CN201955730U - 一种人机交互系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种人机交互系统。本实用新型所提供的人机交互系统，由于采用了其包括：用于发射超声波的声源产生装置；与所述声源产生装置通讯连接的受控装置；所述受控装置包括：一受控装置本体，及设置在所述受控装置本体内的二维传感器阵列装置、数据采集装置、CPU、光标移动显示装置；其将声源产生装置的连续二维估计引入人机交互，使人机交互系统具有根据声源的位置信息变化来控制计算机相应动作的新功能，增加了人机交互方式的多样性，使计算机更加智能化、人性化，用户控制简单，正常人、残疾人均可实现，为用户提供了方便。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种人机交互系统。
背景技术
人机交互技术(Human-Computer Interaction Techniques)是指通过计算机输入、输出设备，以有效的方式实现人与计算机对话的技术。它包括机器通过输出或显示设备给人提供大量有关信息及提示请示等，人通过输入设备给机器输入有关信息，回答问题及提示请示等。人机交互技术是计算机用户界面设计中的重要内容之一。它与认知学、人机工程学、心理学等学科领域有密切的联系。
人机交互功能是决定计算机系统“友善性”的一个重要因素，随着计算机技术的发展，操作命令也越来越多，功能也越来越强，随着模式识别，如语音识别、汉字识别等输入设备的发展，操作员和计算机在类似于自然语言或受限制的自然语言这一级上进行交互成为可能。此外，通过图形或多点触摸进行人机交互也吸引着人们去进行研究。这些人机交互可称为智能化的人机交互，这方面的研究工作正在积极开展端。
现有技术中的人机交互系统功能不全面，不利于计算机的智能化、人性化。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
实用新型内容
鉴于上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种人机交互系，其将声源产生装置的连续二维估计引入人机交互，使人机交互系统具有根据声源的位置信息变化来控制计算机相应动作的新功能，增加了人机交互方式的多样性，使计算机更加智能化、人性化。
本实用新型的技术方案如下：
一种人机交互系统，其中，包括：用于发射超声波的声源产生装置；与所述声源产生装置通讯连接的受控装置；
所述受控装置包括：一受控装置本体，及设置在所述受控装置本体内的二维传感器阵列装置、数据采集装置、CPU、光标移动显示装置；
所述二维传感器阵列装置、数据采集装置、CPU、光标移动显示装置依次连接。
所述的人机交互系统，其中，所述声源产生装置进一步包括单片机、数模转换器、超声波发射器和按键；
所述按键、单片机、数模转换器、超声波发射器依次连接。
所述的人机交互系统，其中，所述二维传感器阵列装置包括设置在光标移动显示装置侧边的多个纵向排列的传感器及多个横向排列的传感器。
所述的人机交互系统，其中，所述数据采集装置包括：
与所述多个传感器连接的多通道输入模数转换器。
本实用新型所提供的人机交互系统，由于采用了其包括：用于发射超声波的声源产生装置；与所述声源产生装置通讯连接的受控装置；所述受控装置包括：一受控装置本体，及设置在所述受控装置本体内的二维传感器阵列装置、数据采集装置、CPU、光标移动显示装置；其将声源产生装置的连续二维估计引入人机交互，使人机交互系统具有根据声源的位置信息变化来控制计算机相应动作的新功能，增加了人机交互方式的多样性，使计算机更加智能化、人性化，用户控制简单，正常人、残疾人均可实现，为用户提供了方便。
附图说明
图1是本实用新型实施例的人机交互系统结构示意图。
图2是本实用新型实施例的人机交互系统原理框图。
图3是本实用新型实施例的声源产生装置内部原理框图。
图4是本实用新型实施例的二维传感器阵列装置的传感器排列设置结构示意图。
图5是二维传感器阵列装置的传感器排列原理图。
具体实施方式
本实用新型提供一种人机交互系统，为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
本实用新型实施例的一种人机交互系统，如图1所示，包括：用于发射超声波的声源产生装置100；与所述声源产生装置通讯连接的受控装置，所述受控装置包括：一受控装置本体200，如图1所示。
本实施例中，所述声源产生装置100较佳为手持式的声源产生装置，并能产生出超声波位置信号发射出去，以控制所述受控制装置200执行各种功能。
较佳地，声源产生装置100采用发出频率大于20KHz的超声波位置信号：如图3所示，所述声源产生装置100由单片机、数模转换器（DAC）、超声波发射器、时钟、电源和按键组成，可以用手指携带。所述按键、单片机、数模转换器、超声波发射器依次连接；按键用于触发单片机（MCU）产生某一频率的数字信号，经过DAC后驱动超声波发射器发送超声波位置信号。所述电池用于提供移动电源，时钟用于提供时钟信号。
进一步地，如图2所示，所述受控装置还包括及设置在所述受控装置本体200内的二维传感器阵列装置210、数据采集装置220、CPU230、光标移动显示装置240；所述二维传感器阵列装置210、数据采集装置220、CPU230、光标移动显示装置240依次连接。
如图2所示，所述二维传感器阵列装置20与所述声源产生装置100通讯连接，用于接收所述超声波位置信号。较佳地，如图4所示，所述二维传感器阵列装置210包括设置在光标移动显示装置240侧边的多个纵向排列的传感器（如图4所示的传感器211、传感器214和传感器215）及多个横向排列的传感器（如图4所示的传感器211、传感器212、传感器213）。
