端口、时钟与复位模块、TRDB_LTM接口模块3个部分。Avalon总线从端口部分主要是为了与Avalon总线通信，时钟与复位模块为IP核提供时钟与复位信号，TRDB_LTM接口模块负责与LTM上的AD转换芯片AD7843进行数据传输。
图2 触控IP核结构框图
iADC_DOUT接收来自AD7843的坐标数据，iADC_DIN向AD7843发送控制字，iADC_PENIRQ_n中断指示信号，低电平有效，表示ADC转换完成，详细的转换时序参见数据手册[8]。将IP核在SOPC Builder里打包封装，如图3所示。
图3 Touch_Avalon_Interface IP核
Avalon總线挂载界面
图4 TRDB-LTM触控IP核
添加到Nios II系统后的生成界面
图5 Console控制端读到的触点位置坐标
4.软件设计
Touch_Avalon_Interface IP核设计文件包括HAL和HDL两个文件夹。HAL里面是IP核的Nios Ⅱ C语言驱动源程序（Touch_Avalon_Interface.h，Touch_Avalon_Interface.c）。HDL中是IP核的Verilog定义文件。限于篇幅，只附上顶层IP核端口的定义：
IP核的Nios Ⅱ C语言驱动源程序主要功能是将IP核读取到的实时触碰坐标通过算法转换成显示坐标，即前文所提的时序坐标。具体程序如下：
为了测试Touch_Avalon_Interface IP核的效果，将IP核添加到一个完整的Nios II系统中，如图4所示。图中红色框中的Touch_Avalon_Interface即为本文所设计的自定义触控IP核。
通过Nios II IDE建立用户工程，将驱动文件拷贝进工程，设置编译，完成后下载到Terasic的DE2-70开发板[10]上进行的测试。触碰LTM屏幕，可在Nios II IDE的Console控制端实时显示触点位置坐标（如图5所示）。
5.结语
本文所提出TRDB-LTM触控IP核设计通过DE2-70开发板硬件平台的测试，触碰响应灵敏，定位准确，实现了TRDB-LTM触碰位置坐标的准确录入。由于Nios Ⅱ核在同一FPGA中的植入数量没有限制，只要FPGA资源充足[7]，因而本IP核可以非常自由地结合其他设计中的关于LCD显示控制IP核挂载在Avalon总线上，使FPGA上的SOPC实现对触摸屏的完全支持，使后续应用界面开发者不必关心触屏的底层时序规范，从而缩短开发周期，提高开发效率。
参考文献
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[7]周立功.SOPC嵌入式系统基础教程[M].北京：北京航空航天大学出版社，2006：233-239，260-264，2.
[8]Terasic.TRDB_DC2_UserGuideV1.22[M].[S.l.]： Terasic，2007.
[9]Analog Devices，Inc..AD7843Touch Screen Digitizer Datasheet [M].[S.l.]：Terasic，2004：Rev B.
[10]DE2-70 User Manual Version 1.08[Z].Terasic Technologies Ltd，2009.
作者简介：
雷松华（1987—），男，湖南常德人，硕士研究生，研究方向：电子电路设计，嵌入式开发。
郑铿（1988—），男，广东潮汕人，硕士研究生，研究方向：FPGA，图像处理。
人机交互范文第2篇
摘要：界面设计是人与机器之间交换和传递信息的媒介，是一种传达信息、情感的工具。随着时代的发展，界面设计被应用于更多的产品设计领域。交互设计是指人工制品、环境和系统的行为，以及传达这种行为的外形元素的设计与定义。它作为界面设计中一个十分重要的部分，对产品的成功与否有着直接联系。
关键词：界面设计；交互设计；产品设计；结构设计
