基于android平台的静电力触觉再现移动终端

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1、分类号：TN91单位代码：10183研究生学号：研2013522039密级：公开吉林大学硕士学位论文（学术学位）基于Android平台的静电力触觉再现移动终端ElectrostaticForceTactileDisplayMobileTerminalBasedonAndroid作者姓名：吴赛文专业：通信与信息系统研究方向：人机交互与虚拟现实技术指导教师：孙晓颖教授培养单位：通信工程学院2016年6月—————————————————————基于Android平台的静电力触觉再现移动终端—————————————————

2、————ElectrostaticForceTactileDisplayMobileTerminalBasedonAndroid作者姓名：吴赛文专业名称：通信与信息系统指导教师：孙晓颖教授学位类别：工学硕士答辩日期：2016年6月5日未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学硕±学位论文原创性声明

3、本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：矣凌女日期：７Ｗ《年义月日基于Android平台的静电力触觉再现移动终端摘要触觉再现技术是一种人机交互的前沿技术，能提供给人更加真实的沉浸感，可广泛应用于教育教学、商业展示、医学治疗和益智娱乐等领域。

4、利用裸指触摸移动终端屏幕来真实自然地感知被显示物体属性，实现丰富逼真的触觉再现，是数字化移动终端发展所追求的理想目标。但目前在移动终端上难以实现精细的、大面积的、可与触摸屏协同工作的触觉再现。静电力触觉再现技术被认为是移动终端实现触觉再现的主要方式之一。本文主要解决静电力触觉再现技术在移动终端上的集成应用问题，开发具有触觉再现功能的移动终端原理样机，为研制具备触觉再现功能的数字化移动终端产品提供技术参考。本文的主要工作内容如下：(1)研究静电力触觉再现技术的基本原理，建立静电力触觉再现过程中的力学模型，分析人体手指皮肤

5、的触觉生理特性，根据静电力触觉再现的实现机理，设计静电力触觉再现移动终端的整体结构。(2)设计基于Android平台的静电力触觉再现移动终端硬件架构，设计ARM核心处理单元，集成触觉交互单元、手指定位装置、触觉激励信号生成器和摄像头采集单元等装置，并设计移动终端供电电路，搭建出完整的静电力触觉再现移动终端。(3)构建基于Android平台的静电力触觉再现移动终端软件系统，搭建Android系统软件开发环境，开发Android系统下手指定位装置、触觉激励信号生成器、摄像头采集单元等装置与核心处理单元的底层接口驱动，设计A

6、ndroid系统下静电力触觉再现应用软件的开发框架。(4)针对触觉再现技术在移动终端上的实用化需求，通过实验探索静电力触觉激励信号参量的人体触觉感知特性，研究针对图像和视频的静电力触觉特征提取算法，建立视觉信息与触觉信息转化映射模型，设计面向静态图像、动态视频和触控操作等静电力触觉再现技术在移动终端上的应用范例。为验证本文所开发的静电力触觉再现移动终端功能的有效性，在静电力触I觉再现移动终端上开展了针对图像、视频、触控操作等一系列触觉感知实验，实验结果表明，静电力触觉再现移动终端可以实现对图像形状轮廓、动态视频内容以及

7、触控操作的触觉感知与反馈，达到了良好的触觉再现效果。本文的主要贡献和创新包括：(1)开发了完整的基于Android平台的静电力触觉再现移动终端原理样机，为研制具备触觉再现功能的数字化移动终端产品提供技术参考。(2)设计并实现了面向静态图像、动态视频和触控操作等静电力触觉再现在移动终端上的应用范例，为触觉再现移动终端的推广提供应用示范参考。(3)提出了基于像素点的动态实时视频触觉再现渲染方法，采用HSI颜色模型映射激励信号的幅度和频率参量实现对动态彩色视频信息的触觉再现。本文从基本理论、硬件装置、软件驱动、功能应用等多个

8、方面对静电力触觉再现移动终端进行探索研究，为静电力触觉再现的进一步发展提供技术参考。关键词：触觉再现，静电力，移动终端，虚拟现实，AndroidIIElectrostaticForceTactileDisplayMobileTerminalBasedonAndroidAbstractTactiledisplayisanadvanc