人机交互论文篇 关键词：交互式实践教学财务管理一、“交互式”实践教学的内涵交互式教学（年由Palincsar最早提出）。是指在宏观教学情景下。在多点自由切入的教W平台上。教师的教与学生的学围绕某一个问题或课题进行平等交流和自主互动的一种教学方法。基于企业财务管理工作的保密性以及财务管理专业学生众多等原因。财务管理专业的实践教学一直存在先天瓶颈。受到诸多限制。随着信息技术和高校实践教学改革的不断发展。财务管理专业的实践教学也有了新的突破口。三江学院财务管理专业进行了“交互式”实践教学的改革与创新。取得了较好的效果。三江学院财务管理专业“交互式”实践教学是指：从“师生交互”“人机交互”“校企交互”三个维度。进行实践教学。三个维度形成良性循环。整个循环交互过程中。三个维度互有渗透。学生的主观能动性及优质师资的指导作用同样重要。图财务管理专业“交互式”实践教学图（一）师生交互师生交互的实践教学。达到了“教学相长”的效果。财务管理专业的财务管理、基础会计、会计信息系统等课程都已进入云端实验室授课。使用金蝶“云之家”软件辅助教学。师生实时进行线上/线下的交流互动。实现了“师生交互”的实践教学。在“交互式”实践教学探索过程中。我们强调基于“师生交互”的“做中学”“教学做一体化”“过程考核”等理念。并进行了应用。这体现了“师生交互”的实践教学的思路与成果。（二）人机交互人机交互的作业与考试。提升了教学效率与效果。从年开始。财务管理专业的财务管理、成本与管理会计、财务会计等课程的平时作业与期末考试。均在“网中网作业考试平台”进行。无纸化作业及考试的推行。表明财务管理专业实现了良好的“人机交互”的实践教学。提升了学生应对网络考试的能力。提高了考试与考卷批改的效率。财务管理专业的教师先后出版了《财务报告编制实训》《财务会计软件应用》《财务信息分析与处理》等自编教材。表明学院的财务管理专业实践教学从手工发展到上机。并在实践教学中增加了“人机交互”的特点。（三）校企交互校企交互的“双师型”师资。提升了实践教学效果。财务管理专业通过“行业专家进课堂”“学术专家来领路”等措施来优化师资。以提升实践教学效果。聘用企业及事务所的资深财会人员；引进中科集团、友邦保险等企业的财会专家；引进教授作为财务管理专业的学科带头人。“双师型”师资受到学生的欢迎。提升了学生学习的积极性与兴趣。提升了财务管理专业实践教学效果；也促使原有师资更好更快地成长。年。财务管理专业被学校遴选为首批校级“品牌专业”。这是对财务管理专业的认可与肯定。是对财务管理专业“交互式”实践教学改革的鼓励与支持；“品牌专业”建设的契机。将使得财务管理专业“交互式”实践教学改革得到更好地发展和应用。二、“交互式”实践教学的优点（一）“交互式”的实践教学。提升了教学效率和效果财务管理专业的财务管理、基础会计、会计信息系统等课程在“云端实验室”进行“师生交互”的实践教学。学生很感兴趣。财务管理、成本与管理会计、财务会计等课程在“网中网作业考试平台”进行“人机交互”的作业与考试。提高了作业与考试效率。（二）“校企交互”的“双师型”师资。提升了实践教学效果财务管理专业的“行业专家进课堂”“学术专家来领路”等措施。提升了财务管理专业的师资水准。提升了实践教学效果。会计师事务所、中科集团等企业的财会专家。教授级学科带头人。都受到财务管理专业师生的热烈欢迎。激发了学生学习兴趣。加快了原有师资的成长。（三）“交互式”实践教学。缓解了财务管理专业实践教学的瓶颈在诸多经济管理类专业中。财务管理专业持续火爆。财务管理专业学生众多；而企业财务管理工作的专业性强。企业财务资料的保密性高。因此。财务管理专业的实践教学一直有着较大瓶颈。众多的财务管理专业学生在校实践途径较少。实践机会不足。三江学院财务管理专业教师在“交互式”实践教学探索过程中。提出并强调了“做中学”“教学做一体化”“过程考核”等理念。并将其运用于教学实践。体现了三江学院财务管理专业“交互式”实践教学的创新与应用。三、“交互式”实践教学的应用（一）“云端实验室”“网中网作业考试平台”下的良好“交互”三江学院财务管理专业的财务管理、基础会计、会计信息系统等课程进入“云端实验室”授课。使用金蝶“云之家”软件辅助日常课堂教学。云端实验室使得师生实现实时互动。实现了“师生交互”的实践教学。学生普遍反响“高大上”。教师普遍感觉上课效果得到很大改善与提升。真正实现了“教学相长”。三江学院财务管理专业的财务管理、成本与管理会计、财务会计等课程均已应用“网中网作业考试平台”。进行平时作业及期末考试。该平台使得学生课后随时随地可在线做作业。提高了学生学习的便利性及教师批改作业（考卷）的效率。使得教师能将更多精力用于教学改革。作业和考试的无纸化。实现了“人机交互”的实践教学。大大提升了师生教与学的效率。提高了财务管理专业的实践教学效果。（二）大创项目以及学科竞赛。检验了“交互式”实践教学的效果大学生实践创新项目。使得学生有机会将财会理论运用于实践。锻炼和提高了学生的文献查阅、社会调查、数据分析等实践能力。历练了学生的综合能力。是团队“师生交互”、“校企交互”的实践教学改革的应用与证明。学院财务管理专业教师指导学生完成了项大学生实践创新项目。指导项目学生公开发表了篇论文。详见图和表。学科竞赛是检验学生能力的良好机会。也检验了财务管理专业“交互式”实践教学的良好效果。学院财务管理专业教师指导学生参加的“云管理创新杯大赛”“‘网中网杯’大学生财务决策大赛”“全国大学生用友新道杯沙盘模拟经营大赛江苏省决赛”“校创新创业计划大赛”等多项学科竞都获得奖项。（三）专业证书通过率高。“交互式”实践教学效果良好财务管理专业学生基数大。面临较大的培养与指导压力。全系师生变压力为动力。学生取得会计从业资格、初级会计职称等专业证书的比率位于全院前列。详见表和图。（四）优秀本科毕业论文。是“交互式”实践教学效果的体现毕业论文是学生四年专业学习的总结与升华。是学生实践能力与综合能力的展示与证明。是“交互式”实践教学的应用与体现。学院财务管理专业教师连续三年指导多篇校级优秀本科毕业论文。这些优秀本科毕业论文关注以下方面：“内部控制信息披露‘穿帮’现象”“非盈余基础信息与价值相关性”“南京栖霞建设股份有限公司资本成本”“蒙牛乳业三项费用”“‘三资管理’为核心的‘村财乡（镇）管’财务管理模式”等。（五）教改项目及教改论文。是“交互式”实践教学的探索与成果学院财务管理专业教师主持完成多个校级教改项目。发表多篇教改论文。进行了“交互式”实践教学的积极探索。这些教改项目和教改论文涵盖：优秀课程、人才培养模式、“做中学”“教学做一体化”“过程考核”等方面。体现了财务管理专业“交互式”实践教学的经验和心得。综上。三江学院财务管理专业“交互式”实践教学改革进行了一些探索。缓解了财务管理专业实践教学的瓶颈。取得了一定的效果。