“人机界面”是指人与机器之间互相影响的区域，人机界面包括的内容比较广泛，任何参与人和机器信息交流的领域都包括在人机界面中。界面设计存在在人与物的信息交流中，只要存在人和物信息交流的领域都是界面设计的内容，因此设计的界面所包含的要素是非常广泛的。简单的来讲，设计界面可以定义为在设计中要面对的与将要分析的所有信息交互的集合，它能够很好的反映人和物之间的关系。界面的设计是开发过程中的最重要的内容，能够影响到整个开发团队。出色的界面是便于用户使用并且操作简单易行，开发团队要结合用户需求和自身理解制定设计目标。
1交互设计理论
用户界面设计的工作流程包括三方面：结构设计、交互设计和视觉设计，而交互设计是用户界面设计工作流程中最为重要的一部分，它的成与败直接关系着产品的成与败。通常来讲，交互设计是指基于人们的需求，根据人们的体验进行产品设计，交互设计就是关于创建新的用户体验的问题，其目的是增强和扩充人们工作、通信及交互的方式。一个成功的交互式产品操作简单，易掌握，使用效果好，可以为用户提供舒适的体验。由此，研究与思考交互设计的具体内容是进行界面设计的重中之重。
交互设计是一个非常复杂的过程，在设计过程中需要对多个学科进行设计，在产品设计已经得到了广泛的认可。设计者要充分理解用户对具体事件的反映方式，用户和事件之间交互、通信的方法，仅仅在这个过程就要很多学科的专业人员参加。同时，设计者要研究设计多种类型的交互媒体的方法，而且要使交互方式更加有效，更加丰富。针对这种要求，动画设计师、美术设计师、摄影师、艺术家和产品设计师等不同行业的专家加入到设计队伍中。
2交互设计在界面设计的应用研究
2.1交互设计与界面设计的关系
有很多人会把交互设计和界面设计混为一谈，认为交互设计就是界面设计，特别是看待软件产品时的交互。其实界面设计已经引起了人们的关注，但是交互设计更加关心用户和产品在行为上的交互体验过程。
简单的来讲，软件界面就是人与机器间的信息界面，而交互设计则是一个将美学、心理学、计算机科学和人机工程学等进行有效结合的商业和工业行为。它的目标是通过改进设计，改善和执行通信与信息系统来满足客户的需求。随着时代的发展，人们渴望得到内容更加丰富多彩的交互界面，因而在交互设计中人的因素被逐渐重视起来，构造和行为就变成用户界面开发过程中的两个非常重要的内容。构造和行为即界面设计和交互设计，这都牵涉到界面开发人员和用户开发人员。在界面设计开发过程中，界面设计师必须走进用户，和用户一起讨论分析最后形成讨论结果，这个过程虽然辛苦但是意义也十分重大。在交互过程中，虽然它不完全受软件的制约，但是交互设计对用户界面的行为和外观有着密切联系。因此界面设计专家与决定和用户进行交互方式的专家要对这一内容展开深入分析和研究。
2.2采取交互设计，以用户为中心进行界面设计
“以人为中心”是交互设计提倡的设计理念，这个理念应该被更多的应用在现有的界面设计中。以人为中心可以理解为以用户为中心，在开发的过程中首先要对用户和用户需求进行详细了解，并将这些信息作为设计的方向。以用户为中心的设计，前提就是应当对用户的需求进行充分了解。这就要求设计人员对不同用户的价值取向、性格喜好和生活习惯进行了解和研究。例如，在考试系统的界面设计中，应当设计简单而且与学生在日常答题的行为相符合，避免因为电脑测试给学生带来的不便。在为老年人设计的界面，内容最好简单明了，还要有良好的使用向导，用最少的操作程序完成较多的查询和功能。而为儿童设计的界面，就应该考虑儿童对色彩和图像上的要求，设计出色彩鲜艳、内容丰富的界面，来吸引更多孩子的注意力。要想设计出这种界面，就需要设计者对儿童色彩的喜好和在儿童心中的流行趋势进行研究。在设计过程中，还应特别注意儿童的使用方式，由于儿童行动不够灵活，可以考虑使用触摸式的交互设计来使这种情况得到满足。由此看来，以用户为中心的界面设计一定能最大限度的满足用户需求，必定是一个成功的界面设计，少了这个前提必定不会成功。
3结束语
综上述之，界面设计不只是单纯的美工设计，应该将它的使用方式更多的融合到设计当中，把更多的交互设立理论加到界面设计中，达到满足不同用户的需求和使用方法。将漂亮美观的界面设计和完备的交互功能进行有效结合，满足用户简单快捷的应用需求，满足了这些要求，设计出来的界面设计才是出色地
设计。
参考文献
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[4]欧阳建军.基于交互设计的界面应用研究[J].科教导刊(中旬刊),2010,04.
