基于方向链码的书空手势识别

介绍了Leapmotion交互设备的结构及运行机制,在该设备产生的交互空间中的x-y平面上定义8个方向的方向链码,通过该设备检测手指在空间中的位置变化,确定手指的移动方向,并结合方向链码定义动态书空手势。为了消除手指在空间运动的不稳定性而导致的噪声干扰,将手指在平面上的位置信息映射到计算机屏幕上显示出手指的移动轨迹,对轨迹进行分段处理,根据分段的比重提取主要移动方向描述输入手势,采用顺序匹配算法对输入手势与模板手势进行匹配,识别输入的书空手势。     

多点触控手势在复杂系统数字界面中的应用优势

为将多点触控手势引入复杂系统数字界面,运用认知设计和认知评价对手势应用优势进行了论证.分析了手势交互改善大容量数字界面信息显示和用户自然交互行为的认知机理,在设计综合态势管理系统手势交互原型和手势定义的基础上,使用眼动追踪技术和用户体验评价方法,进行了鼠标和手势操作效率的对比测试.实验结果表明:手势操作的注视点数量、注视时间和操作时间3个眼动数据的平均值明显小于鼠标操作,且标准差较小;手势操作失误率为6%,略高于鼠标操作;用户选择手势操作倾向率高达86%.复杂系统数字界面中的手势操作虽然具有非精确性,但与鼠标操作相比,它在降低用户认知负荷、提升态势感知、提高操作效率和用户主观满意度上均具有明显优势.     

群在某对策论中的应用

对于两人玩取棋子游戏，文章给出了一种能够取胜的方法，文中给出了“必胜集”的定义，再利用模2的剩余类加群{0,1}的加法定义了一个“二进制群”：N={0,1,2,…}给出了该二进制群中的一些性质（即文中命题2），接着利用此二进制群及其性质证明了必胜集G＝{(a,b,c)|a b|c=0}的存在性。那么，只要想办法让对方面对必胜集中的一组数，无论对方怎样取，我们都有最后赢的把握。最后，文中又提供了一个编写让人和计算机玩取棋游戏程序思路。该程序中由于计算机知道取胜对策，人输入任意一组数，一般都是计算机赢。除非输入的数字太过简单。     

三维环境手势自然交互范式研究

随着非接触式交互设备的出现和三维界面的广泛应用,传统的二维交互方式已经不能满足三维应用系统的需求,亟待研究三维界面的自然交互问题。结合用户认知心理和三维界面的特点,提出三维界面交互通用模型GOMSS(Goals,Operators,Methods,Selection Rules and Scenes),并将该模型应用于体感设备的手势交互研究,设计了三维环境手势自然交互范式。通过虚拟装配等系统进行评估,表明该手势交互模式在提升系统易学性和交互沉浸感方面的有效性。     

采用无网格方法计算含大变形介质界面的可压缩多介质流动

采用动态无网格节点追踪自由边界的变形,建立了一套求解可压缩多介质流场的最小二乘无网格方法.将界面定义为具有双重含义的动态无网格节点集合.使用虚拟流体方法处理介质边界节点,构造界面两侧的虚拟节点,根据介质的种类将流场划分为若干个单介质区域.为抑制界面处流动参数的非物理震荡,采用局部界面Riemann问题解更新界面节点和虚拟节点的流动参数值.使用局部点云重构技术处理界面附近的动态点云.引入AUFS格式求解ALE形式Euler方程的对流通量.一维激波管和二维复杂大变形的多介质问题计算结果证明文中提出的动态无网格法是可行的,能够准确地追踪界面的复杂变形,并对界面附近的变形点云进行合理的重构.      

基于手势识别的智能输入系统

随着虚拟环境的发展,人机交互中键盘远远不能满足人们的要求,本文提出了一种基于手势识别方法的智能输入算法.该算法采用肤色分割提取出手部区域,检测大拇指和伸出的手指数目识别出手势的含义,把各种手势组合起来实现智能输入.该算法能够使用户根据自己的习惯来定义手势,更好的实现人机交互.实验结果表明该算法对获取手势图片时的外界干扰具有一定的鲁棒性,并能达到较高的成功率.     

基于数字全息和计算全息的动态三色全息三维显示

为了实现数字全息图和计算全息图再现像的融合,将数字全息、计算全息与空间光调制器相结合,构建了一个数字化动态三色全息三维显示系统,用数字全息术记录实际物体的全息图,用计算全息术计算得到虚拟物体的全息图,然后将2种全息图输入到空间光调制器中.结果显示:通过空间光调制器的衍射,在空间中得到虚拟信息与实际信息融合的再现像.该方法实现了数字全息图和计算全息图再现像的融合,达到了增强真实物体的三维显示效果.     

