基本信息
- 項目名稱：
- 藍牙三維虛擬觸摸屏
- 小類：
- 信息技術
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 科技的飛速發(fā)展使人們對人機交互有了更高的要求。從陳規(guī)的按鍵操作到觸摸屏技術的轉變使人們體會到了科技帶來的便捷舒適。但現(xiàn)階段的觸摸屏技術還存在很多問題，比如需要觸摸屏幕，還有對觸摸屏的安放位置也有嚴格的要求，同時普通屏幕要變?yōu)橛|摸屏必須覆蓋一層特定的觸摸膜，這樣就給用戶帶來了很多不便。通過本設計的創(chuàng)作，可以有效地解決上述問題。藍牙三維虛擬觸摸屏系統(tǒng)采用超聲波測距技術、藍牙傳輸技術，通過類似于GPS原理的定位算法，有效實現(xiàn)定位的虛擬觸摸屏系統(tǒng)。該系統(tǒng)使得觸摸屏不再需要觸摸，可以把任意屏幕瞬時變?yōu)樘摂M觸摸屏，使操作更加便捷自由。
- 詳細介紹：
- 課題論述了一種全新的人機交互理念即虛擬觸摸屏技術，其主要的應用領域為使用任意演示屏幕的人機交互設施。 本系統(tǒng)共由四部分組成： 使用者手持的定位光標筆。該裝置大致由五部分組成，微處理器、電容感應式開關、紅色激光發(fā)射器、信號發(fā)射模塊、光標增益調節(jié)器。該裝置是用戶手持的部分。用戶用它實現(xiàn)在空中控制電腦屏幕上的光標移動，鼠標左、右鍵，滾輪，紅色激光教鞭等功能，并實現(xiàn)對鼠標增益的改變。 使用者佩戴的移動處理器。該部分大致分為微處理器、定位信號發(fā)射器。該部分由用戶佩戴在胸前，用于向固定處理器發(fā)射超聲波信號的裝置。 固定接收端。該裝置主要由微處理器、四個信號接收模塊、藍牙通信接收器、溫度傳感器等五部分組成。它將由移動接受端發(fā)出來的信號進行放大、再經運算處理，傳輸給應用光標定位的終端電腦。 上位機光標定位軟件。該軟件由VB編程軟件開發(fā)，通過調用系統(tǒng)控件，將接收到的數(shù)據(jù)轉換為鼠標在屏幕上的定位信息，從而實現(xiàn)對光標的準確控制。 （1） 當用戶使用本產品時，首先觸碰定位光標筆上電容式感應開關，定位光標筆隨即向用戶身上所佩戴的移動處理器和固定接收器發(fā)出一定的電波信號，各設備接受該信號進行時鐘校準，實現(xiàn)設備同步。 （2） 同時該信號觸發(fā)固定接收器的程序指令，計算出光標筆與固定端的距離，由微處理器建立一個以固定處理器為原點的三維坐標軸。 （3） 用戶移動定位光標筆過程中，該筆持續(xù)發(fā)射超聲波信號，由固定處理器不斷計算其三維坐標值。同時不斷監(jiān)控計算移動處理器的三維坐標值。 （4） 隨后將定位光標筆的三維坐標按算法投影到移動處理器建立的虛擬二維坐標系中。 （5） 最終實現(xiàn)了為用戶建立一個虛擬觸摸屏（任意空間）——在空中對光標的控制。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術關鍵和主要技術指標
- 目前，觸摸屏在使用時所欠缺的就是其僅局限擁有觸摸檢測部件的觸摸屏，對于那些普通屏幕就望塵莫及了。而且這些屏幕必須要人去觸碰屏幕，這就限定了其安裝位置?；谝陨显?，設計小組通過對目前鼠標原理進行本質的剖析，充分考慮了鼠標、觸摸屏的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢的基礎上研究開發(fā)的一套系統(tǒng)。該系統(tǒng)將進一步推進人機交流方式的變革，為實現(xiàn)方便、快捷、靈活應用奠定良好的基礎。 虛擬觸屏鼠標的創(chuàng)新點是將現(xiàn)有的大多數(shù)屏幕不需要任何的翻新更改即可變成觸屏式屏幕，通過建立虛擬三維坐標系統(tǒng)捕捉光標筆的定位信號，實現(xiàn)在空中對電腦光標的控制，并完全實現(xiàn)鼠標的功能。 