作者简介
陈乐凯，男，汉族，中南大学建筑与艺术学院，在校硕士。
戴端，中南大学建筑与艺术学院，教授。
人机交互范文第3篇
语音交互顾名思义就是使用人的自然语言, 对机器下达相应指令, 时机器能够按照人的语言指令, 进行自身相关的操作。整个人类的发展史堪称一部人类之间进行交互的发展史, 没有快速的交互方式的发展, 就没有今天人类社会快速的进步。从古代的烽火狼烟, 飞鸽传信、驿马邮递, 近代的电报, 电话, 再到今天的微信, 微博, 无一不是交互方式的迭代与升级, 但这仅限于人与人之间的通信交互方式, 但是进入21世纪之后, 随着科学技术的进步与发展, 越来越多的新兴机器出现在人类的面前, 人类面临的将不再是人与人之间的交互, 而是人与机器的交互, 随着人类社会的不断发展, 人机交互将变得越来越重要, 在可以预见将来的科技进步中, 更加智能化的语音交互, 必将给人类社会带来震撼性的革命。传统的人机交互在过去的几十年里, 经历了飞速的发展, 在第一台计算机面世的时候, 人们就面临着怎么操作机器的问题, 经过第一代科学家的不懈努力, 终于想出了使用键盘向机器输入二进制代码的方式进行操作机器, 这也就是最原始的一种人机交互方式了, 但人们很快发现这种交互方式记忆许多特定的命令和熟练地操作键盘, 具有相对较高的门槛, 这种交互方式注定被后来者取代。再到后来, 随着DOS系统的普及, 人机交互进入了图形用户界面 (GUI) 阶段, 在这种交互方式下, 人们不必记忆特殊的命令, 极大地降低了门槛, 提高了效率, 减少了对键盘的使用, 可以直接操作, 简明易学, 在人机交互进入GUI阶段后, 信息发展得到了空前的发展, 在这期间诞生了一大批像微软这样的大型企业, 为信息产业的进步带来了巨大的发展。虽然GUI的交互方式很大程度的提高了人们的交互效率, 但是随着人们对便利性的需求不断增长, 人们不再满足于仅仅通过传统的图形界面进行交互的方式, 人们更加希望通过自然语言, 手势, 表情等进行人机交互。在最近几十年的不断努力中, 人们在这些方式的交互中也取得了长足的进步, 但依然面领着很多现实的问题, 比如控制不准确, 识别困难等等, 那么相较于传统的交互方式, 语音交互都有哪些优势?首先, 语音交互相较于传统的交互方式具有更加自然, 符合人类的自然语言, 让人们使用的时候更加便捷。因为人类在婴儿的时期, 都是首先学会说话, 然后才学会读书和写字, 人在进行阅读的时候, 大脑会不自主的将这些信息, 转换成语音信息, 然后再传递给大脑, 所以语音交互相较于传统的交互方式具有自然性。其次, 相较于图形界面交互方式具有快速简单的特点, 在传统的图形界面交互下切换一个电影可能要2分钟, 因为需要首先在影视库中搜索片源, 然后才能播放, 但是在语音交互的情况下, 则只需要5秒钟即可, 大大提高了效率, 节省了时间。但是, 语音交互同时也面临着识别不准确, 需要记忆特定词汇等问题, 总的来说, 语音交互依然有着其他交互方式所不能比拟的优势。
二、实现树莓派人机语音交互模型的基本思路和方法
(一) 模型的组成和设计
本系统使用基于Linux系统的树莓派3B主板为核心, 具有语音识别, 无线通信, 家电控制, 声源定位, 语音唤醒, 定向拾音的功能。本系统将多个功能模块融合在一起, 为用户提供传统交互方式所不具备的高效率和便捷性。各个系统模块, 通过相应接口与树莓派进行通信连接, 树莓派作为主控制器和运算中心, 将整合的数据通过WIFI与语音识别服务器进行数据共享, 树莓派通过对语音识别芯片的控制, 通过对麦克风的语音录入, 把用户说的语音转换成文字。在通过系统处理转换成机器语言, 通过树莓派传递给服务器处理, 服务器将处理好的数据传递给树莓派, 然后树莓派通过麦克风阵列输出相应语音。系统的总体实现思路框图如下:
(二) 模型的功能实现
1. 语音唤醒
麦克风阵列对用户的声音进行录音, 通过相关芯片处理不断的语音流, 在这些语音中进行关键词检测, 将这些关键词通过树莓派传递到服务器中, 然后与服务器数据库中的唤醒词进行比对, 比对成功则开启系统。