但是尚有很多有待继续努力之处。主要有以下方面需要改进：“云端实验室”使用中还需加大“微课”或“慕课”方面的投入；“云端实验室”及“网中网作业考试平台”需要进一步推广至更多专业课程；“校企交互”中的企业需要从几个增加到多个；“校企交互”中的企业专家授课频率也需提升等。我们将再接再厉。继续努力。将财务管理专业“交互式”实践教学改革进行的更为深入、更为广泛。更好地实现“教学相长”。参考文献：[]刘珍芳.交互式教学研究评述[J].远程教育杂志。。（）：.[]蒋甲樱.财务管理学课程交互式教学模式之探索[J].时代金融。。（）：.[]唐慧.侵权法学双平台交互式翻转课堂教学模式研究[J].临沂大学学报。。（）：.[]张崎静.于微课程的高职高专英语交互式教学模式研究[J].湖北函授大学学报。。（）：.[]柴斌锋。裘益政.交互式教学模式在《财务报表分析》课程教学的应用研究[J].商业会计。。（）：.作者简介：马秀君。女。硕士研究生。三江学院商学院副教授；主要研究方向：预算管理、财务分析等。 人机交互论文篇 首先通过对基于区域分析的指尖检测算法的介绍和研究。并验证了该算法的有效性。然后介绍了增强现实技术以及增强现实中的人机交互。并把指尖检测算法应用到增强现实系统中。通过实验能够很好的识别指尖与虚拟对象的交互区域并实时反馈交互结果。证实了该算法在增强现实系统中的可行性。【关键词】区域分析指尖检测增强现实交互应用基于区域分析的指尖检测算法.改进的图像差分算法在传统的邻帧差法主要是通过前后两帧的灰度值来检测图像中变化的区域。这种算法在目标运动并且背景静止的情况下是很有效果的。但是当目标停止运动时邻帧差法就会失效。而背景消减法主要是通过把当前帧和参考图像相消减来获取静止的目标物体。所以能否准确分割的关键取决于如何选择与更新参考图像。.指尖的检测识别..指尖模型指尖模型包括二维模型和空间三维模型。空间三维手指模型可以通过提供详尽的建模使得后面的手势识别有很高的精确度。但是手指动作随时都在变化。手指的空间三维模型还是很复杂而且实时计算代价很高。所以我们通过利用指尖二维平面位置检测法来解决以上问题。通过对手指在二维平面上各种动作的观察。我们发现在手指运动并且变换各种动作时其指尖形变部位相对较小。所以我们可以把指尖的状态看做是一个圆和一组平行线的组合。基于这种情况。我们设计一个模型作为指尖模板。如图所示。在图中。d表示的时手指的宽度。这个宽度由摄像头和手指之间的距离来确定。如果在二值化后。前景图像中的目标是。背景是的话。我们可以看到在指尖区域有两个特点：（）在指尖的中心被一个圆包围。这个圆是由一圈圈像素填充所绕成的。其半径可以定义成手指的宽度；（）如图所示。在圆外的特定搜索区域内。指尖部分是被像素和连续的像素所包围。根据形状匹配思想。主要是通过按一个度量标准来对比匹配的物体间的相似程度来进行形状匹配。根据这个思想。如果要想对某一模式进行识别。那么就要先准备好与之相对应的模板。因为考虑到要识别的模式其大小、方向等外部特征会发生改变的可能。所以需要对于每一种变化后的模式都要有对应的模板。这样才能保证真确识别。因为指尖会有各自动作变化或者会有部分被遮挡。而且不同人的手指也存在大大小小的不同。所以我们采用的指尖模板要能够伸缩、平移以及保证旋转时不变。..指尖检测因为摄像头和人手之间的距离一般都是相对固定了。所以我们将手指宽度设定为和之间。通过一些实验。结果表明这个值的设定对于大多手指都是适用的。在搜索区域中。其边长相比于手指直径。一般都要大两到三个像素。如果这个边长的值设置的比较大。那么计算代价就会比较大。这样就会导致检测的精度不够高。公式.中的Max和Min是对前景像素在搜索区域方向上个数的限制。一般来说Min的值等同于手指宽度d。Max为Min的两倍。结合上述内容。一个像素点只有同时满足三个条件。才可以被判断为指尖。这三个条件如下：（）在这个像素点得周围区域里的前景像素一定要达到一定数量。（）在以这个像素点为中心的搜索区域边界上的前景像素和背景像素各自的比例一定要合适。（）在搜索区域边界上的前景像素一定要能够直接连通。..指尖检测实验结果与分析在实验中。我们通过手指在投影墙壁上移动来测试以上算法能否准备检测出指尖位置。在开始的时候。我们将背景设置为蓝色。手指进入背景后缓缓移动。我们可以检测到指尖位置。用黑色的十字叉将其表示出来。当我们将背景从蓝色变换成白色时。这时因为起始设置的蓝色背景图没有来得及迅速更新。这时就会导致前景分割出现错误。当白色的背景稳定后。设置的背景图片进行更换后。就可以检测出之间的位置。如图所示。增强现实中的人机交互判定与反馈与虚拟对象交互的判定以及虚拟对象对用户的反馈是交互模块中主要实现的功能。也是系统中手指虚实交互的最后一个环节。当过以上指尖定位算法。我们能够比较精确地检测出指尖的位置。可以得到指尖与虚拟对象交互的有效区域。这个交互区域也就是指尖和虚拟对象相交的区域。再通过坐标转换。将交互区域的二维坐标转换为空间三维坐标。我们通过设定一个处理动作触发的时间来对指尖动作进行判定。一般这个触发时间是在.秒到一秒之间。当指尖的触发时间在设定的时间之内并且指尖位置没有很大变化的时候。就判定指尖对虚拟对象进行了触发动作。通过程序处理。虚拟对象会根据指尖的动作做出相应地反馈。基于区域分析的指尖检测算法在AR系统中的应用通过实验验证。利用基于区域分析的指尖检测算法在大多情况下能够准确地检测出指尖的位置。从而有效的判断了手指与虚拟对象的交互区域。实验运行结果如下：图所示为系统识别标识物呈现出来的虚拟对象。人手指点击虚拟对象的边角并且拖动后。图为手指点击并拖动后的交互效果。结束语手势作为一种直观的动作表示。在人机交互中有着无可比拟的优势。目前也是模式识别、计算机视觉等组多领域的研究热点。但是目前的算法还是有诸多不足。包括本文介绍的基于区域分析的指尖检测算法。也会出现一些误检情况。随着人们研究的深入。一定会有更加高效的算法。通过高效的指尖检测算法。未来的AR系统的交互将更加的实时、准确。也会促进AR技术的高速发展。参考文献[]周国众.移动增强现实关键技术及应用[J].测绘与空间地理信息。。（）：.[]唐笑.增强现实技术在移动互联网中的应用[J].华章。（）：.[]罗颖.基于增强现实的交互界面设计研究[D].华中科技大学硕士学位论文。（）.[]周俊威.手机增强现实虚实注册关键技术研究[D].华中科技大学硕士学位论文。..[]程志。金义富.智能手机增强现实系统的架构及教育应用研究[J].技术与运用。.：.[]李可歆.手持设备上基于增强现实的虚实交互技术的研究与应用。青岛大学硕士学位论文[D]。（）.[]梅萍华.基于手势的人机交互和指尖检测算法的研究[D].中国科技大学硕士学位论文。.[]颜浩.增强现实系统的人机交互技术研究与应用[D].青岛大学硕士学位论文。.