分享5篇关于体感交互的计算机专业论文

今天分享的是关于体感交互的5篇计算机毕业论文范文, 如果你的论文涉及到体感交互等主题,本文能够帮助到你

基于多模态交互的物理光学虚拟实验室设计与开发

这是一篇关于多模态交互,虚拟实验室,体感交互的论文, 主要内容为信息技术的快速发展为学科教学提供了新思路,如何有效地将信息技术运用到学科教学中是当下研究的热点。学科教学中,物理实验教学常常是教育者关注的重点,因为在实际教学中,大部分学校实验条件有限,无法满足每个学生的学习需求,从而导致实验教学效果差。虚拟实验室的出现,给学生创造了良好的实验学习条件,学生可以不受时间和空间的限制进行实验学习,最大限度的培养学生的实验操作能力,同时学生还可以在虚拟实验室中观察到真实实验中难以观察的实验现象,帮助学生更好的理解实验原理。鉴于此,本研究以多模态交互方式为载体、体感交互技术为关键技术支撑,以高中物理课程中物理光学实验内容为切入点,利用Leap Motion体感设备设计开发出一款新型的基于多模态交互的物理光学虚拟实验室。第一章,分析了国家关于提倡新技术应用的相关政策文件、教育现代化的研究背景以及当前中学课堂教学的现状,将研究焦点聚焦在物理实验课堂,并提出了融合虚拟现实技术、多模态交互、体感交互技术开发物理虚拟实验室的目的和意义,详细的描述了研究的主要内容和研究所采用的具体方法。第二章,采用文献研究法,对国内外近些年多模态交互、体感交互技术以及虚拟实验室的文献进行了梳理和分析。总结出当前的研究现状是虚拟实验室主要以平面设计为主,三维立体感不强,而部分基于Unity 3D开发的虚拟实验室,没有融入多感官交互方式,沉浸性不强,所以笔者再次提出结合当下研究热点多模态交互方式,开发融合多感官交互方式的虚拟实验室,并通过相关的理论基础梳理,分析设计与开发时需要考虑的因素。第三章,通过发放问卷和访谈的形式,对应用对象的需求进行调查,明确了虚拟实验室开发的具体物理实验内容和相对应的功能,提出了设计目标和原则,并综合考虑其他因素,进行基于多模态交互的物理光学虚拟实验室的功能模块划分以及框架逻辑设计。第四章,详细论述了基于多模态交互的物理光学虚拟实验室的具体开发流程,包括所选择的开发工具、开发中运用的关键技术以及关键功能的实现。第五章,论述了物理光学虚拟实验室在物理实验课堂中的应用过程以及应用数据的分析过程,根据数据分析结果,总结本物理虚拟实验室在教学中的应用效果结论。第六章,总结整个研究内容,提出了本研究的创新之处以及存在的不足,并为后续的研究提出了相应的展望。基于多模态交互的物理光学虚拟实验室,融合多种感官交互方式,使学习者从视觉、听觉、触觉多方面的去感受虚拟实验室的魅力,改变了传统虚拟实验室单一的交互方式,提高了学习者学习过程的趣味性,增强了学习者的沉浸感。同时,融合当下研究热点多模态交互方式,设计开发具体的教学内容,也为教育与新兴技术融合应用的研究领域提供了新的思路。