2. 语音交互
语音处理服务器对树莓派获取的语音信号进行端点检测, 降噪, 特征提取等, 利用服务器中已有的语言模型对用户说话的语音的数学上的特征向量进行识别, 并转换成文字信息, 将这些文字信息处理后, 由系统将反馈的文字发送的树莓派处理器, 然后通过语音合成模块, 合成声音, 实现语音交互。
3. 定向拾音
通过树莓派进行定向拾音, 可以在多种复杂的场景和不同的声源存在的情况下, 准确的确定需要识别的声源的位置, 通过芯片的相关算法过滤掉噪声和干扰的声源, 提高识别的准确性, 同时通过树莓派载体可以降低系统的功耗, 节约大量成本, 提高性价比。
三、树莓派人机语音交互系统的意义和价值
树莓派人机语音交互系统可以解决传统交互方式的效率不高, 需要记忆特殊的操作方法, 门槛高等问题。利用树莓派人机语音交互系统可以实现简单易学, 门槛低, 识别率相对较高, 增加了语音交互的场景, 不再是只有特定场景下能够使用, 而是可以在更加复杂的场景下使用, 提高了系统的稳定性。同时树莓派语音交互系统可以在未来的多种交互系统下互相补充, 让用户能够更加自然, 更加接近人本能的一种交互方式。
摘要：本套模型以树莓派 (Raspberry Pi) 为中心, 具有语音唤醒, 语音交互, 以及通过语音交互对一些家电的控制。通过语音交互解决了传统的交互方式不方便, 比较复杂的弊端。相较于传统的交互方式有较低的学习成本, 用户可以更加快速的掌握使用方法。本套模型拥有更高的效率。树莓派相对于其他的载体具有廉价但却计算能力强大的特点, 具有很高的性价比。本套模型相较于其他类型的语音交互模型, 使用的场景更加广泛, 相较于传统的交互方式有更加广泛的应用前景。
关键词：树莓派,语音交互,系统,AI
参考文献
[1] 陈丽霞.基于声韵母基元的汉语语音识别系统[D].南京:南京理工大学, 2005.
人机交互范文第4篇
(一) 环绕智能概述
欧洲信息社会咨询组 (ISTAG) 在1999年提出“环绕智能 (Ambient Intelligence, AmI) ”的概念, 并在2001年提出“环绕智能信息社会”的构想[1]。ISTAG认为一个AmI应用系统可分为多个物理空间上独立的子系统, 这些子系统之间具有一定的交互能力, 计算设备将嵌入到人们日常生活当中, 智能地为用户工作和生活中的各项活动提供计算服务, 人利用各种可携带设备可以“透明地”在它们之间移动, 从而实现“消失计算”的目标。
(二) 智慧网点中环绕智能的重要性
智慧银行的概念最早是由IBM公司在2009年提出的[2], 它是智慧地球愿景的重要一环, 是银行业的前中后台从业务设计到技术支持的转型升级。作为直接与客户交互的前台, 智慧银行网点是转型的直接体现, 需要合理运用技术、管理等手段, 实现网点经营各环节上的数字化、准确量度、互联互通, 消除固有的不透明和不确定性, 进而实现客户洞察、营销、服务的智能化, 同时实现银行配套资源的动态管理和优化[3]。
长期以来, 我国银行业主要推行存贷款利差的盈利模式, 在利率市场化、国内外金融环境已经发生根本转变的背景下, 我国银行业盈利模式转型十分必要和紧迫, 向大资管方向发展, 拓展中间业务, 增加非利息收入的同时, 需要降低资本消耗, 发展轻金融业务[4]。在银行网点方面, 主要表现在人力成本和业务效率上。这就要求智能化的服务设备承担更多业务办理的需求, 银行网点服务将因此出现“自助化”“无人化”趋势, 最终实现“无人银行”。“无人银行”并非空谈, 中国建设银行已经建成并开放国内首家“无人银行”网点, 引起了银行业界的高度重视。基于此现状, 本文的智慧银行网点系统将减少现场人工服务的因素影响, 思考将环绕智能运用到智慧银行网点后, 场中各设备和传感器进行智能化的信息联络, 实现以客户为中心的高价值互动方法。
二、环绕智能下人机交互的信息模型
