Αναζήτηση

Πλοήγηση

• Κοινότητες
• Συγγραφείς
• Έτος
• Τίτλοι
• Θέματα

Ο Χώρος μου

• Είσοδος

Ασύρματο ενσωματωμένο σύστημα σε γάντι για καταγραφή κίνησης χεριού και αίσθηση αφής σε τρισδιάστατα περιβάλλοντα

Effraimidis Michail

Πλήρης Εγγραφή

---

Περίληψη

Τις τελευταίες δύο δεκαετίες, η άνοδος των απτικών τεχνολογιών ανέδειξε νέες δυνατότητες στην περιοχή απομακρυσμένης αλληλεπίδρασης με ψηφιακά αντικείμενα. Με τον όρο απτική τεχνολογία, γνωστή και ως κιναισθητική επικοινωνία ή τρισδιάστατη αφή, αναφερόμαστε σε οποιαδήποτε τεχνολογία η οποία μπορεί να δημιουργήσει μία εμπειρία αφής εφαρμόζοντας δυνάμεις, δονήσεις ή κινήσεις στον χρήστη. Οι τεχνολογίας εικονικής πραγματικότητας γίνονται σταδιακά φθηνότερες επιτρέποντας σε αναδυούμενες απτικές τεχνολογίες πρωτοπόρες ιδέες για να ενεργήσουν σαν γέφυρα μεταξύ αλληλεπιδράσεων ανθρώπων μηχανής. Παρόλ αυτά, φορετά απτικά συμβατά με εφαρμογές εικονικής πραγματικότητας υλοποιούνται με χρήση ενσύρματων συστημάτων τα οποία περιορίζουν αρκετά τις κινήσεις του χρήστη. Η διπλωματική αυτή αντιμετωπίζει αυτό το ζήτημα δημιουργώντας ένα ασύρματο ενσωματωμένο σύστημα σε γάντι για καταγραφή κίνησης χεριού και αίσθηση αφής σε τρισδιάστατα περιβάλλοντα. Για αυτό το σκοπό, αυτή η ενσωματωμένη υλοποίηση έχει πολλαπλά έξαρτήματα συνδεδεμένα πάνω της. Αρχικά, ένα Raspberry Pi συνδέθηκε στο γάντι το οποίο ελέγχει πολλαπλά εξαρτήματα και επικοινωνεί με τον υπολογιστή μέσω δικτύου Wi-Fi. Έπειτα, πέντε εύκαμπτοι αισθητήρες τοποθετήθηκαν πάνω από κάθε δάχτυλο του γαντιού για να εντοπίζουν την περιστροφή των δαχτύλων. Επιπλέον, μία βάση που βρίσκεται στο πάνω μέρος του χεριού έχει κολλημένη μία τρισδιάστατα εκτυπωμένη τριγωνική βάση που περιέχει τρία υπέρυθρα LED. Μία USB κάμερα με φίλτρο υπέρυθρης διέλευσης χρησιμοποιήθηκαν για να εντοπίζουν την θέση των υπέρυθρων LED παρέχοντας δυνατότητες τρισδιάστατης καταγραφής κίνησης του χεριού. Επίσης, ένα γυροσκόπιο-επιταχυνσιόμετρο τοποθετήθηκε πάνω από την εκτυπωμένη βάση με σκοπό τον εντοπισμό pitch και roll περιστροφών του χεριού. Ένα μοτέρ δόνησης τοποθετήθηκε πίσω από κάθε δάχτυλο προσδίδοντας μία αίσθηση αφής σε συνολικά πέντε σημεία απτικής διέγερσης. Δεδομένα που συλλέχτηκαν από αυτά τα εξαρτήματα χρησιμοποιήθηκαν για να δημιουργήσουν μία ψηφιακή αναπαράσταση του χεριού του χρήστη σχεδιασμένο σε μία demo εφαρμογή στο πρόγραμμα Unity 3D το οποίο κινείται σύμφωνα με τις κινήσεις του χεριού του χρήστη. Αυτή η ψηφιακή αναπαράσταση μπορεί να αλληλεπιδράσει με άλλα ψηφιακά αντικείμενα που βρίσκονται στο επίπεδο της εφαρμογής τα οποία όταν έρθουν σε μεταξύ τους σύγκρουση προσδίδουν μία αίσθηση αφής με μορφή δονήσεων μέσω των μοτέρ δόνησης. Αυτή η υλοποίηση δοκίμασε με επιτυχία κλιμακωτές και ανεξάρτητες μεταξύ τους εντάσεις δόνησης και στα πέντε μοτέρ με χρήση διαμόρφωση πλάτος παλμού και οδηγών διπλών μοτέρ. Επίσης παρέχεται ένα ικανοποιητικό σύστημα καταγραφή κίνησης χεριού χρησιμοποιώντας τεχνολογία υπέρυθρης καταγραφής και χρήση γυροσκοπίου-επιταχυνσιομέτρου χωρίς να χρησιμοποιείται μία έτοιμη εμπορική υλοποίηση. Επίσης αυτή η διπλωματική αναλύει τους περιορισμούς αυτής της ασύρματης υλοποίησης και προτείνει βελτιώσεις για μελλοντικές λύσεις.

Διαθέσιμα αρχεία

Υπηρεσίες