天然气三甘醇脱水装置数字孪生系统

数字孪生可以实现物理空间与数字空间之间的映射和交互,在工业领域展现出巨大的发展前景。针对天然气脱水性能参数检测效率低和气站工艺参数无法在线优化的问题,将数字孪生应用于化工行业,构建了三甘醇（triethylene glycol, TEG）脱水装置数字孪生系统的整体框架。结合物理设备建立了孪生系统的几何模型,并基于物理数据实时驱动建立了脱水系统工艺流程模型,最后,通过虚实映射模型完成物理空间和数字空间的映射,最终建立脱水装置的孪生模型。该模型可实现物理设备与虚拟设备的并行运行。通过提出的数字孪生系统,能够实现对天然气水露点等脱水性能参数的实时预测;以低能耗为目标,通过孪生模型中的优化算法,可实现对脱水工艺参数的在线优化,提升经济效益。     

触控系统、触控笔、触控装置及其控制方法

该发明公开了一种触控系统、触控笔、触控装置及其控制方法。所述控制方法包括下列步骤。获得至少一个输入工具的至少一个特征数据。依据所述特征数据,产生所述输入工具的识别码。以及,当所述输入工具操作触控面板时,依据所述输入工具的识别码来决定触控装置所进行操控的特定功能。该发明所提出的触控系统、触控笔、触控装置及其控制方法可通过特征数据来辨识输入工具,以决定此输入工具对触控装置进行触控操作时对应执行的功能。由此,当使用者以输入工具进行触控操作时,能够准确判断触控操作是由哪一个使用者输入,借以执行相对应的触控指令,从而避免当多位使用者进行触控操作时因无法区分使用者而导致触控指令的误判。     

一个虚拟手原型的实现

以５ＤＴ 公司生产的数据手套作为手势输入设备,开发了一个虚拟手原型．它以手的运动学模型为基础,采用层次结构法构造手的几何模型,极大地方便了虚拟手的图形显示和实时更新的实现．根据人手的运动约束关系得到各关节弯曲角度的相对比例关系,就能从数据手套得到的７ 个传感数据获得整个手的运动情况,并用静态碰撞检测法处理虚拟手与其他物体的碰撞检测,在运行期间不断地对用户手势进行手势映射计算找到最匹配的手势,执行与该手势对应的动作．本原型简单易行,便于增加手势,最后给出了实现结果．     

舞台内通系统虚拟控制平台关键技术研究

舞台内通系统虚拟控制平台使得舞台监督能够通过高度集成的内通系统人机交互界面,对演出相关人员进行监督调度。本文研究了舞台内通系统虚拟控制平台的关键技术,包括人机交互界面技术,通讯协议以及数字矩阵技术等。这些技术的综合运用增强了舞台内通系统虚拟控制平台的实用性、实时性和可靠性,保障了剧场演出的顺利进行。     

几类特殊的概率度量空间

给出了概率度量群和线性概率度量空间的定义,并引进一种特殊的线性概率度量空间--概率赋准范空间.随后定义了概率仿射度量空间,它是一种特殊的概率度量空间,在上面可以构造出一种线性结构使得该度量空间成为一个线性概率度量空间.最后给出了一个概率仿射度量空间的例子,该空间是通过一个非拓扑线性的概率赋范     

亚网格内两相流动界面位置的精确定位算法

针对流体体积(VOF)法处理两相流动界面张力的虚拟流体方法无法准确确定亚网格内界面位置点的问题,提出了一种高精度的界面位置定位算法。该方法根据界面两侧单元界面曲度在亚网格内构建变曲度弧线,实现了两相界面的高精度近似,完成了网格单元中心连线和界面交点位置以及该位置的曲度的准确求取,成功地考虑了界面曲度对亚网格内界面位置的影响,同时方法本身不受网格类型及空间维度的限制。针对毛细管上升、静态液滴、二维气泡上升以及三维气泡上升等物理过程进行了模拟,结果表明:界面曲度对亚网格界面位置可产生显著影响;亚网格内界面位置的准确捕捉以及该位置点界面曲度的准确求取可以显著改善VOF方法的预测精度,模拟结果显示最好可提高3.5倍。该方法可为复杂结构内高表面张力驱动流提供新的预测手段。     

一种实现空中显示和虚拟交互的体绘制方法

为了不受限制地在三维空间中直接观测体数据三维可视化结果,并且进行非接触式交互,提出了一种空中显示和虚拟交互的体绘制方法,将空中显示和虚拟交互结合应用到光线投射体绘制算法中,并在此基础上设计了一种体数据空中显示和虚拟交互的系统.实验结果表明医学影像体数据绘制图像能够很好在空中显示,而不依赖于任何的显示载体,空间真实感强烈.同时,能够通过体感感知检测手势实现非接触式交互,交互方式灵活自然,对观测者限制小.     

