基于触屏设备的人机交互界面设计研究

□秦 征

（西京学院 陕西 西安 710123）

基于触屏设备的人机交互界面设计研究

□秦 征

（西京学院 陕西 西安 710123）

一般针对手势或是语音等人为自然的操作控制方式容易造成歧义的产生以及编解码较为复杂的情况，所以进一步提出基于触摸操作的人机协作的操作方法，借助这种较为自然的方式实现人机的交互。其中涉及到的硬件基础主要有无线网络，触摸屏设备以及双目摄像机等，主要是在Android版本的框架之内实现人机远程的交互界面，通过双目摄像机获得的图文图像借助无线网络通讯将其显示在触摸屏的移动设备上，在有实际用户在二维界面上通过触摸进一步给出目标的三维坐标，进一步实现驱动机器人操作作业，大量实验证明这种界面可以支持用户像玩游戏一样达到对机器人的控制以及完成预设的任务，提高人机互动的可操作性与准确性。

人机界面；触屏设备；设计

1 基础的硬件结构一直是人机交互界面实现的重要组成部分

一般而言人机的交互界面中，整个系统中所需要的硬件主要是两部分：客户端以及终端得分服务器，机器物件是其终端服务器的主要承载着，由整个机械的本体设计，驱动机器运作的驱动系统，和最为关键的观察操作的环境的摄像机充当的是机器物件的双眼功能。这是一些主要的重要设备，同时还伴有一些其他性的辅助性设备。对于机器物件实现像人一样的操作功能还有赖于借助无线网络实现远程的触屏通讯对机器物件的远程指挥操作。其中触屏式设备的作用对是对机械物件现场操作的的相关信息反馈回来，呈现在触屏设备的图面上，针对反馈回来的信息可以方便后台的操作人员针对现场操作的情况对远程机器物件实施操控，借助在触屏平面上输入相关的控制指令，达到对机器物件的控制。同时借助触屏设备还可以很方便的实施一些较为特殊性的操作控制。不难理解无线网络的通讯功能就是为了方便的实现人对于现场的操作机器物件实现远程遥控，同时还负责控制现场各种信息传输与反馈，方便操作人员具体了解现场操作的情况，及时做出恰当准确的决策，一般进行传输的主要内容是大部分是现场操作的视屏信息，这种情况下的传输对于无线网络的通讯质量有着极高的要求，稍有不慎就可能影响后天的指挥人员作出错误的预判，所以尽可能的保持无线网络高质量的工作运转[1]。最后机器物件主要是进行执行任务的操作执行者，结合终端远程发过来的控制信息，独立完成执行任务的同时，还需要对周边的现场施工操作环境进行监督收集，再将其内容发送回远程终端控制处，为后台的指挥人员进行下一步的战略部署提供切实可行的战略依据。

2 关键性技术在人机交互界面中的重要作用

2.1 双目的视觉技术

这一技术的应用主要是为了较为准确的获得目标的三维坐标信息，需要准备两台性能较好以及运行比较稳定的摄像机，放置在平行平面上，对摄像机实施安装与固定，确定两台摄像机之间的焦距与基线，一般对于焦距与基线这两个参数的具体确定可以通过双目摄像机的标定算法求的，具体的算法一般现在较为普遍使用的是张正友先生倡导的标定算法，比较科学合理。之后再进一步计算出空间点在两个摄像机成像平面上的投影图像坐标与像素点，从而计算出所对应实物的具体三维坐标，并最终以数组的形式将信息存储在计算机内存中[2]。需要注意的是之所以选择两个型号性能一样的双目摄像机，就是尽可能保证实现两个实际参数较为接近的摄像头，集成过约束装配在一个箱体上并进行封闭，这样操作固定的主要目的就是为了最大限度上的防止发生振动，而影响双目摄像头发生结构的变化，使其尽可能的保证通过双目摄像头，得到的标定外部参数的真实有效性。

2.2 提取目标的三维坐标

在机器人物件视野的范围内，用户进行点取具体目标的操作时，系统就自动可以通过对该点以及该点附近的区域所呈现的颜色特征作为前景特征，之后在采用交互的漫水分割算法，尽可能的将其区域内较为相似的像素进行区分分割，将分割开的图像像素坐标投射到景深图像的区域之内，从而得出该区域的实际深度值，进一步得出所获取目标的三维坐标信息。

结束语

一般将数字图像可以看做是，空间物体在二维平面上的实际映射，但是通过利用双目摄像机，可以尽可能的将二维图像中的局部三维信息，进一步得到景深图像，以比较自然的方式实现二维界面上的空间目标选取，更进一步的提高了人机进行交互的效率。实现我国人机交互水平提升的同时，更大限度上的发挥人机交互在实际应用中的价值。

[1]刘佰鑫,刘成良,贡亮.基于触屏设备的人机交互界面设计[J].机电一体化,2015,21(4):45-47.

[2]赵汉武,赵会珍,杨佳.便携式检测设备的触摸屏人机界面设计[J].机电产品开发与创新,2014,27(1):90-92.

1004-7026（2017）08-0106-01

TN873

A

秦征（1999.2-），男，黑龙江庆安，西京学院，机电一体化专业。

10.16675/j.cnki.cn14-1065/f.2017.08.082