人机交互系统要做到智能化, 需要了解人的信息处理方式, 明确计算机的输出信息是如何被人接受和处理, 然后转化为反应动作, 指导计算机的下一步操作。心理学领域有著名的人类信息处理 (human information processing) 模型的研究, 该研究认为人在接受刺激信息后通过感知系统 (perception) 、认知系统 (cognition) 和反应系统 (response) 进行信息处理并做出行动[5]。计算机系统获取人的需求, 需要捕获人的反应系统的输出, 技术上可通过自动识别技术、传感器、执行器或网状网络等方式实现。信息获取后, 经过人工智能处理, 并与虚拟世界的信息和事件结合起来, 准确地输出到人可感知的设备中, 引导客户, 如VTM或者智能机器人, 实现一个完整的交互流程。智能交互的实质, 是从人——机单向信息传达的单一自动化, 转化成为人与系统之间双向自发的交互, 环境中的交互性质过渡到智慧化, 系统主动感知、智能处理、准确反应, 优化客户的体验。新型人机交互的信息处理模型 (见图1) , 概括地描述了基于环绕智能交互架构的智慧银行人机交互系统的信息流程和工作方式。
三、环绕智能下智慧银行的交互设计
(一) 自然的交互
科技的进步带来了新的技术, 也为环绕智能带来了新的交互方式、新的用途以及现有技术的多形态组合, 如手势交互、眼动交互等。客户置身在环绕智能系统中, 人机交互界面不再是传统的用户注意力集中于运算的显示模式, 而是必要时才会引人注意的隐含模式。在客户提出需求后, 系统智能处理客户输入信息, 调动系统中的感知层, 结合多通道信息进行主动感知, 同时自适应的多种通道也能适应性地给客户提供最合适有效地输入方式。这种模式下, 客户和银行的关系将发生变化, 客户与银行系统自然交流, 设备也可以主动地感知用户信息, 交互双方具有和谐一致的协作关系。环绕智能下智慧银行与取款客户的一个交互过程, 见图2, 客户只需要按照自然的交流方式提出需求, 后台系统将自主感知并完成一系列操作, 最后以自然的方式将信息反馈给客户。
(二) 智慧的交互
步入大数据时代, 决定一家银行成功与否的关键因素在于对数据的占有及其使用能力。银行必须转变和升级传统的盈利模式, 充分抓住大数据与万物互联带来的机遇进行转型, 以应对金融领域的激烈竞争。未来银行客户资源的稳定及增长, 将更多依赖于对不同类别客户需求数据的掌握并开发出便捷、安全、高值的产品[6]。
在一份IBM的报告中, 某世界顶级银行发现, 大部分客户存现金的原因是他们不知道或不了解替代性的投资理财选项[7]。理财产品是银行未来的盈利方向, 智慧银行系统应合理收集并挖掘数据, 构建科学的数据模型, 充分考虑不同层次的客户差异化金融需求, 针对各级客户、各级市场, 开发设计以客户为中心的产品。在智慧银行网点场景中, 结合环绕智能系统, 智能化分析和预测客户需求, 及时感知客户行为模式的变化, 提供即时、高效、便捷、安全的投资顾问服务, 实现对特定人群精准营销, 提升客户交叉销售率。在现有的流程架构[8]基础上结合环绕智能技术的支持, 提出一个智慧银行办理理财业务的流程架构 (见图3) 。
四、结语
总的来说, 环绕智能是对未来信息社会的描述, 是“无处不在的计算”的发展。它通过普适计算、自然交互、上下文感知等技术, 主动地为用户提供“以用户为中心的个性化服务”, 十分贴切智慧网点的转型需求。
摘要：基于银行网点的智能化、互联化趋势以及环绕智能技术, 重新审视智慧银行中的人机交互, 建立了“新型人机交互的信息模型”提出了环绕智能在未来智慧银行中的人机交互应用构想, 为智慧银行体验设计的进一步优化提供了方向。
关键词：环绕智能,智慧网点,人机交互,信息模型
参考文献
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人机交互范文第5篇