基于体感交互的综采设备虚拟操纵系统设计与评价

这是一篇关于体感交互,综采设备,虚拟操纵系统,Azure Kinect的论文, 主要内容为综采设备操纵系统在智能工作面煤炭开采过程中起着控制综采设备运行的重要作用,合理的操纵系统能够有效提升工人的工作效率,保证煤矿安全生产和工人生命安全。目前,综采设备操纵系统主要是由集控中心的操纵人员通过对控制面板或现场巡检人员通过对电液控制器的操纵等方式来实现的,相关设备生产企业对于综采设备的设计研究主要集中在综采设备功能的设计与优化方面,对综采设备的操纵系统的人机研究甚少,致使综采设备的操纵系统在实际使用过程中,舒适度还有待提升。且矿井环境恶劣复杂,研究人员无法随时深入井下进行实验及验证,增加了研究困难度,为了解决上述问题,本文设计与实现了基于体感交互的综采设备虚拟操纵系统。本文主要以中厚煤层的操纵设备为研究对象,以提高一线操纵工的舒适性和操纵安全性为目的,基于Unity 3D虚拟现实技术,搭建了不同煤层矿采虚拟环境,重点研究了中厚煤层的ZZ4000/18/38型四柱支撑掩护式液压支架和井下集控中心,利用体感交互技术对井下虚拟场景进行测试试验和数据采集,并以此为依据指导和实现综采设备操纵系统的设计与开发。本文主要的研究工作和成果如下:(1)建立了虚拟综采设备及其操作系统模型及场景。基于对综采设备和一线矿工的调研结果,分析了一线操纵工人在实际操纵过程中的痛点,建立了虚拟综采设备及虚拟矿工的系统模型。在此基础上,分别以薄煤层、中厚煤层、大采高、放顶煤和井下集控中心几个场景片段为入手点,搭建了基于设备、灯光系统、粒子系统的综采设备虚拟场景。(2)研究了虚拟矿工与真人同步动作的体感交互技术。通过骨骼绑定技术将虚拟矿工在Unity 3D引擎中与Azure Kinect中的虚拟机器人进行关节绑定,实现虚拟场景内矿工模型与现实中的真人动作相同步,从而进行体感交互。(3)实现了交互人员的关节坐标数据采集及人机数据分析。在集成试验中同步采集被试人员的关节数据,并储存为XML文件;通过关节点的坐标计算出三维空间内关节点到地平面以及关节点到关节点的距离,得到操纵状态下手的高度、腿部活动所需空间等数据,从而得出有效的动态下的人机数据,为综采设备的相关设计尺寸提供依据。(4)建立了综采设备虚拟操纵系统并对其进行了评价。基于采集计算的人机数据实现对部分综采操纵设备的改进设计,利用专家打分法和人机工程学软件Jack对改进前后的设计进行评价验证。结果表明:改进设计的电液控制器及集控中心方案更为合理,更能满足舒适操纵的需求。本文所提出的基于体感交互的综采设备虚拟操纵系统的设计方法,以一线操纵工人的工作舒适度提升为出发点,提出了具有数据支撑、评价验证的设备设计指导方案,同时为相关设备生产企业提供了有实际意义的人机工程理论数据。

基于RGB-D目标检测的体感靶系统研究与实现

这是一篇关于目标检测,体感交互,RGB-D图像,注意力机制,体感靶的论文, 主要内容为目标检测技术作为计算机视觉领域的一项重要技术,在体感交互领域也有了广泛的应用。然而,仅使用RGB图像进行单模态的目标检测有很多局限性,易受到光照、阴影、遮挡、背景等环境因素的影响,从而导致目标检测的效果不佳。而目标检测技术在体感交互领域的应用中,不光有较高的精度要求,还需要较为准确地描述目标的形状和空间位置等信息。因此,本文使用RGB-D图像作为输入,设计了双流非对称式的目标检测算法,输出手部和脸部的检测框,并将检测框的位置关系作为输入,设计了体感靶系统算法,最后基于以上两种算法设计并实现了完整的体感靶系统。首先,本文提出了一种双流非对称式的RGB-D目标检测算法,对深度图像进行预处理之后,设计了双流非对称式的特征提取网络,针对RGB图像和深度图像分别选择不同的特征提取网络,并引入了注意力机制,在降低网络复杂度的同时,能够兼顾RGB图像和深度图像的共性和差异。在通道注意力机制的基础上设计了通道自适应融合模块,用于自适应地学习调节通道的特征响应,从而实现RGB-D多模态特征的高效融合。在Hand Gesture数据集和自制的数据集上进行实验,验证了算法的精确性和实时性。其次,对于体感靶系统,本文设计了投掷准确度判定算法、投掷速度判定算法和计分算法,统称为体感靶系统算法。在RGB-D目标检测中,分别得到了投掷结束时脸部和手部的检测框坐标,提取到检测框中心点的深度信息后,计算投掷结束时手部中心点的移动速度,与最低投掷速度进行比较,判定投掷是否脱靶,并计算中心点之间的距离,根据二者的距离判断投掷的准确度。根据投掷的距离设计了一个难度系数,将难度系数与投掷后的环数相乘得出最后的得分。通过与真实投掷情况进行实验比较,验证了体感靶系统算法的有效性。最后,对体感靶系统进行了需求分析,设计了系统的各个模块,包括图像预处理模块、目标检测模块和投掷判定模块,并设计了系统的UI界面,对系统各个功能进行了测试。结果表明,本文设计的体感靶系统能够较好地完成任务,同时也证明了在体感交互领域中,使用RGB-D图像进行多模态的目标检测具有实际应用价值。

