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二等奖获奖作品:X-MOVE动作感应系统
获奖团队:X-LAB
获奖团队学校:北京邮电大学
团队成员:赵一鸣、陈真真
获奖作品简介:
X-move动作感应系统,使您可以用动作无线控制电脑,而电脑也可以对人的动作进行实时监控。
当前技术的发展,使得人们对于人机交互,动作监控等领域有着越来越高的要求。加速度传感器,陀螺仪等新兴MEMS传感器的出现,使得这种愿望成为可能。该项目正是基于这样的考虑设计的。它拥有以下功能:
 病人监护:对病人尤其是有精神疾病的患者,必须保证对其行为的实时监控,本系统可采集病人动作,实时反馈给电脑处理。
 新型人机交互:但此传感网络可以将动作数据处理并无线送入电脑。因此在电脑中可建立起对此人完善的模型和动作。并将其转换为相应的指令来进行操作。具体有以下几条:
(1) 无线空中鼠标。
(2) 无线驾驶系统,可再现汽车驾驶动作。
(3) 丰富的游戏运用,使得你在电视机前挥动双手就能完成一系列操作。
 运动员训练,人体定位:系统可将快速变化的动作数据,如线加速度,角加速度进行处理,转换成速度和位移信息发送给电脑,这特别适合运动员训练,内置了GPS导航系统,可将人体的速度,位置实时显示出来。
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本作品的创新点体现在以下几点:
作品创新点
(1) 选题创新——新型的动作感应和交互功能
我们平常使用的输入设备通常为鼠标和键盘,但这些设备随着功能的增多,控制起来越来越复杂,而且对于老年人等来说尤为不适。但动作感应系统不同,它可以将人的动作采集和处理,作为系统控制器。这样可以实现控制的形象化,趣味化,而且可在运动中健身,活动身体。
(2) 完全自主设计的软硬件平台
全部硬件由作者原创,利用超小型加速度传感器和陀螺仪,实现了超小的封装和超长的续航能力,这对于大批量生产和推广都是有直接现实意义的。
(3) 高效简洁的动作判断算法
 倾角检测
倾角检测是一项最为简单有效的功能,它可在静止情况下获得很准确的二维倾角值。这在动作检测中相当常用。
在静止情况下,可读取当前X,Y轴的加速度值,则这两个加速度的平方和可为:
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再将上面的计算结果与Z轴上的加速度值做正切运算,即可求出倾角:
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 离散积分算法
采用陀螺仪和加速度计组合的动作判断方法。其原理是陀螺仪将外界刚体的转动抵消,这样加速度计就可在绝对坐标系下进行工作,配合高精度的加速度计,就可获得非常精确地离散积分结果。
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(4) 方便快速的使用
系统的主节点(控制器)仅仅需要一条USB线就可与电脑实现通信,供电和控制。使用起来非常方便,而人性化的人机界面,使得任何人都可以在非常短时间内上手进行控制。而自主设计的手腕和脚腕固定器可以在完全不影响人动作的前提下很好的固定在人的四肢上,佩戴舒适,这些都为推向市场奠定了有利条件。
本作品的先进性体现在:
鲜明的技术优势:
1. 六轴动作感应——效果和精度更好
无线组网和六轴(三轴线性加速度和三轴角速度)传感系统,提供了比一般的传感系统更精确的参数数据。
2. 便于集成和推广的有力条件:
 超小封装,方便的挂在人体四肢而不影响动作
 超低功耗,可充电一次使用80小时以上
 无线组网,三个节点同时工作,测量人体关键动作
3. 完善的软件监控平台
原创的软件监控平台,使得您可直观的查看当前各个节点的关键数据,并提供了实时3D渲染能力,可将当前模组姿态随时展示出来
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总结:
(1) 新型的无线鼠标
通常鼠标都必须有一个合适的平面,但这对于一些情形,如演讲等是很困难的。而本系统解决了这个问题,它可以不依赖于任何平面,就能提供鼠标的精确操作。手的移动代表鼠标动作,拍打手背为单击左键,拍打手心为单击右键,非常便于推广使用。
(2) 健身而趣味的游戏
现在社会,人们每天忙于桌面办公,其运动量大幅度降低,但该系统提供了一个健身的完美机会,利用动作感应系统玩游戏,您可以用自己四肢的运动来控制游戏人物,让您酣畅淋漓,不仅锻炼了身体,更活跃了思维。这绝对是推向市场的绝好理由。
(3) 硬件与软件的无关性
一般而言,动作感应游戏都必须独立开发,这会大大增加成本,影响推广。但本系统不同,它可以对现在流行的任意游戏进行修改,使其获得对动作感应控制的功能,这样,您可以用动作感应来玩任何游戏!极品飞车,CS,超级玛丽,只要您想得到,它就能都办得到。
(4) 低成本和低功耗
大规模推广的最大障碍就是成本,而本系统的开发成本为200元/每组,而批量生产将大幅度降低成本,非常便于推广。而独有的硬件休眠和低功耗技术,使得系统可以在很低的功耗下实现超长续航能力,一次充电可供您80小时不间断使用。如果您不常用,那么充一次电用一个月都是没有问题的。
相关图片展示:
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软件截图1_0
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软件截图2_0
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无线虚拟驾驶系统
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姿态监控
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子节点核心
更多获奖作品展示:http://labs.chinamobile.com/groups/59_71845
这是一条镜像帖。来源:北邮人论坛 / communications / #16022同步于 2011/3/15
Communications机器人发帖
中移动大学生创新大赛二等奖:X-MOVE动作感应系统
caoliwei
2011/3/15镜像同步0 回复
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