基于手势识别的虚拟环境体感交互控制

结合体感交互与虚拟环境技术,提出了一种基于手势识别的虚拟环境体感交互方法,采用Kinect体感设备,实时获取用户的手势数据,通过改进的动态时间规整算法,对所定义的手势语义进行识别,并根据识别结果,发出实时控制指令,实现与虚拟环境的自然交互.在此基础上,实现了基于Kinect手势识别的虚拟矿井交互系统,对交互方法进行测试.实验测试结果表明,手势识别正确率平均高达95.1%,实时性较好,所定义的虚拟矿井手势语义符合人们正常操作习惯,能实现与虚拟环境更加自然的人机交互,可以实现与虚拟矿井自然交互控制.     

基于草绘和手势的着装系统

当前虚拟着装工具大多采用WIMP界面,操作复杂,难以学习.而手绘界面是一种更简单、快速的交互方式,更适合概念设计.本文设计并实现了基于草绘和手势的着装原型系统.用户通过手绘的方式直接在3D虚拟角色模型上勾画出衣服轮廓线.系统采用基于尺度空间的角点检测方法准确地预处理和分割轮廓线.利用衣服轮廓线到模型之间的距离推算衣服内部网格点到模型之间的距离信息,由此构建衣服曲面.为加速计算距离值,通过对距离场信息建立索引改进了其存储和访问效率.同时该原型系统允许用户使用手势对衣服轮廓线进行编辑,并且设计和实现了手势训练     

面向虚拟装配的层次化交互手势技术

针对目前虚拟装配系统存在的用户体验不足问题,文中将手势识别技术引入虚拟装配的人机交互中,提出了一种面向虚拟装配操作的层次化交互手势模型;根据装配任务和交互模式的特点,提出了二级手势分类策略:先对交互手势进行初步分类再利用情境感知技术判断手势的类型;然后利用运动感知技术对手势的交互语义进行识别;接着通过对用户作业空间的手功能区感知来实现不同交互模式的自然过渡,从而降低用户在交互过程中的认知负担;最后通过自主开发的虚拟装配原型系统对文中提出的交互手势技术进行验证.实验结果表明,文中的层次化交互手势建模与识别方法能有效地增加虚拟装配环境中的人机交互效率和用户体验.     

基于四阶累积量虚拟阵列扩展的DOA估计

针对Music-like方法能很好地扩展阵列孔径,但计算量较大的问题,提出了一种虚拟阵列扩展的新方法。该方法基于四阶累积量孔径扩展的性质,由实际阵元的坐标与方向矢量直接计算出虚拟阵元的坐标与方向矢量,利用两种阵元坐标之间的关系构造四阶协方差矩阵,运用MUSIC(Mu ltip le S ignal C lassification)算法对非高斯独立信号源进行DOA(D irection of Arrival)估计。该方法在任意阵列的情况下,对非高斯独立信号源进行一维与二维DOA估计,均能准确估计出多于实际阵元数目的方向角与仰角。实验表明,对一N元阵列,该方法最多能够扩展N2-N 1个虚拟阵元,能够估计出N2-N个非高斯独立信源,提高了阵列的空间分辨能力,有效抑制了高斯噪声的干扰,减少了高阶累积量协方差矩阵的计算量。     

一种应用于FPGA时钟管理单元的锁相环设计

设计了一种应用于FPGA时钟管理的可变带宽锁相环.该锁相环采用开关电容滤波器实现可变电阻滤波功能,用反比N电流镜(N为反馈分频系数)来为电荷泵提供偏置,使电荷泵电流与偏置电路电流成1/N的比例关系.本文还提出了用虚拟开关减少了开关两端电压的非理想电荷效应,并设计了一种5级延时单元组成的环形压控振荡器,显著提升了输出频率范围.该锁相环实现了环路带宽与输入频率比值固定,从而使环路带宽能够自动跟随输入频率在较宽范围内变化,保证了其稳定性.本文采用CMOS 65nm数字工艺流片,电源电压为1.2V,作为时钟管理单元IP核嵌入于复旦大学自主研发的FDP5FPGA芯片中.测试表明,本文设计的PLL环路带宽在0.7MHz到13.4MHz能够跟随输入频率在18~252MHz范围内变化,输入频率与环路带宽比值近似为20,产生762MHz~1.7GHz的宽范围输出时钟,阻尼因子均方差不超过8%.     

基于Flash的虚拟物理实验研究

虚拟物理实验作为大学物理实验教学的一个重要组成,在高校物理实验教学中越来越受到关注。将虚拟物理实验应用于实验教学可以弥补传统实验教学的不足,提高实验教学效果。文中介绍了基于Flash技术开发虚拟物理实验的一个实例,探讨了虚拟物理实验开发的流程及关键技术。实例的主体结构设计合理,界面友好,操作简单,能够满足实验教学的要求。