一般而言人机的交互界面中, 整个系统中所需要的硬件主要是两部分:客户端以及终端得分服务器, 机器物件是其终端服务器的主要承载着, 由整个机械的本体设计, 驱动机器运作的驱动系统, 和最为关键的观察操作的环境的摄像机充当的是机器物件的双眼功能。这是一些主要的重要设备, 同时还伴有一些其他性的辅助性设备。对于机器物件实现像人一样的操作功能还有赖于借助无线网络实现远程的触屏通讯对机器物件的远程指挥操作。其中触屏式设备的作用对是对机械物件现场操作的的相关信息反馈回来, 呈现在触屏设备的图面上, 针对反馈回来的信息可以方便后台的操作人员针对现场操作的情况对远程机器物件实施操控, 借助在触屏平面上输入相关的控制指令, 达到对机器物件的控制。同时借助触屏设备还可以很方便的实施一些较为特殊性的操作控制。不难理解无线网络的通讯功能就是为了方便的实现人对于现场的操作机器物件实现远程遥控, 同时还负责控制现场各种信息传输与反馈, 方便操作人员具体了解现场操作的情况, 及时做出恰当准确的决策, 一般进行传输的主要内容是大部分是现场操作的视屏信息, 这种情况下的传输对于无线网络的通讯质量有着极高的要求, 稍有不慎就可能影响后天的指挥人员作出错误的预判, 所以尽可能的保持无线网络高质量的工作运转[1]。最后机器物件主要是进行执行任务的操作执行者, 结合终端远程发过来的控制信息, 独立完成执行任务的同时, 还需要对周边的现场施工操作环境进行监督收集, 再将其内容发送回远程终端控制处, 为后台的指挥人员进行下一步的战略部署提供切实可行的战略依据。
2 关键性技术在人机交互界面中的重要作用
2.1 双目的视觉技术
这一技术的应用主要是为了较为准确的获得目标的三维坐标信息, 需要准备两台性能较好以及运行比较稳定的摄像机, 放置在平行平面上, 对摄像机实施安装与固定, 确定两台摄像机之间的焦距与基线, 一般对于焦距与基线这两个参数的具体确定可以通过双目摄像机的标定算法求的, 具体的算法一般现在较为普遍使用的是张正友先生倡导的标定算法, 比较科学合理。之后再进一步计算出空间点在两个摄像机成像平面上的投影图像坐标与像素点, 从而计算出所对应实物的具体三维坐标, 并最终以数组的形式将信息存储在计算机内存中[2]。需要注意的是之所以选择两个型号性能一样的双目摄像机, 就是尽可能保证实现两个实际参数较为接近的摄像头, 集成过约束装配在一个箱体上并进行封闭, 这样操作固定的主要目的就是为了最大限度上的防止发生振动, 而影响双目摄像头发生结构的变化, 使其尽可能的保证通过双目摄像头, 得到的标定外部参数的真实有效性。
2.2 提取目标的三维坐标
在机器人物件视野的范围内, 用户进行点取具体目标的操作时, 系统就自动可以通过对该点以及该点附近的区域所呈现的颜色特征作为前景特征, 之后在采用交互的漫水分割算法, 尽可能的将其区域内较为相似的像素进行区分分割, 将分割开的图像像素坐标投射到景深图像的区域之内, 从而得出该区域的实际深度值, 进一步得出所获取目标的三维坐标信息。
结束语
一般将数字图像可以看做是, 空间物体在二维平面上的实际映射, 但是通过利用双目摄像机, 可以尽可能的将二维图像中的局部三维信息, 进一步得到景深图像, 以比较自然的方式实现二维界面上的空间目标选取, 更进一步的提高了人机进行交互的效率。实现我国人机交互水平提升的同时, 更大限度上的发挥人机交互在实际应用中的价值。
摘要：一般针对手势或是语音等人为自然的操作控制方式容易造成歧义的产生以及编解码较为复杂的情况, 所以进一步提出基于触摸操作的人机协作的操作方法, 借助这种较为自然的方式实现人机的交互。其中涉及到的硬件基础主要有无线网络, 触摸屏设备以及双目摄像机等, 主要是在Android版本的框架之内实现人机远程的交互界面, 通过双目摄像机获得的图文图像借助无线网络通讯将其显示在触摸屏的移动设备上, 在有实际用户在二维界面上通过触摸进一步给出目标的三维坐标, 进一步实现驱动机器人操作作业, 大量实验证明这种界面可以支持用户像玩游戏一样达到对机器人的控制以及完成预设的任务, 提高人机互动的可操作性与准确性。
关键词：人机界面,触屏设备,设计
参考文献
[1] 刘佰鑫, 刘成良, 贡亮.基于触屏设备的人机交互界面设计[J].机电一体化, 2015, 21 (4) :45-47.