作者简介周锋（）。男。江苏省泗洪人。硕士研究生学历。主要研究方向为计算机监控。模式识别。作者单位 人机交互论文篇 【关键词】Kinect；体感人机交互；学习平台；多媒体科普电子书；研发【中图分类号】G【文献标识码】B【论文编号】（）/所谓“体感交互”。就是指人能够以身体最自然（比如手势、体态、表情、语音等）的方式与终端进行信息的交互并完成互动。这是真正意义上的“自然人机交互”。体感交互技术代表着人机交互技术的发展方向。体现了对人的因素的重视。给人“充分的自由”。标志着人机交互技术从“人适应计算机”向“计算机不断地适应人”的方向发展。传统的人机交互技术构建的交互界面事实上成为隔离物质世界和信息世界之间的屏障[]。微软公司新近推出的Kinect体感硬件及其交互技术的广泛应用。能有效地消除物理对象和抽象对象、输入装置和输出装置在交互空间中的差别。为人提供多感觉通道的自然临境体验。从而使交互系统能够根据上下文及人的特点主动识别人的身体姿态、手势、语音和表情等各种自然行为。进而判断出人的意图。交互系统的使用和操控更加符合人的习惯。人可以用手势、表情、语言、文字、图像等自然方式与交互系统打交道。恰如与他人交流一样自然。因此。Kinect深受IT教育领域的青睐。Kinect在教育领域的人机交互系统中的应用研究如火如荼。本文根据课题研究成果。在精要分析Kinect的结构特性及其体感人机交互机理的基础上。详细阐述基于Kinect的儿童体感交式互多媒体电子书及其学习平台（BasicOnKinectPostureInteractionlearningSystemforChildren。以下简称KPILSC）的结构功能、系统模型、体态捕捉与识别、体态数据库的构建、学习内容的设计及其开发工具与实现。Kinect的结构特性及其体感人机交互机理Kinect工作时。首先是以红外线发出人眼看不见的Class雷射光。透过镜头前的光栅扩散片（Diffuser）将雷射光均匀分布投射在侦测空间中。再透过红外线摄影机记录下空间中的每个散斑。撷取原始数据后。透过晶片计算成具有D深度的图像[]。然后将侦测到的D深度图像转换到骨架追踪系统。目前该系统最多可同时侦测到个交互者的精确位置。并同时辨识个交互者的动作；每个交互可记录包含躯干、四肢以及手指等追踪范围的组细节。实现全身体感交互操作[]。KPILSC的结构功能.KPILSC的基本结构KPILSC是一套运行在X架构的PC机及Windows操作系统环境中。采用MicrosoftKinect体感硬件。借助Kinect捕捉交互者实时深度图像视频流与人体骨骼点追踪的功能及其人体骨骼数据库和体态捕捉与识别算法。通过人体动作捕捉与识别而实施的儿童体感交互式学习平台。.KPILSC的基本功能在KPILSC平台中可以根据儿童的学习需要设计与开发一系列体感交互式学习产品。比如。（）开发自然和谐的交互式科普实验室：让儿童在虚实结合的实验室中以手势互动方式解剖青娃、制作氢气、驾驭太空飞船等。（）构建实时虚拟交互学习课堂：有效地实现学习内容中虚拟世界的事物和儿童周围真实环境的结合。加上体感隔空的互动方式。符合儿童天真、好动的心理。使其脱离呆板的学习模式。全身心融入到学习内容之中。促进其手眼协调。开发其智力、锻炼其脑力。促进儿童绿色地学习与健康成长。（）制作交互式多媒体电子书：将科普图书中原本用文字描述的情节转换为具象、活灵活现的科普立体场景。儿童采用手指隔空翻页：五指张开。页面放大；手上下挥动。页面移动；双手合拢。页面关闭……使儿童在更加自然的操控界面中进行更加自然的人机交互学习。采用KPILSC学习平台可有效地使儿童实现以下自然和谐的创新交互学习模式：（）实现以儿童为中心（ChildrenCentered）的多模态交互学习KPILSC以儿童对人机交互的需求变化为出发点。充分利用人类多种感觉和效应通道的互补特性[]。使之可选择地、充分地并行和协作来捕捉儿童的交互学习意图。从而增进儿童交互学习的自然性。交互学习时实现人机交互的外在形式和内部机制都能符合不同儿童的需要。儿童可利用手势、体态、语音、表情等自然方式。不受地点限制地与计算机进行隔空交互。既能满足儿童个性化的需要。又使得儿童不脱离自然社会关系。从而实现以儿童为中心的多模态交互学习。如通过模拟驾驶太空飞船的手势来进行漫游交互的操作、通过双手的伸展来达到电子图书的放大缩小等。（）实现多媒体感知式（（MultimdiaPerceptive）的交互学习KPILSC利用其感知及推理能力对来自儿童感觉和效应通道的交互信号进行识别、集成和协调。并获取儿童动作和行为习惯、偏好及其他相关信息。并以人类易理解的多媒体信息方式为儿童输出交互信息。从而提供不受时空限制而又效能最大化的个性化交互计算服务[]。这种人机交互方式的双向信息流动是以多媒体感知和处理为核心的：儿童通过其感觉和效应通道传递的交互意图在计算机内表示为文本、语音、图形和图像等多媒体信息；人到机（HumantoCompute）的信息流动是多媒体信息的获取及识别过程；计算机经过处理的信息是以文本、语音、图形和图像等儿童理解概念所需的多媒体信息形式展现出来；机到人（ComputertoHuman）的信息流动是多媒体信息的合成和呈现过程。从而使儿童能有效地实现多媒体感知式的交互学习。例如。在KPILSC中儿童可阅读集文本、图形、图像、视频和音频为一体的体感交互式多媒体科普电子书。使儿童沉浸在活灵活现的科普立体场景中。通过手的移动隔空调控实验仪器。通过手势的摆动来达到切换科普立体场景中图形、图像、视频和音频等。KPILSC的研发.开发工具KPILSC的开发工具包括C++与C#编程语言、VisualStudio、KinectforWindowsSDK（简称KinectSDK）、Adobe及AutodeskMaya三维设计软件等。其中VisualStudio用来开发KPILSC学习系统的基本框架和用户界面；C++与C#编程语言用来编写KPILSC中体感交互的功能模块；KinectForWindows.版SDK负责控制和读取Kinect捕捉的人体骨骼数据流。KinectforWindowsSDK内含驱动程序、丰富的原始感测数据、自然用户和流程式开发接口（RawSensorStreamsAPI）及安装文件和参考数据；AutodeskMaya三维设计软件用来设计和制作KPILSC系统中学习内容所包含的三维模型素材；Adobe多媒体设计软件用来负责KPILSC系统中音频、视频、图片素材的处理。.KPILSC的系统模型.肢态捕捉与识别KPILSC系统结合Kinect的人体骨骼跟踪引擎。采用动态图像序列的识别方法。充分考虑儿童动作图像的运动信息。把肢体变化的时间和空间信息结合起来。注重人体骨骼变化的过程。利用Kinect捕捉儿童姿态。经过图像识别分析、图像跟踪算法。