The invention discloses a Braille interactive system based on ultrasonic tactile sense and its interactive method, which comprises a host computer, a visual-based hand tracking detection module, a main controller and a tactile generating circuit of an ultrasonic array. The vision-based hand position tracking detection module includes a depth camera and a communication transmission circuit. The tactile generating circuit of the ultrasonic array includes a driving circuit and an ultrasonic array. The main controller includes a main control unit, a signal generating circuit unit and a camera signal acquisition unit. The invention reasonably combines the vision-based hand position tracking detection module with the tactile generator circuit of the ultrasonic array, and can work independently, track the hand position, and generate non-contact tactile feedback in three-dimensional space in real time, thus bringing a new interactive experience for the human-computer interaction mode of blind people, with the advantages of high real-time performance, high precision and low cost, etc. Good experience, and the overall structure is simple, easy to achieve, conducive to widespread use.
【技术实现步骤摘要】
基于超声触觉的盲文交互系统及其交互方法
本专利技术涉及基于超声触觉的盲文交互
,特别涉及一种基于超声触觉的盲文交互系统及其交互方法。
技术介绍
触觉作为人类的五感之一,相比视觉、听觉、味觉等常常没有引起人们的关注和重视,然而它在各种场景下却无时无刻不在发挥着至关重要的作用。在人机交互过程中,其重要性更不言而喻,2015年微软的一项研究表明,在带有振动触觉反馈的触摸屏上打字时,打字速度会更快而且错误率会更低。可见触觉在人机交互过程中的重要性。尤其是对于盲人群体而言,触觉更是他们赖以维持基本生活的重要依仗。这是因为触觉具有丰富的多样性,通过触觉的信息传递,盲人便可以分辨出不同的物体材料、形状等特征,以此作为他们辨识周遭物体和环境的重要依据。另外,盲文作为盲人群体的文字,也是通过触觉的方法进行感知和识别。由此也可以看出触觉其实也蕴藏着丰富的信息,是人与外界交互不可或缺的重要手段。盲文,也称点字,是专为盲人设计和使用的文字,依靠触觉来感知和识别。由于其设计初衷本就是为了无法利用视觉信息的盲人设计的,针对的就是触觉这一重要方式,因此与触觉反馈或是触觉交互等能自然的结合到一起。传统的触觉反馈方法如美国SENSABLE公司开发的PHANToM,以及如CyberGlove公司的Cybertouch等设备,均属于直接接触式触觉反馈。虽然它们都取得了非常不错的效果,但是同时也存在一些无法避免的问题,如持续接触所带来的不必要触觉以及需要穿戴额外设备所带来的不便性等,另外这类装置大多结构复杂,导致成本比较高,难以普及。针对这些问题,近年来出现了一种基于超声阵列的新型触觉反馈 ...
【技术保护点】
1.一种基于超声触觉的盲文交互系统,其特征在于,其包括上位机,用于设定期望产生的盲文体序列,并将生成盲文信息;基于视觉的手部位置跟踪检测模块,用于采集连续的视频帧并发送给上位机,通过上位机对图像进行算法处理实现获得操作者的手部空间位置坐标的提取并产生相应的手部空间位置坐标信息传递给主控制器;主控制器,用于根据上位机生成的盲文信息以及计算得到的手部空间位置坐标信息来确定盲文反馈区域,进而计算各个超声传感器所需发射时延,并将时延信号反馈至超声阵列触觉发生电路;超声阵列触觉发生电路,用于按照相应时延信号控制超声传感器阵列发射超声波,在期望触觉点聚焦,形成触觉反馈。
【技术特征摘要】
1.一种基于超声触觉的盲文交互系统,其特征在于,其包括上位机,用于设定期望产生的盲文体序列,并将生成盲文信息;基于视觉的手部位置跟踪检测模块,用于采集连续的视频帧并发送给上位机,通过上位机对图像进行算法处理实现获得操作者的手部空间位置坐标的提取并产生相应的手部空间位置坐标信息传递给主控制器;主控制器,用于根据上位机生成的盲文信息以及计算得到的手部空间位置坐标信息来确定盲文反馈区域,进而计算各个超声传感器所需发射时延,并将时延信号反馈至超声阵列触觉发生电路;超声阵列触觉发生电路,用于按照相应时延信号控制超声传感器阵列发射超声波,在期望触觉点聚焦,形成触觉反馈。2.根据权利要求1所述的基于超声触觉的盲文交互系统,其特征在于,所述基于视觉的手部位置跟踪检测模块包括深度摄像头和通信传输电路,该通信传输电路与所述深度摄像头相连接。3.根据权利要求1所述的基于超声触觉的盲文交互系统,其特征在于,所述超声阵列触觉发生电路包括驱动电路和超声阵列,超声阵列由若干个超声传感器阵列排布而成,所述超声传感器分别与所述驱动电路相连接。4.根据权利要求1所述的基于超声触觉的盲文交互系统,其特征在于,所述超声传感器为压电陶瓷超声传感器,该压电陶瓷超声传感...
【专利技术属性】
技术研发人员:隆志力,袁宇阳,姜兆田,何荣华,
申请(专利权)人:哈尔滨工业大学深圳,
类型:发明
国别省市:广东,44
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