其中，图4中的传感器211、传感器212、传感器213，及传感器211、传感器214和传感器215都为超声波传感器，分别以光标移动显示装置240的水平方向和垂直方向为坐标轴的x轴和y轴，公共点传感器211为原点，建立如图5的直角坐标系，其中x轴和y轴均匀排布着若干个超声波传感器，用于从各个角度感应所述声源产生装置发出的超声波位置信号。本方法忽略声源的第三维移动轨迹，仅仅估计出声源的水平位置信息和垂直位置信息。
进一步地，所述数据采集装置220包括：与所述二维传感器阵列装置210的多个传感器连接的多通道输入模数转换器，用于采集各个传感器感应到的超声波位置信号，并将该超声波位置信号发送至中央处理器（CUP）230进行数据处理，主要包含了两种CPU的处理算法，一是声源的方位估计，采用时延估计方法估计出声源产生装置的x、y信息；二是参数校正，将x和y转换为屏幕上光标所对应的坐标值，然后输出给光标移动显示装置240。
所述光标移动显示装置240将光标位移数据传递给光标移动控制函数，进而控制显示输出。
工作原理如下：步骤1、数字阵列信号输入；声源产生装置100产生的的某一频率的超声波位置信号，通过空气介质传输，被二维传感器阵列装置210的超声波传感器阵列接收，进入数据采集装置220，将模拟信号转换为多通道数字阵列信号。
步骤2，帧缓存；经过所述步骤1，所接收的数字阵列信号在送入CPU处理之前需要经过缓存单元，所述缓存单元为双缓冲机制，连续接收数字信号。
步骤3，声源方位估计；算法单元为关键环节，所述方位估计主要指二维估计算法，即CPU取缓存的帧信号，同时CPU将数字帧信号分为水平和垂直两组，分别做时延估计，获得x和y方向的方位信息。
步骤4，参数校正；将步骤3的声源x和y估计值转换为屏幕上对应的坐标值，因此CPU同时需要读取当前显示设备的参数，如显示接口类型、分辨率、比例模式等。
步骤5，读取光标当前坐标值；CPU计算光标位移时必须知道起点和终点，终点为步骤4的估计结果校正值，而起点为上一次计算后的光标终点坐标值。
步骤6，计算本次光标位移。
步骤7，保存本次光标位移的终点值，以备下次运算读取。
步骤8，控制显示；结合步骤6的计算结果，CPU调用光标显示控制函数，将显示参数传递给光标移动显示装置，屏幕显示新的光标位置。
有益效果：通过本实用新型的人机交互系统，人的意愿能够在计算机上得到表达，能够正确实现人机交互；在一些特殊场合（如娱乐电视节目、电影、游戏等），此方法具有极佳的应用前景；所述人机交互方法能够促进智能电视的发展。
综上所述，本实用新型所提供的人机交互系统，由于采用了其包括：用于发射超声波的声源产生装置；与所述声源产生装置通讯连接的受控装置；所述受控装置包括：一受控装置本体，及设置在所述受控装置本体内的二维传感器阵列装置、数据采集装置、CPU、光标移动显示装置；其将声源产生装置的连续二维估计引入人机交互，使人机交互系统具有根据声源的位置信息变化来控制计算机相应动作的新功能，增加了人机交互方式的多样性，使计算机更加智能化、人性化，用户控制简单，正常人、残疾人均可实现，为用户提供了方便。
应当理解的是，本实用新型的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。
Claims (4)
1.一种人机交互系统，其特征在于，包括：用于发射超声波的声源产生装置；与所述声源产生装置通讯连接的受控装置；
所述受控装置包括：一受控装置本体，及设置在所述受控装置本体内的二维传感器阵列装置、数据采集装置、CPU、光标移动显示装置；
所述二维传感器阵列装置、数据采集装置、CPU、光标移动显示装置依次连接。
2.根据权利要求1所述的人机交互系统，其特征在于，所述声源产生装置进一步包括单片机、数模转换器、超声波发射器和按键；
所述按键、单片机、数模转换器、超声波发射器依次连接。
3.根据权利要求1所述的人机交互系统，其特征在于，所述二维传感器阵列装置包括设置在光标移动显示装置侧边的多个纵向排列的传感器及多个横向排列的传感器。
4.根据权利要求3所述的人机交互系统，其特征在于，所述数据采集装置包括：
与所述多个传感器连接的多通道输入模数转换器。
Priority Applications (1)
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| CN2010206820976U CN201955730U (zh) | 2010-12-27 | 2010-12-27 | 一种人机交互系统 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN2010206820976U CN201955730U (zh) | 2010-12-27 | 2010-12-27 | 一种人机交互系统 |
Publications (1)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103631380A (zh) * | 2013-12-03 | 2014-03-12 | 武汉光谷信息技术股份有限公司 | 一种人机交互数据的处理方法及其控制系统 |
-
2010
- 2010-12-27 CN CN2010206820976U patent/CN201955730U/zh not_active Expired - Fee Related
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