基本思路 當用戶使用本作品時，首先觸碰定位光標筆上電容式感應開關，定位光標筆隨即向用戶身上所佩戴的移動處理器和固定接收器發(fā)出一定的電磁波信號，各設備接受該信號進行時鐘校準，實現(xiàn)設備同步。同時該信號觸發(fā)固定接收器的程序指令，計算出光標筆與固定端的距離，由微處理器建立一個以固定處理器為原點的三維坐標軸。 用戶移動定位光標筆過程中，該筆持續(xù)發(fā)射聲波信號，由固定處理器不斷計算其三維坐標值。同理不斷監(jiān)控計算移動處理器的三維坐標值。 隨后將定位光標筆的三維坐標按算法投影到移動處理器建立的虛擬二維坐標系中。 最終實現(xiàn)了為用戶建立一個虛擬觸摸屏（任意空間）——在空中對光標的控制。
科學性、先進性
- 由于目前市場上的觸摸屏完全是由特殊材質的屏幕加工制作而成，且仍是一種實體的觸摸系統(tǒng)。涉及虛擬觸摸技術的產品可以說寥寥無幾。 本作品需應用距離傳感器、單片機、數(shù)學建模、藍牙無線通信等較為成熟的多領域、多學科的尖端技術。因此本作品具有極強的科學性與先進性。
獲獎情況及鑒定結果
- （1）本作品在2009年3月24日獲得國家專利； （2）本作品在“挑戰(zhàn)杯”2009年河北省大學生課外學術科技作品競賽中榮獲特等獎； （3）本作品在河北工程大學2008年大學生學術科技節(jié)科技作品競賽中榮獲特等獎。
作品所處階段
- 本作品處于試驗調試階段，部分功能已實現(xiàn)。
技術轉讓方式
- 專利轉讓
作品可展示的形式
- 電子文稿、實物模型、現(xiàn)場演示。
使用說明,技術特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經濟效益預測
- 使用說明 用戶在使用前，將各部件從組合式的固定處理器中取出佩戴完畢，打開開關即可使用。使用時用戶只需將手指放到定位光標筆的電容式開關上，就可在空中控制投影幕布上的光標進行任意的操作。在控制過程中可以使用紅外激光教鞭，也可使用光標增益調節(jié)器調節(jié)靈敏度。 本作品的特點及優(yōu)勢在于可以將普通屏幕改為觸摸屏，也可以在現(xiàn)有觸摸屏望塵莫及的領域大顯身手。因此本作品的使用范圍非常廣闊，大到巨大的淺色墻壁、投影儀、軍事訓練場，小到普通的柜員機、手機屏幕，均可以改裝成為具有觸摸功能的顯示儀器。 目前市場上早已經出現(xiàn)應用遙控技術，可以在空中實現(xiàn)鼠標部分功能的遙控器。但是因其不能功能比較單一，不能完全滿足使用者的使用要求，而其價格又比較昂貴，所以市場占有率較低。本作品在空中即可完成對電腦的控制，完全滿足客戶的要求，故市場前景非常廣闊。 本作品現(xiàn)階段的造價成本在2000元左右，但是如果實現(xiàn)產業(yè)化發(fā)展的話，則其成本將會大幅度降低，預計僅有700元左右。
同類課題研究水平概述
- 就目前國內外相關資料來看，在虛擬觸摸屏技術上的研究還屬空白。雖然之前些人提出這一概念，因其某些核心的關鍵技術還沒有解決或沒找到合適的解決方法，所以也只是停留在設想階段而已。雖然市面已經出現(xiàn)一些定位的產品，例如唐恩公司的iLocateTM WSN，但是其定位精度較低而且也僅使用于工業(yè)及人員的定位，沒有實現(xiàn)本作品所達到的設計目的。 此外，國內外關于觸摸屏技術的改進及研究，也僅限于現(xiàn)在普遍使用的電阻式、電容式等普通實體觸摸屏，并沒用涉及在空中即可實現(xiàn)觸摸功能的虛擬觸摸屏技術。所以本作品所涉及的是一個全新的前沿性課題，也可以說本作品所涉及的該領域是一個空白的領域。因此本作品具有極高的開發(fā)與研究價值。