虚拟唢呐教学工具的设计与实现

这是一篇关于虚拟乐器,体感交互,游戏化教学的论文, 主要内容为唢呐是我国民间家喻户晓的传统吹管乐器,主要应用于民间婚丧嫁娶等场合,“民俗性”是其核心的文化标签。但近些年,唢呐因其独特的音色被贴上“流氓乐器”的标签,带有戏谑、调侃的味道,传承度也逐渐下降。不止唢呐,许多民族乐器因其实体设备匮乏,教学资源不足,教学方式单一等因素,学习人数有所下降,乐器传承度也有所影响。随着多媒体计算机技术的发展,虚拟乐器、虚拟音乐软件等设施设备的出现为这一问题提供了解决方案,也为乐器教学带来了新的改革。人们学习乐器的方式也变得多样化,除了拿实体乐器进行演奏,也可以通过虚拟乐器来模拟乐器演奏。体感交互技术能够利用专门的交互设备,创建一个虚拟的教学环境,让使用者在此虚拟环境中,能够直观地看到我们所搭建的虚拟乐器的三维景象,在不能接触乐器实体的情况下,也能够近距离观察乐器的构造,并且利用独特的肢体交互方式,在环境中利用肢体所传递的数据控制虚拟环境中的虚拟手直接与虚拟乐器接触及演奏。这种直接动手演奏高度逼真的虚拟乐器的交互方式所带来的便捷,能够给乐器的教学提供了很大的帮助。目前市场上大多数的虚拟乐器软件很少有针对我国传统的民族乐器而提供的,如唢呐、三弦、二胡等。而且,现有虚拟乐器软件大多以娱乐为主,不能够直接应用于器乐教学。针对虚拟乐器教学和唢呐教学存在的问题,本文尝试根据游戏化教学、人机交互等理论以及唢呐的基本乐理,采用三维模型设计、虚拟现实技术和体感交互技术,设计并实现虚拟唢呐教学工具来推广唢呐的学习。研究工作如下:(1)研究文献了解国内外研究现状。查找并阅读有关虚拟乐器、游戏化教学理论、手势交互理论等国内外文献,了解唢呐教学、虚拟乐器以及体感交互、手势交互理论等研究现状,明确论文的研究方向、内容和研究思路。(2)相关技术和理论研究。一方面研究唢呐的口内和指法技巧,为系统中设计唢呐教学内容、与唢呐模型的交互做好基础;另一方面研究人机交互理论、游戏化学习、多媒体学习等理论,为系统的建设做好理论基础。(3)虚拟唢呐教学工具的设计与实现。利用虚拟现实技术、三维建模技术,配合Leap Motion控制器和Unity 3D软件,设计并实现虚拟唢呐技术教学工具,希望借助该工具能够帮助学习者掌握唢呐基础乐理知识并学会简单的演奏。(4)虚拟唢呐教学工具的测试与应用分析。对系统进行了用例检测和用户体验度调查,证明系统的有效性和实用性。调查用户使用系统的体验感,从功能设置、界面设计以及使用流畅度等几个方面来对系统进行评估,并根据调查结果对系统进行修改和完善,达到系统合理的有效性和使用感,并真正为用户带来学习体验。综上所述,本论文通过研究虚拟唢呐教学工具,将虚拟乐器与体感交互进行融合,运用手势交互技术帮助用户掌握唢呐学习的入门知识,丰富唢呐的教学形式,了解传统乐器的美妙之处。