基于Kinect手势交互的综采工作面虚拟巡检系统设计与实现
这是一篇关于虚拟现实,Azure Kinect,手势交互,综采工作面巡检,Unity3D的论文, 主要内容为随着“中国制造2025”等战略持续推进,虚拟现实技术正不断应用到数字矿山领域。综采工作面逐步向自动化、智能化方向深入发展,以满足煤矿安全、高效、绿色开采的需求,智能巡检成为当前研究的一大热点。但目前在基于虚拟现实的矿井系统研究方面,美观性与应用性未进行充分融合;在功能巡检方面,纯人工巡检劳动强度大、巡检效率低,机器人巡检又缺乏应用的普适性;在系统交互方面,离不开输入设备的使用,操作者无法发挥人的最大自由度。本文针对上述问题,对基于Kinect手势交互的综采工作面虚拟巡检系统进行了设计与实现。该系统在完成高仿真度虚拟系统开发的基础上,建立基于手势的系统控制方式,以更为自然的交互方式实现综采工作面的设备巡检功能,达到“人-虚-实”三者在巡检过程中实时交互的目的。本文的主要研究内容和成果如下:(1)提出了手势识别+VR界面的智能巡检设备操作方法。井下工作环境复杂,巡检内容繁多,结合矿山智能化发展的趋势与技术,该方法实现了现场人工巡检与集控中心内远程干预相辅助进行综采工作面巡检工作,具有合理性与适用性。(2)建立了高仿真度综采工作面虚拟场景及UGUI交互界面。基于数字孪生理论建立了物理样机的虚拟镜像及综采工作面虚拟场景。研究了模型纹理与渲染、光照与遮挡剔除、粒子系统与动画等技术,在虚拟场景中模拟了综采工作面视觉效果。对VR场景开发、用户界面UGUI设计方法进行了研究探讨。(3)开发了基于Azure Kinect的综采工作面巡检手势交互方式。对Kinect设备的开发、人体手势骨骼的获取与数据库建立、数据处理与手势识别等关键技术进行了研究。完成了巡检手势集的设计与建立,实现了巡检人员与巡检设备的自然交互。该手势交互方法能够满足现场操作人员和集控中心内远程干预人员的巡检操作需要,在不同光照及复杂背景条件下适用性强。(4)实现了“人-虚-实”三者间的数据通信,完成系统的最终融合。巡检人员通过Kinect传感设备的采集、虚拟系统的数据处理,直接对真实样机进行巡检操作;真实样机又通过布置其上的传感器与信息通道将传感信息传回虚拟系统,对虚拟模型进行实时数据驱动。对串口通信、数据库通信等技术进行了研究,实现了巡检人员、虚拟系统、真实样机的实时交互。本文构建的基于Kinect手势交互的综采工作面虚拟巡检系统为综采工作面的安全巡检智能化与合理化提供参考。
面向用户体验的移动B2C界面可用性评估研究
这是一篇关于全部用户体验,可用性评估,移动B2C,手势交互,AHP,模糊综合评估的论文, 主要内容为2013年中国网络购物市场数据显示移动B2C购物交易规模高达6500亿元,并预计以35%的增长率进一步增大,移动电子商务B2C已成为移动购物的核心模式,用户体验也越来越备受关注。移动B2C界面可用性评估除发现可用性问题外还能够通过用户满意度定性分析发掘出用户隐藏的使用需求。移动B2C应用良好的可用性和用户体验能够增强用户购物愉悦感,增加用户粘度,给商家带来更大的利润。因此,论文的工作具有重要的意义。 2007年第一代苹果iPhone的问世标志着移动触控交互才正式登上历史舞台,截止到2013年底移动智能终端用户己高达4.61亿。当前国内外对移动B2C触控界面可用性研究相对较少,现有的可用性评估体系并不完全适用于当前移动B2C触控应用界面可用性评估。另一方面,现有移动B2C应用界面可用性指标的提取比较笼统,忽略了用户文化习惯下的自然手势交互对用户体验的促进和提升。 面向用户在移动B2C购物过程中对触控交互和自然手势交互的迫切需求,开展了一系列的工作,包括以下主要工作： (1)提取应用于移动B2C应用界面可用性评估的用户体验要素。首先运用用户体验理论对十款中国主流移动B2C应用样本进行实证分析,系统地梳理出移动购物全部用户体验的主要组成部分(注：与同伴协作完成)。然后在问卷实验评估的基础上提取出 应用于面向触控交互的移动B2C应用界面可用性评估的八个用户体验要素。 (2)建立适应于触控交互,特别是适应于用户文化习惯下的自然手势交互的移动B2C界面可用性评估指标体系。 在可用性工程理论的指导下,继续深入分析用户在使用移动B2C应用过程中的触控交互体验要素,尤其是不同于十个基本手势的、用户文化习惯下的自然手势交互,运用问卷调查、专家打分法和层次分析法(AHP),建立适应于触控交互及自然手势交互的移动B2C界面可用性评估指标体系,计算出各指标因子的权重。 (3)验证提出评估体系的有效性和可行性。 选择主流移动B2C客户端应用,运用提出的可用性评估体系分别对京东商城APP和中粮我买网APP进行模糊综合评估,一方面验证指标体系的有效性和可行性,另一方面通过实验评估发现京东和中粮APPs存在的界面可用性问题,然后类比分析出主流移动B2C应用存在一般化的界面可用性问题并提出面向触控交互的界面改进建议。 论文的工作特色,理论价值主要体现在以下几方面： (1)系统地梳理出移动B2C购物全部用户体验的主要组成部分,特别通过对用户的满意度分析定性地挖掘出潜在的用户体验要素,一定程度上丰富了移动电商用户体验理论。 (2)建立了适应触控交互和自然手势交互的移动B2C界面可用性评估指标体系,为移动电商客户端的评估提供理论和方法支撑。 论文的应用价值主要体现在： (1)移动B2C购物全部用户体验有助于电商企业在移动购物整个过程中更好地理解用户的需求,促进用户体验,提升市场竞争力,具有潜在的商业价值。 (2)评价体系能够有效发现用户在移动购物过程中存在的问题,有利于改善移动电商客户端应用的可用性质量,提升用户使用满意度。 (3)在对京东商城APP和中粮我买网APP实验评估基础上提出的面向自然手势交互的改进建议除促进移动B2C应用开发外,也对智能终端一些应用开发具有指导意义。 目前传感器已成为移动终端的重要组成部分之一,用户和设备的交互也更加智能化和多样化,如利用距离传感器可实现非接触式手势交互,这为用户带来了新的乐趣和体验。因此,下一步的工作是面向传感器的交互,进一步完善面向用户体验的移动B2C界面可用性评价体系。
基于Kinect手势交互的综采工作面虚拟巡检系统设计与实现
这是一篇关于虚拟现实,Azure Kinect,手势交互,综采工作面巡检,Unity3D的论文, 主要内容为随着“中国制造2025”等战略持续推进,虚拟现实技术正不断应用到数字矿山领域。综采工作面逐步向自动化、智能化方向深入发展,以满足煤矿安全、高效、绿色开采的需求,智能巡检成为当前研究的一大热点。但目前在基于虚拟现实的矿井系统研究方面,美观性与应用性未进行充分融合;在功能巡检方面,纯人工巡检劳动强度大、巡检效率低,机器人巡检又缺乏应用的普适性;在系统交互方面,离不开输入设备的使用,操作者无法发挥人的最大自由度。本文针对上述问题,对基于Kinect手势交互的综采工作面虚拟巡检系统进行了设计与实现。该系统在完成高仿真度虚拟系统开发的基础上,建立基于手势的系统控制方式,以更为自然的交互方式实现综采工作面的设备巡检功能,达到“人-虚-实”三者在巡检过程中实时交互的目的。本文的主要研究内容和成果如下:(1)提出了手势识别+VR界面的智能巡检设备操作方法。井下工作环境复杂,巡检内容繁多,结合矿山智能化发展的趋势与技术,该方法实现了现场人工巡检与集控中心内远程干预相辅助进行综采工作面巡检工作,具有合理性与适用性。(2)建立了高仿真度综采工作面虚拟场景及UGUI交互界面。基于数字孪生理论建立了物理样机的虚拟镜像及综采工作面虚拟场景。研究了模型纹理与渲染、光照与遮挡剔除、粒子系统与动画等技术,在虚拟场景中模拟了综采工作面视觉效果。对VR场景开发、用户界面UGUI设计方法进行了研究探讨。(3)开发了基于Azure Kinect的综采工作面巡检手势交互方式。对Kinect设备的开发、人体手势骨骼的获取与数据库建立、数据处理与手势识别等关键技术进行了研究。完成了巡检手势集的设计与建立,实现了巡检人员与巡检设备的自然交互。该手势交互方法能够满足现场操作人员和集控中心内远程干预人员的巡检操作需要,在不同光照及复杂背景条件下适用性强。(4)实现了“人-虚-实”三者间的数据通信,完成系统的最终融合。巡检人员通过Kinect传感设备的采集、虚拟系统的数据处理,直接对真实样机进行巡检操作;真实样机又通过布置其上的传感器与信息通道将传感信息传回虚拟系统,对虚拟模型进行实时数据驱动。对串口通信、数据库通信等技术进行了研究,实现了巡检人员、虚拟系统、真实样机的实时交互。本文构建的基于Kinect手势交互的综采工作面虚拟巡检系统为综采工作面的安全巡检智能化与合理化提供参考。