对儿童基本骨骼点的空间位移进行图像信息检索。将采集到的骨骼点的位置信息通过KinectSDK进行编码。形成一组固定的位移数据。将这组位移数据的特征进行分类。形成一套体态数据库。.体态数据库特征匹配在KPILSC中预先定义好一部分骨骼坐标数据。并将这些坐标数据与儿童不同类型的体态进行特征匹配。建立一个带触发机制的体态数据库。当Kinect硬件捕捉到儿童骨骼的不同姿态。形成骨骼数据流输入到计算机。骨骼数据流经过体态数据库的时候。数据库会对当前的骨骼数据坐标做出特征匹配。让电脑做出条件判断逻辑。提取相对应的学习内容。我们可以预先针对这些被触发的体态。设计好不同的操作方式或对应的学习内容。图为体态数据库特征匹配的预设体感控制演示图。在KPILSC系统中。对体态数据库设计的体态姿势具体有以下几种。（）儿童的右手“上”“下”“左”“右”的运动轨迹。分别控制鼠标光标的上下左右位移。功能为选择相应的学习内容。（）儿童的左手“向上”运动。定义为鼠标左键确认键。（）儿童的左手“向下”运动。定义为键盘上的“ESC”退出键。.KPILSC学习内容的交互设计这里以儿童体感交互式多媒体科普电子书为例。介绍KPILSC中学习内容的交互设计。（）肢态动作捕获：儿童挥动双手。进行体感交互操作。Kinect硬件将这个过程进行深度图像流采集。（）肢态动作识别：KPILSC系统的体感交互模块处理Kinect体感硬件采集的深度图像流。对图像流中的儿童动作进行体态捕捉与识别。识别出儿童的交互意图。接着将交互意图转换为电脑键盘的操作功能。从而实现儿童隔空对多媒体科普电子书的体感交互式操作功能。（）输出多媒体学习内容：KPILSC系统将多媒体学习内容（电子书）输出到显示设备上。儿童挥动双手隔空操作。能够对多媒体电子书进行翻页浏览及激活并播放其中的视频、音频与动画等多媒体学习内容。.KPILSC运行与调试程序运行后如图所示。其中红色圆显示为实时跟踪定位的骨骼点状态。绿色圆表示了手部做了运动。按键被触发。经测试。程序能够正确处理手部的追踪与按键的触发。本程序主要的功能为：通过Kinect硬件捕获手部运动。触发键盘上的“Right”、“Left”方向键。从而达到体感人机交互。隔空翻书的目的。本文研究的“基于Kinect的儿童体感交式互学习平台”可以运行在一般家庭现有的电脑系统中。让活泼好动的儿童在学习时能远离电脑辐射的伤害。通过挥动双手来进行隔空操控。只要在Kinect红外摄像头所能捕捉的有效范围内。儿童手指的任意移动都能被精确地确认位置。由于该学习平台的人机界面是能模拟多种智能和真实环境的虚拟空间。实现“无形而又无处不在。有形而又自然和谐”的普适交互方式。儿童能以最自然和“身临其境”的方式来完成所需要的互动学习。使儿童的双手得到了全身心的解放。从而为儿童创造了激发无限想象力的空间。可以预计。随着体感交互技术的成熟及其应用研究的深入。体感交式互学习平台代表着未来儿童学习媒体研发的新方向。基金项目：①教育部人文社会科学规划基金项目：情感计算在构建和谐人机交互的网络远程教育系统中的应用研究（YJAZH）；②湖南省高校科技创新团队支持计划项目—基于WebD的儿童虚拟交互学习环境的关键技术研究与应用（湘教通[]号）；③湖南第一师范学院重点建设学科——《教育技术学》学科项目。 人机交互论文篇 关键词：GUI；界面；设计原则什么是虚拟现实交流服务平台（）什么是GUI界面设计？所谓界面的概念。它存在于人与物之间的信息交流。存在于人与物信息交流的一切领域。广义上讲它的内涵要素极为宽泛。可将设计界面定义为设计中所面对、所分析的一切信息交互的总和。它反映着人与物之间的关系。GUI（GraphicalUserInterface）即人机交互图形化用户界面。准确来说就是屏幕产品的视觉体验和互动操作部分。我们常见的有电脑操作平台及软件产品、移动手机操作平台、数码产品、车载系统产品、智能家电器等。本论文研究的是电脑操作平台上的软件产品。所以说GUI界面设计就是设计师发挥出自己的才能设计出人机相互交互的图形视觉化和互动操作的屏幕。（）什么是虚拟现实交流服务平台？虚拟现实――顾名思义是指虚拟化的一个现实场景。但是在这个虚拟的世界中它呈现的功能却是现实存在的。如何把握虚拟与现实的结合是我们研究的重点。虚拟现实交流平台指的是在虚拟世界中与现实世界的相互交融。运用虚拟化的场景给人以现实的体验。甚至实现其现实功能（在虚拟中体现现实实际）。如何实现这个功能。这就需要一个平台。也就是需要一个人机交互界面。即虚拟与实际的结合：虚拟世界的视觉享受。精神愉悦。情感流露及与现实世界的功能性、简易性、方便性、可操作性。完善丰富的有机结合。创建虚拟现实交流服务平台的基本原则（）功能性原则。虚拟现实交流服务平台GUI整体界面设计在人机交互平台的功能性原则下保证交互界面的合理性和明确性。GUI设计需要设计师的理性思维和感性思维的结合。在设计中增强理性因素。如界面的布局合理、逻辑思维清晰、导航流程简易。“如何更容易了解。如何令人更加舒适？如何更为简单的传达？如何才能让人感动？――这些才是衡量设计师的信息处理能力的尺度”。所以设计师要充分考虑各个元素在界面中给人以美的享受。给人一张亲切的面孔。而不是冷漠的机器。所以在此功能性原则上需要技术与艺术相统一。（）艺术性原则。在当今社会丰富多样化的年代。GUI界面也不是一成不变的固定模式。为了实现不同人群的需要。在功能合理性的基础上更需要界面的审美性和艺术性。作为一名GUI设计师。要充分考虑设计审美的意识。使各个元素在界面中有机结合。提升人们对美的认识。愉悦人的心情。给人以美的视觉享受。从而更加促进人们对美的追求。提高社会审美意识。最终获得更大的经济利益。推动社会的发展。（）动态化原则。虚拟现实交流服务平台GUI设计动态化原则。GUI界面设计不仅不是二维平面静止的状态。而且需要有三维空间、四维时空或者五维时空速度。而现实生活中不存在四维或五维空间。但是在人机交互中我们可以利用GUI界面设计虚拟这么一个不存在的世界。它可以穿透时空、速度进入另一个世界。在这个世界即具有二维的平面画面、三维立体。而且还具有时间与空间的变换。情感与思维认识的演变等多维因素。因为“富有动感的物体往往十分引人注目。运动是释放能量、活力四射的象征。我们经常对比考虑动与静。动意味着行动。而静意味着思考。实际上即使是静。如果加以动感描绘也可以在一瞬间吸引人们的目光。但是静的作品。与其说其目的在于瞬时的沟通。倒不如说是在穿越时间的对话。……静的作品必须有动的要素。而动的作品中也必须有静的要素。”从而实现技术与艺术在时空中的完美融合。这是GUI设计的终极目标。而实现这一终极目标进入这个世界只要我们轻轻点击交互平台。（）交互性（图标运用、场景交换）原则。虚拟现实交流服务平台GUI设计的交互性原则。主要指交互界面中图标与场景的合理运用。