【摘 要】
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随着物联网时代的到来,无线设备已经渗透到日常生活的每个角落,在智能家居、智慧交通、智能制造、环境检测等方面发挥着日益显著的作用。伴随着大量物联网设备的出现,传统的连接方法就显得过于冗余,如基于文本连接列表的交互形式不够便捷。当列表中出现大量可连接设备时,用户无法快速有效的选择需要连接的蓝牙设备。如何以直观的方式与之进行交互,为用户提供便捷可操作的交互方法是当下亟需解决的问题。为此,本文将蓝牙设备的
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随着物联网时代的到来,无线设备已经渗透到日常生活的每个角落,在智能家居、智慧交通、智能制造、环境检测等方面发挥着日益显著的作用。伴随着大量物联网设备的出现,传统的连接方法就显得过于冗余,如基于文本连接列表的交互形式不够便捷。当列表中出现大量可连接设备时,用户无法快速有效的选择需要连接的蓝牙设备。如何以直观的方式与之进行交互,为用户提供便捷可操作的交互方法是当下亟需解决的问题。为此,本文将蓝牙设备的寻向功能以及计算机视觉技术的语义识别功能引入到本文中。本文的研究思路如下:首先利用蓝牙5.1引入Ao A的特性以及现有移动设备对相机与水平仪等硬件功能的系统支持,探索更加稳定直观的设备识别定位方法,再构建面向蓝牙设备的人机可视化交互原型系统。本文的具体研究工作包括:(1)基于水平仪的角度估计机制:本文利用蓝牙5.1协议中的寻向功能、相机小孔成像原理以及水平仪对设备运动状态检测等方法,实现了一种具有现实可操作性、定位可靠的方位角和仰角估计机制。在实现较高角度估计精度的同时简化了用户的操作流程,提高了方法的鲁棒性使之具有更高的实用性。用户能够感知目标设备相对于其接收设备的相对方向,并在相机屏幕中定位信号发射源的位置。(2)基于单应矩阵的匹配机制:本文研究利用计算机视觉中的单应矩阵来匹配Ao A点云信息以及视觉检测信息这两个异构模态信息,将信号发射源的位置与视觉检测到的语义信息进行耦合,为用户提供更直观、准确的可交互对象。相较之前的相关工作,本文不仅实现了设备定位功能,还为为用户提供了一种新颖的可视化设备识别方法,增强用户的交互式体验。综上所述,本文将基于这两种机制搭建面向蓝牙设备的人机可视化交互原型系统,并在实验室、教研室等多个现实场景进行了大量实验评估。实验结果验证分为以下两个方面:i)无线信号定位精度误差为8.3cm,本文在保持较高定位精度的同时简化了用户操作步骤,提出的系统更具有现实可操作性和鲁棒性;ii)设备识别定位准确率超过90%,为验证系统的实际可操作性,本文在多个不同环境中部署系统并进行实验评估,通过实验结果发现,本文提出的系统既能准确识别目标设备又能为用户提供具有语义信息的可交互对象。本文成果将推进智能设备识别定位以及交互的相关应用,为构建物联网设备更广泛便捷的场景提供支持。
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