基于Kinect手势交互的综采工作面虚拟巡检系统设计与实现
这是一篇关于虚拟现实,Azure Kinect,手势交互,综采工作面巡检,Unity3D的论文, 主要内容为随着“中国制造2025”等战略持续推进,虚拟现实技术正不断应用到数字矿山领域。综采工作面逐步向自动化、智能化方向深入发展,以满足煤矿安全、高效、绿色开采的需求,智能巡检成为当前研究的一大热点。但目前在基于虚拟现实的矿井系统研究方面,美观性与应用性未进行充分融合;在功能巡检方面,纯人工巡检劳动强度大、巡检效率低,机器人巡检又缺乏应用的普适性;在系统交互方面,离不开输入设备的使用,操作者无法发挥人的最大自由度。本文针对上述问题,对基于Kinect手势交互的综采工作面虚拟巡检系统进行了设计与实现。该系统在完成高仿真度虚拟系统开发的基础上,建立基于手势的系统控制方式,以更为自然的交互方式实现综采工作面的设备巡检功能,达到“人-虚-实”三者在巡检过程中实时交互的目的。本文的主要研究内容和成果如下:(1)提出了手势识别+VR界面的智能巡检设备操作方法。井下工作环境复杂,巡检内容繁多,结合矿山智能化发展的趋势与技术,该方法实现了现场人工巡检与集控中心内远程干预相辅助进行综采工作面巡检工作,具有合理性与适用性。(2)建立了高仿真度综采工作面虚拟场景及UGUI交互界面。基于数字孪生理论建立了物理样机的虚拟镜像及综采工作面虚拟场景。研究了模型纹理与渲染、光照与遮挡剔除、粒子系统与动画等技术,在虚拟场景中模拟了综采工作面视觉效果。对VR场景开发、用户界面UGUI设计方法进行了研究探讨。(3)开发了基于Azure Kinect的综采工作面巡检手势交互方式。对Kinect设备的开发、人体手势骨骼的获取与数据库建立、数据处理与手势识别等关键技术进行了研究。完成了巡检手势集的设计与建立,实现了巡检人员与巡检设备的自然交互。该手势交互方法能够满足现场操作人员和集控中心内远程干预人员的巡检操作需要,在不同光照及复杂背景条件下适用性强。(4)实现了“人-虚-实”三者间的数据通信,完成系统的最终融合。巡检人员通过Kinect传感设备的采集、虚拟系统的数据处理,直接对真实样机进行巡检操作;真实样机又通过布置其上的传感器与信息通道将传感信息传回虚拟系统,对虚拟模型进行实时数据驱动。对串口通信、数据库通信等技术进行了研究,实现了巡检人员、虚拟系统、真实样机的实时交互。本文构建的基于Kinect手势交互的综采工作面虚拟巡检系统为综采工作面的安全巡检智能化与合理化提供参考。
基于严肃游戏的数字电路虚拟仿真实验系统设计与实现
这是一篇关于严肃游戏,数字电路,虚拟仿真实验,手势交互的论文, 主要内容为严肃游戏作为一种创新型教学工具,在医学、训练、军事等领域扮演重要的角色。本文将严肃游戏引入数字电路仿真实验,创建一个具有感官体验丰富、互动体验良好的虚拟仿真实验环境,解决近年来数字电路仿真实验软件存在互动性差、沉浸感低等问题。本文基于严肃游戏与数字电路仿真实验的发展研究现状,探讨数字电路仿真实验存在不足,提出将严肃游戏理念融入数字电路虚拟仿真实验解决方案。(1)本文选用数字电路中几个经典芯片逻辑功能实验、组合逻辑电路实验与时序逻辑电路实验作为虚拟仿真对象,使用3Ds Max搭建虚拟实验室与实验设备模型,使用Solid Works搭建电子元件模型,使用Unity 3D游戏开发引擎搭建芯片底座,并用Obi插件构建导线模型,改善了以往数电仿真实验导线模型僵硬的问题。将所有模型导入Unity 3D中进行环境渲染,构建了贴合现实的数字电路虚拟实验场景,使得学生们在进行实验操作时有更好的沟通和交互体验。。