“人们使用网络的体验往往是通过与某类服务组织的交互形成的”。界面设计中实现其功能主要依靠图标的引导。使界面与界面之间相互跳转。而图标就是这类服务组织界面内容的高度概括。而且实现动态化的三维、四维甚至是五维空间就必须是图标与场景的相互交互。图标吸引人们去点击进入界面。在点击进入的过程中。场景画面的运动转换呈现出不同的内容。就是给人以运动中的虚拟化的时间观念。这种依交互性而产生的虚拟化时空。使GUI设计具有极为丰富的趣味性。同时。界面的趣味性也表现在它不同部分的风格多样化。（）风格多样性原则。一套UI产品。它必须有统一的风格。这主要是品牌形象的确立（如腾讯整套界面的设计）。但GUI界面设计不是一成不变的。它不是简单的固定的模板式设计。它具有多样性。因为“一件设计产品是不是令人愉陕。是不是富有美感。不但与产品功能形式有关。而且与使用者和观赏者有关。使用者和观赏者的趣味和心理起着极为重要的作用。从物品的设计本身的功能形式来说。也许是完美的。但未必受人喜欢。”所以在GUI界面设计中要考虑它的适用人群。（）协调性原则。GUI整体界面设计中要从整体系统的多维角度去思考设计的问题。需要功能、情感、美感与环境的协调统一。这四部分不是孤立存在的。它们不仅具有合理的操作流程。而且应具有清晰的视觉流程和视觉美感。）GUI界面的功能和可操作性。没有功能的UI产品是空洞的。不具有任何实际意义。）任何一个产品或平面视觉传达作品都不能脱离它的整体环境。在一个完整的UI产品中。它的图标、界面、风格都是统一的。脱离这一整体环境任何元素它都是孤立的。）GUI设计界面最直接的是首先给人以视觉体验。这种视觉体验存在着确定性与不确定性。它刺激人的情感。只有设计的作品抓住使用者的那种情感。才能有可能勾起使用者进一步体验UI产品的功能。所以我们需要把各个部分的元素在功能的前提下整合为一体。再运用艺术的手法再把这一体熔于一炉。充分体现人性的追求。结论 人机交互论文篇 关键词：移动机器人；人机交互；计算机子平台；通信技术中图分类号：TP.文献标识码：A文章编号：()一、概述随着社会的发展。社会分工越来越细。尤其在现代化的大生产中。人们感到自己在不断异化。各种职业病开始产生。人们强烈希望用某种机器代替自己完成一成不变的工作。于是人们研制出机器人。以代替人完成那些枯燥、单调、危险的工作。目前。机器人技术得到迅速的发展。其应用领域越来越广泛。性能越来越先进。机器人模块化、平台统一化的趋势亦越来越明显[]。这种先进机器设备的出现提高了劳动生产率和产品质量。创造出更多的社会财富。机器人是一种高集成度自动化的机器。所不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力。如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力。是一种具有高度灵活性的自动化机器[]。人机交互、人机互动（英文：Human–ComputerInteraction或Human–MachineInteraction。简称HCI或HMI）。是门研究系统与用户之间的互动关系的学问[]。人机交互界面通常是指用户可见的部分。用户通过人机交互界面与系统交流。并进行操作[]。本论文以项目“无线网络机器人视觉采集”为背景。项目描述如下：构建一个以红外线传感器为节点的无线局域网。监测特定的环境。二、移动控制系统设计“移动控制系统”主要由PDA客户端、笔记本计算机子平台、移动机器人以及通讯四个部分组成。其总体设计方框如图所示。上图中的数字标号表示系统的数据交互：①人的意识；②PDA控制指令（即①意识的具体化）；③机器人指令（来自②。经过笔记本计算机子平台解析）；④、⑤机器人传感器信息数据；⑥经PDA客户端整理的可视化传感器信息数据。上面对“移动控制系统”总体设计方框和软件体系作了简单的介绍。接下来我们将先了解系统的集成开发环境以及关键技术。然后在第三章会详细介绍移动机器人的特性。第四章则侧重具体阐述“子平台系统”在实验室条件下的实现过程。三、子平台系统的实现笔记本计算机子平台。作为“移动控制系统”的传输枢纽。一方面通过串口与机器人进行通讯。另一方面要与PDA客户端进行无线通讯。另外还要求提供良好的人机界面供管理人员操作。可以说。它的功能要求比较高。在Visual下。使用VisualC++语言环境。创建基于MFC——Dialogbased的工程“Subplatform”。创建相应的功能模块类和对象。添加控件并编写代码实现对话框功能。其程序类视图如图所示：（一）无线通讯模块此模块选用上文介绍的UDP协议作为传输机制。将设置相关的参数。包括笔记本计算机子平台的IP地址、远程端口和本地端口。另外。这部分还提供“打开端口”和“关闭端口”两个功能按钮。如图所示。运行软件后。在“端口”框输入本地地址端口（如）。然后按下“打开端口”。成功打开端口后按钮变为“不可见”。在这里我们创建CUDPServer类。封装了WindowsSocketAPI函数。（二）机器人管理模块此模块是子平台系统的核心功能部分。用于对移动机器人进行控制操作和传感器的状态转换。主要是通过检测机器人的状态。并根据需要切换其各个传感器的状态。确保其处于正常工作状态。进而使得PDA客户端向子平台请求控制机器人命令顺利实现。有一点值得注意。当PDA客户端经请求成功获取对机器人的控制后。笔记本计算机子平台提供的软件系统将不能再对机器人进行操作。以确保其指令的同一性。为此。需要对NB子平台软件界面上的有关控制按钮进行“不可见”处理。可以使用对话框中具体控件的Control（CWnd：publicCCmdTarget）类型的成员变量提供的成员函数“BOOLEnableWindow(BOOLbEnable=TRUE)；”来实现“不可见”处理。至于动作控制操作。则要为对话框上的控制按钮添加相应的映射函数（即事件处理程序）。然后在其函数体内添加具体的控制指令代码。（三）信息显示模块此模块既显示PDA客户端指令信息。检验是否正确接收并解析指令；又显示采集自移动机器人传感器的信息数据。以检验移动机器人的状态是否正常。在列表框中按时间顺序显示PDA客户端发送过来的“人”的指令的具体意义。即PDA客户端希望机器人执行的动作。并显示相应的操作动作时间。对话框选用了“ListBox”控件。利用对应控件类CListBox的成员函数AddString()来实现数据的显示。如图所示。将机器人传感器的信息数据（包括“声纳”和“红外”）显示在软件界面上。方便笔记本计算机子平台的操作人员监测传感器的工作情况。对话框选用了“ListCtrl”控件。利用对应控件类CListCtrl的成员函数来实现数据的显示。程序设计、编写完成后。在笔记本计算机子平台上调试。其软件界面如图所示：四、结论本文首先分析了“移动控制系统”整体架构的可行性。