(2)本文对各实验场景进行逻辑分析,利用Unity 3D的物理引擎,编写C#脚本实现了使用者控制虚拟实验场景及电路连线功能,再通过碰撞检测判断连线是否成功,之后对各个场景中的电路进行逻辑分析与算法处理,模拟了实时输出反馈与实验现象,并且实现了时序逻辑波形的可视化,使用户能在虚拟环境下方便快捷地进行数字电路实验,直观地观察实验现象,提前熟悉实验步骤和操作方法,从而增强他们的实验能力和理解能力。。(3)本文基于OpenCV的Media Pipe框架进行手势识别,通过UDP通信将手势信息发送到Unity 3D中,实现了手势连线功能,降低了使用者认知负担。为了优化数字电路虚拟仿真实验,方便用户理解数字电路实验,还实现了基于MySQL的注册登录功能、实验场景漫游功能、实验场景选择及切换功能与实验提示功能。最后将数字电路虚拟仿真实验分模块进行功能测试,并将其发布为应用程序进行虚拟仿真实验测试及用户体验测试,确保虚拟仿真实验的稳定性和可靠性,并根据用户反馈进行进一步的改进和优化。通过用户满意度调查发现,该数字电路虚拟仿真实验具备可靠性、真实性与互动性。本文开发的数字电路虚拟仿真实验为学生提供了一个良好的学习平台,有助于学生理解数字电路的基础知识。数字电路虚拟仿真实验为教育行业带来了一种新的教学方式及方法,促进了数字电路教育的创新与发展。
基于Kinect手势交互的综采工作面虚拟巡检系统设计与实现
这是一篇关于虚拟现实,Azure Kinect,手势交互,综采工作面巡检,Unity3D的论文, 主要内容为随着“中国制造2025”等战略持续推进,虚拟现实技术正不断应用到数字矿山领域。综采工作面逐步向自动化、智能化方向深入发展,以满足煤矿安全、高效、绿色开采的需求,智能巡检成为当前研究的一大热点。但目前在基于虚拟现实的矿井系统研究方面,美观性与应用性未进行充分融合;在功能巡检方面,纯人工巡检劳动强度大、巡检效率低,机器人巡检又缺乏应用的普适性;在系统交互方面,离不开输入设备的使用,操作者无法发挥人的最大自由度。本文针对上述问题,对基于Kinect手势交互的综采工作面虚拟巡检系统进行了设计与实现。该系统在完成高仿真度虚拟系统开发的基础上,建立基于手势的系统控制方式,以更为自然的交互方式实现综采工作面的设备巡检功能,达到“人-虚-实”三者在巡检过程中实时交互的目的。本文的主要研究内容和成果如下:(1)提出了手势识别+VR界面的智能巡检设备操作方法。井下工作环境复杂,巡检内容繁多,结合矿山智能化发展的趋势与技术,该方法实现了现场人工巡检与集控中心内远程干预相辅助进行综采工作面巡检工作,具有合理性与适用性。(2)建立了高仿真度综采工作面虚拟场景及UGUI交互界面。基于数字孪生理论建立了物理样机的虚拟镜像及综采工作面虚拟场景。研究了模型纹理与渲染、光照与遮挡剔除、粒子系统与动画等技术,在虚拟场景中模拟了综采工作面视觉效果。对VR场景开发、用户界面UGUI设计方法进行了研究探讨。(3)开发了基于Azure Kinect的综采工作面巡检手势交互方式。对Kinect设备的开发、人体手势骨骼的获取与数据库建立、数据处理与手势识别等关键技术进行了研究。完成了巡检手势集的设计与建立,实现了巡检人员与巡检设备的自然交互。该手势交互方法能够满足现场操作人员和集控中心内远程干预人员的巡检操作需要,在不同光照及复杂背景条件下适用性强。(4)实现了“人-虚-实”三者间的数据通信,完成系统的最终融合。巡检人员通过Kinect传感设备的采集、虚拟系统的数据处理,直接对真实样机进行巡检操作;真实样机又通过布置其上的传感器与信息通道将传感信息传回虚拟系统,对虚拟模型进行实时数据驱动。对串口通信、数据库通信等技术进行了研究,实现了巡检人员、虚拟系统、真实样机的实时交互。本文构建的基于Kinect手势交互的综采工作面虚拟巡检系统为综采工作面的安全巡检智能化与合理化提供参考。
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