并在此基础上引入相应的开发平台和关键技术。然后详细介绍了博创UPVoyagerⅡA机器人的机械和软件特性。最后重点阐述了笔记本计算机子平台软件的实现过程。子平台作为整个系统的枢纽。一方面成功与PDA客户端进行基于UDP协议的通讯。另一方面能控制机器人的运动。笔记本计算机子平台软件提供了一个良好的人机互动界面。操作简单。实用性较好。参考文献：[]王亚辉,何耀文.机器人的应用现状及发展趋势[J].经济师,,[]刘志雄.基于嵌入式系统的室内移动机器人的应用研究[D].昆明理工大学硕士学位论文,[]方建军,何广平.智能机器人[M].化学工业出版社,[]朱世交.基于PDA的移动通信数据采集、分析信息系统的构架与实现[D].华东师范大学硕士学位论文, 人机交互论文篇 【关键词】三维建模；三维空间模型；人机交互；摄影测量；三维点云、引言随着数字采集技术的不断发展以及“数字地球”、“数字城市”概念的不断深化。人们已不再满足于传统二维手段描述的三维信息。目前三维模型已成为继图像、声音和视频之后的第四种多媒体数据类型[]。物体的表现形式也逐渐从二维表示向三维自动化建模的方向过渡。目前实现三维建模的方法大致有以下几种：一是直接利用三维建模软件。如计算机辅助设计软件（AutoCAD）、三维动画渲染和制作软件（DStudioMax）等工具人机交互式三维建模；二是直接利用GIS的二维数据和高度信息建立三维模型。但这种方法只局限于规则对象的建模；三是基于数字摄影测量原理对物体快速建模。随着数据采集技术的不断发展和自动化。根据三维激光点云数据自动构建三维模型正成为研究的热点。本文对现今常用的地物建模方法进行比较分析。总结出了各种建模方法的特点。、三维建模方法本文以校园中建筑物为建模对象。分别通过以下种常用的建模方法进行三维模型重建：基于AutoCAD的人机交互式建模、基于扫描点云的建模、基于近景摄影测量的建模。.基于AutoCAD的人机交互式建模对于几何形体相对规则的建筑。常规使用免棱镜电子全站仪对建筑物构件的三维特征点进行散点式数据采集。本文采集数据同时采用“四位编码法”对特征点编码[]。并按建筑构件分类分层存储。绘图时根据特征点编码结合测绘顺序在CAD中编写LISP程序对建筑物实现自动展点和自动连线生成线框图。以同济大学某学生宿舍为例。在CAD中连线后的线框图见图（a）。图中个蓝点为门上个特征点。这些点不同时位于门所确定的竖直面内。可见三维绘图不是实测点位的简单连线或修补。需以实测点位为基础。综合考虑建筑的施工、形变和测量误差及建筑特性。采用拟合的方法对线框图进行局部处理。最后构建三维实体。如图（b）所示。（a）门窗的个图元不共面（b）构建后的实体效果图绘制步骤及效果此外。游天[]等人利用对象三视图为底图在三维制作软件中直接建模。并将三面图对模型进行纹理映射提高模型的真实度。本文也以学校校门为例对此方法进行了验证。实验证明该方法构建的三维实体模型精度也能满足一般要求。.基于扫描点云的建模对于不规则物体。全站仪则显得无能为力了。三维激光扫描技术克服了传统数据采集方式的不足。应运而生的模型自动化重建技术愈来愈受到重视。目前基于扫描点云的建模一般流程可概括为点云的获取、表面重建、点云的处理与建模三个阶段。以校园某建筑为例具体实验步骤如下：（）点云数据获取。本实验采用LeicaC对某楼进行扫描测量。根据该楼的轮廓特征和实际扫描范围等影响因子。本次测量共设站。（）点云数据预处理为了给建模阶段提供较理想的点云数据。需对原始点云数据进行点云拼接、去噪、采样等预处理。点云数据预处理既可通过算法[][][][][][]实现。也可以通过扫描仪配套软件如Cyclone、FaroScene等完成。这一步操作十分重要。是决定后续数据质量好坏和执行效率的关键。（）点云数据建模目前。对建筑物点云数据模型重建的研究多数从两个方面展开：一方面提取建筑物的边界特征。以特征为约束构建三维实体模型；另一方面是直接对点云数据网格化。建立拓扑关系。进行表面重建和优化。本实验采用点云数据分割、曲面拟合以及交互组合的方法来实现建筑物对象的三维建模。建模步骤大致可分类以下三大步：a）海量散乱点云数据分割点云分割是为下阶段精细建模做准备。本文根据空间点的邻域关系估算点与点间的拓扑关系。将建筑模型分割为平整墙面、屋顶和附件几大区域。b）分割部分精细建模自动识别提取点云数据特征。并以此特征为约束迭代拟合模型。在此基础上构建三角网格。c）模型拼接根据模型间的特征及法矢拼接相邻模型。对拼接后的两模型公共区域部分的三角网进行裁剪、检查以及模型修补和优化。综合以上步骤。基于点云数据建成的三维模型效果如图所示。图文远楼三维模型.基于近景摄影测量的建模本实验摄影采用的是非量测型相机。以同济大学某建筑正门为例。根据近景摄影测量原理构建三维模型的流程步骤如下：（）影像采集。以多摄站正直环绕摄影方式用普通相机对大礼堂进行摄影。共布设个摄站。图为正门前的观测示意图。其中S、S为两个观测站。J～J分别为正门前根柱子上粘贴的个人工标志。图现场观测图（）坐标解算。考虑到非量测数码相机的内、外方位元素的初始近似值未知以及像点、摄影中心、相应地物点间的不共线。需使用加入像点坐标改正数（本实验仅考虑物镜辐射方向的光学畸变改正数）的直接线性变换解法。建立像点坐标与相应物点空间坐标之间的线性关系。（）式中。）为像片上以任意点为原点的像点坐标。为点的物方空间坐标。L～L为个变换参数。（）绘制实体在相片上采集一定密度的特征点并解算该特征点的三维坐标。反向投影到三维空间后借助三维绘图软件展绘建筑上的特征点。增补遗漏点。并利用计算机视觉技术构建一个线框和几何实体模型。图为绘制的建筑前门线框模型。图前门构建线框图、三维建模方法对比分析基于人机交互的建模、基于扫描点云和基于摄影测量的建模这三种建模方法都是基于测量的建模方式。都需要以外业采集的三维坐标数据为基础进行建模。基于人机交互的建模方法应用时间较长。技术路线较成熟。国内外研发的许多控制集成建模软件都可以利用基本的几何元素构建复杂的几何场景。这种建模方法灵活。能逼真再现对象的几何结构和表面纹理信息。适合用于对建模效果和细节要求较高的对象。但对于诸如小区、城市这样的大规模场景。如果每个模型都进行精细建模。不仅工作量大、费时费力。而且庞大的数据量也要求计算机硬件具备配套的处理能力。这也成为日后模型调用、管理的一大瓶颈。基于点云的三维建模方法适用于不规则对象的三维建模。三维激光扫描技术克服了传统数据采集方式的不足。提高了数据采集的精度和效率。获得的点云数据信息量大。包含三维空间信息、颜色属性和反射强度信息。通过一定的算法对点云数据进行处理即可快速构建被测物体的三维模型。这种方法自动化程度高。构建的数字模型不仅精度较高还带有丰富的细节信息。但三维激光扫描在扫描过程中容易产生漏洞。且庞大的点云和数据处理技术也制约了该技术的进一步发展和广泛应用。基于摄影测量的建模包括近景摄影和相片处理两个过程。且两阶段可独立进行。摄影时可根据测量精度要求选用量测摄影机或非量测摄影机；目前相片处理技术已相对成熟。许多现成的成熟软件和算法可以直接使用。这种方法建模速度快、自动化程度高。但近景摄影测量也存在一定的局限性。例如获取影像时需要布设控制网。这就加大了外业的工作强度；而且影像上灰度变化不明显部位无法获得同名点。这也就制约着三维建模的精度。、结论通过以上的对比分析不难看出。三维模型重建过程中。建模方法和技术路线的选择尤为重要。在实际建模过程中。不要局限于某一种建模方法和技术。应从项目的实际情况出发。分析数据采集方式和数据类型。选择合适的建模方法。一般采集特征点及近景摄影测量技术结合建模软件构建简单建筑等规则对象模型。利用三维激光扫描点云对不规则物体进行精确建模。在实际应用中会遇到或规则或不规则的建筑物（群）。需要采用不同的数据采集技术、三维建模方法和可视化工具。因此不同建模方法应相互融合、交织使用。参考文献：[]许敏。张永生.三维实体模型库的设计与实现.微计算机信息.。vol.（）：～[]顾孝烈。鲍峰。程效军.测量学.第四版.上海：同济大学出版社。[]游天。夏青.三维实体模型的建模技术.测绘科学.。vol.（）：～[]高志国.地面三维激光扫描数据处理及建模研究：[博士学位论文].长安：长安大学。尹婷.三维激光扫描数据处理技术的研究：[博士学位论文].武汉：武汉理工大学。[]杨维国.基于OpenGL在激光扫描数据处理中的应用研究：[博士学位论文].上海：上海交通大学。[]尹婷.三维激光扫描数据处理技术的研究：[博士学位论文].武汉：武汉理工大学。[]盛业华。张卡。张凯等.地面三维激光扫描点云的多站数据无缝拼接.中国矿业大学学报.。vol.（）：～[]官云兰.地面三维激光扫描数据处理中的若干问题研究：[博士学位论文].上海：同济大学。[]施贵刚.地面三维激光扫描数据处理技术及作业方法的研究：[博士学位论文].上海：同济大学。作者简介： 人机交互论文篇 无论凹版印刷机的加热源是哪一种类。如电加热、瓦斯加热等。但其干燥过程控制系统始终是一个滞后系统。会受到多种不确定因素的影响。如：外界环境温度、新鲜空气的流量、风压的变化等。在传统工艺中。凹版印刷机的干燥系统虽然带有内部温度测量系统。但仍然需要通过人工手动调节热源加热档位、加热时间、风机转速、风门大小的方式来实现干燥过程的控制。考虑到当代凹版印刷机色组数量多、各色组的温度控制系统根据车间情况呈分布式布置。人工观察各色组温度状态继而手动调控的方式。存在效率低下、响应速度缓慢、抗干扰能力差等缺点。并且其干燥效果严重依赖于工人的经验丰富程度。不能满足工艺需求。文献[]采用PLC为控制核心。基于PID算法。以温度为参量来调节鼓风机的转速。控制阀门的开度以达到系统控制的要求。同时采用现场总线技术实现了多色组的智能控制。该方式存在成本高昂、系统复杂。且生产设备上无法直接观察、控制系统温度、风压等参数的缺点。文献[]的改用双单片机分别作为自动控制核心和人工观察操作核心。降低了系统成本。同时兼顾了工人的现场操作。但其对象并非凹版印刷机。因此并未考虑多色组单元的统一智能控制。此外。上述两篇文献均仅以温度为参量。以风机转速或阀门开度为控制量。略显不足。本论文设计的智能热风系统。结合二者的优点。在实现了各色组单元干燥过程智能控制。并兼顾人工现场观察和干预的需求的同时。还可以通过工控机实时监控所有色组单元的整体运行情况并加以调节。此外。还增加干燥系统内风压为参量。增加加热器档位、风门开度为控制量。智能控制系统的整体设计此智能控制系统由工控机和各色组独立的干燥控制模块构成。各色组的干燥控制模块与工控机之间由总线进行简单而稳定的连接。实现生产现场数据及工控机控制命令的可靠传输。对单个色组的控制模块而言。以一块单片机为控制核心。采用PID控制算法对干燥箱的加热器档位、鼓风机转速、风门开度进行调节。最终实现整个干燥过程的智能控制；以另一块单片机作为人机交互核心。用于满足生产现场人工直接观察、调节干燥箱工作状态的需求。图为此智能控制系统的整体结构框图。系统中的工控机通过总线向各色组下发预设参数。并设定相应的控制模式。主控单片机通过相应的信号采集模块获知凹版印刷机当前的工作状态。采用PID算法得出相应的控制信号。进而通过控制电路模块实现对加热器档位、鼓风机转速、风门开度等参数的动态智能控制。以达到干燥过程的最优化。此外。凭借系统的人机交互模块。相关人员也可以在生产现场直接观察并调节干燥过程中的参数和控制模式。人机交互核心会将相应的参数调整传输到主控核心并即时存储、执行。然后将相应的变动上传到工控机。硬件设计在上述系统整体框架描述中。硬件设计的主要模块包括信号采集模块、主控核心模块、控制电路模块、人机交互核心模块。.信号采集模块设计此智能控制系统的采集的信号包括mA～mA的路模拟信号（LEL爆炸下限、温度、进风口及排风口风压）。～V的路模拟信号（风门开度）。路数字信号（风门行程开关、变频器状态）。来自前段传感器及其他设备的模拟量信号。经调理后。通过高精度的AD芯片转换为数字信号。再同其他直接采样获得的数字信号一起经光耦隔离接入后续的主控核心模块。信号采集模块的电路图如图所示。通过对生产过程中各类型的全面采集。可使得系统更充分地掌握干燥箱的工作状态。进而获得更优的控制策略。系统采用通道、位精度的MAX作为模数转换芯片。既满足了多通道采样、高精度的同时。也合理地控制了设备成本。.主控核心模块设计主控核心所采用的单片机为STCFXE。除常规单片机具备的基本配置外。它拥有k的flash程序存储器、字节的RAM、k的EEPROM、组共计个I/O口、组UART串行通信口。同时还具备独立的波特率发生器。该芯片既符合低成本的原则。同时也满足了低功耗、大内存、抗干扰方面的要求。此智能控制系统采样信号众多。但该芯片具有的个I/O口在满足基本需求的同时还留有一定的裕量。可以于其他扩展。组UART串行通信口分别用于单片机程序的下载。以及与工控机之间的通讯。极大地方便了软件调试和工程实践运用。k的EEPROM。用于存储用于区别各色组单元的编码。以及工控机下发、人工直接设定的控制参数。或者是生产过程中产生的高重要性的数据。保障了生产过程的安全稳定运行和重要数据的安全可靠存储。主控核心模块电路图如图所示。.控制电路模块设计主控核心模块产生的相应控制命令。经光耦后。分为两类分别交由相应的控制电路去驱动相关设备。一类控制命令。经由处理放大后。直接以V数字量的形式输出。用于控制加热器档位、风门电源开关等；另一类控制命令。经高精度的DA芯片转换为～V模拟量后。用于控制风门开度、鼓风机转速等。控制电路模块的电路图如图所示。.人机交互核心模块设计人机交互核心模块主要由显示模块、按键模块。以及与主控核心的通讯构成。人机交互核心模块的电路图如图所示。显示模块由组位段共阴数码管组成。分别用来显示LEL、温度、风压、风门开度。需要注意的是当LEL值超限。系统将通过所有数码管同时闪烁的方式实现报警功能。组数码管的段选线相应地并联在一起与单片机的P口连接。而各自的位选线经由译码器（HC）与单片机的个I/O口连接。从而通过使用单片机的个I/O口。以动态扫描的形式实现各组数码管的正常显示。按键模块共设计有五个按键。功能分别为：切换、数码管选择/设置内容选择、翻页/确认、空/加一和空/减一。切换键用于人工观察和人工设置模式之间的切换。分别对应后续四个按键的不同功能。在人工观察模式。“数码管选择”按键用于选择“翻页”按键对应的数码管。“翻页”按键用于调整数码管当前显示的内容。在人工设置模式。使用“设置内容选择”键选择希望设定的参数项目。通过“加一”和“减一”键设定好具体值。最后按下“确认”键即可保存设定并退出到切换回人工观察模式。人机交互核心的单片机与主控核心的单片机之间的通讯。通过两者之间的个I/O直接相连来实现。其中。主控核心的P口与人机交互核心的P口相连。用于位数据的并行传输；主控核心的P.脚和INT脚分别与人机交互核心的INT脚和P.脚连接。用于控制两块单片机之间数据的发送和接收。软件设计此智能控制系统由双单片机实现对整个干燥过程的控制。主控核心单片机的任务是从信号采集模块接收并处理温度、风压、风门开度、变频机状态等各类信号。将相关状态信号传递至人机交互核心。接收来自工控机或人机交互核心的数据和命令。执行PID算法。产生并向控制电路模块发出控制命令。主控核心与工控机之间通过总线通讯。具体参数为：bit/s。位起始位。位数据位。位停止位。无校验位。人机交互核心单片机的任务是从主控核心接收相关状态信号并显示。接收控制键盘输入的数据和命令并向主控核心传递。软件设计总体思路图如图所示。.主控核心单片机程序设计系统启动后。主控单片机执行I/O口初始化、常量定义、全局变量声明、串行通讯初始化等一系列初始化操作。再行从EEPROM中读取此前存储的相关控制参数预设值。然后进入信号采集、数据发送、数据接收、PID程序、产生控制命令的循环阶段。直到接收到来自工控机或者是人机交互核心的新的设定参数。此时。系统将重新读取新的设定参数并以此开始新的控制循环。主控核心的程序流程图如图所示。.人机交互核心单片机程序设计系统启动后。人机交互核心单片机将接收主控单片机采集到的各类参数值并将其显示在数码管上。同时将按键输入的新的参数设定值发送给主控单片机。当人机交互核心单片机检测到主控单片机采集到的LEL值超过限度。将直接报警。其程序流程图如图所示。结论依照本文的所述的方法设计的凹版印刷机干燥箱智能控制系统。全方位地考虑了干燥过程中的各类影响因素并能精确地、智能地加以控制。实验样机如图所示。经过工厂实际调试。此智能控制系统能够极好地控制凹版印刷机的干燥过程。降低了生产过程对工人经验的严重依赖。同时。该设计使用双单片机作为单个色组的控制和交互核心。配合总线和工控机的总体协调。在满足低成本、高可靠性、智能化要求的情况下。也兼顾了生产现场人工直接观察和调节干燥过程的需求。有利于凹版印刷机行业在保证生产质量和安全稳定性的基础上。向着智能化的方向发展。 人机交互论文篇 论文摘要：计算机辅助工业设计是工业设计未来的发展方向。本文从工业设计及计算机辅助工业设计的一般含义出发。探究计算机辅助工业设计的应用。着重探讨计算机辅助设计中的人机交互。并对其做出了展望。工业设计是一门综合性学科。其知识体系包括数学、物理学、材料学、工程学、电子学、机械学、色彩学、心理学、美学、传播学及伦理学等。它在促进经济发展。改善人的生活方式等方面发挥了重要的作用。但究竟什么是工业设计。一直众说纷纭。年国际工业设计协会理事会（icsid）给出的定义认为：设计是一种创造性活动。其目的是确立产品多向度的品质、过程、服务及整个生命周期系统。因此。设计是科技人性化创新的核心因素。也是文化与经济交流至关重要的因素。工业设计的任务是对结构、组织、功能、表达和经济关系的发现和评估。主要表现在：（）增强全球可持续化发展和对环境的保护；（）赋予人类社会整体、个人、集体以利益与自由；（）决定用户、生产者和市场领导者；（）不论世界如何全球化。支援文化多样化；（）赋予产品、服务、系统与其特性在形式（符号的、语义学）的表达上与内涵的协调（审美的、美学）保持一致。近五十年工业设计得到了快速发展。特别是以计算机和通信技术为代表的数字化信息时代的到来。进一步促进了工业设计的发展。计算机辅助工业设计以一种崭新的面貌进入企业。改变着企业传统的产品研发过程。一、计算机辅助工业设计世纪年代。随着计算机图形理论的创立。计算机辅助设计（cad）应运而生。随之而来的是软硬件的不断更新和现代工业的迫切需要。因此计算机辅助设计引入工业设计。也成为一种必然。工业迅猛发展。市场日新月异。产品的更新换代更加迅速。为了获得竞争的胜利。企业就需要缩短产品的研发周期。获得更好的市场资料。传统的产品研发手段已不能满足这种需求。借助计算机辅助工业设计（caid）的技术则可以更加容易满足这种需求。caid。即是计算机及其系统集成相关高新科技。辅助产品（工程）或服务工业设计的现代设计技术。它的技术原理是将设计人员的最佳特性、创造性思维、经验知识、综合判断与决策能力、想象能力、审美能力等。与计算机的强大记忆、信息检索能力、海量信息高速精确计算与处理能力、易修改设计、虚拟真实显示、艺术渲染、一定的人工智能、工作状态稳定且不会疲劳等特性相结合。从而提高设计速度和效率。大大缩短设计周期。保证设计质量。降低设计成本。二、caid的应用caid的应用主要是基于数字化平台实现的。借助caid。企业可以大大缩短产品的研发周期。降低产品的研发成本。同时能够保证产品的质量。进而增强企业的市场竞争力。caid将科学思维和艺术思维融合在一起。科学的发明融入了艺术的思维。可使产品外观和操作更加人性化；将科学思维融入到艺术思维中。可以确保对产品的形态美及功能美的探求有科学的依据。、计算机辅助形态设计计算机辅助形态设计就是借助计算机软硬件。通过形态变化、分割与比例等方法按照形式美法则对产品的造型进行探究。以获得功能布局合理、操作人性化的技术美。在这个阶段。设计师会经常对产品的形态进行探索。以获得良好的产品形态。这必然要求设计师经常对已有的产品形态进行修改。caid的参数化功能。便于反复修改尺寸、线型等；具有较强的曲面造型功能；能够快速地实现基于草图的三维建模。、计算机辅助色彩设计色彩对于产品的重要性是不言而喻的。不同人群及地域对色彩的理解不一样。因此。设计师要根据不同的目标人群在特定的使用情景下使用特定的色彩。同时。特定形态的产品。也需要特定的色彩才能更加完美地