基于敲击振动的人机交互系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及人机交互的技术领域，尤其是指基于敲击振动的人机交互系统。
【背景技术】
[0002]人机交互是通过输入、输出设备，实现人与终端设备交互的手段，包括人通过输入设备给机器输入交互信息、机器通过输出或显示设备给人提供交互信息，最终实现人机互动。人机交互简单来说，就是人类与计算机交流互动，两者之间有这样一个传导链:通过人机接口技术，使人能够与计算机发生联系；而计算机则通过一种界面，使人能了解联系后的效果。传统一直都是人类去适应计算机，学习计算机语言，未来计算机将朝着适应人类的方向发展，计算机要理解人类的语言和动作。即计算机的发展更移动化、平板化、智能化、3D化，努力让未来的计算机能听、能看、能说、能感觉，创造更加人性化、智能化的人机交互方式。
[0003]智能终端正日益改变着人们的生活，新型的人机交互方式不仅改变着智能终端，也改变着人与终端设备之间的交互沟通方式。从iPhone的多点触控技术、苹果公司研发的语音控制技术到谷歌眼镜，新型人机交互技术彻底地颠覆了传统手机定义，使智能终端具有了 “听觉”、“视觉”、“触觉”，突破了移动终端各种物理局限，极大地改善了移动智能终端的用户体验，降低了应用门槛，基于新型交互技术形成了一个又一个产业开发生态圈，新型交互技术已成为影响智能终端发展方向的一个关键环节。
[0004]目前主要的人机交互方式有:触摸交互，语音交互，体感技术(手势交互、动作识别)，笔式交互技术、无声语音识别、眼动跟踪、电触觉刺激、仿生隐形眼镜、唇读、人脸表情识别等方式。而键盘式交互、触屏式交互和语音交互是人机交互方式的主流，随着可穿戴计算设备的普及，基于可穿戴设备具有体积小、融入式和简单化等特点，传统的基于键盘和屏幕的人机交互模型已经不能适应新型的人机交互方式，而基于语音和视频的人机交互模式在可穿戴计算环境中也受到了限制。
[0005]以语音交互为例，其目标是将人类的语音中的词汇内容转换为计算机可读的输入，例如按键、二进制编码或者字符序列。语音识别技术的应用包括语音拨号、语音导航、室内设备控制、语音文档检索、简单的听写数据录入等。语音识别技术与其他自然语言处理技术如机器翻译及语音合成技术相结合，可以构建出更加复杂的应用，例如语音到语音的翻译，而这方面的技术还不是很成熟而且在资金的投入上很大，大多的方法研宄还是集中在技术成面上的提高，而在交互方式的便捷性上考虑的很少，导致很多的麻烦。比如，在动作的识别上不是很准确，语义的理解上带来了很大的麻烦，从而使用户不能很好的完成人机沟通，进而无法满足使用需求。
[0006]因此无论现有哪种交互方式，都存在以下问题:(I)特殊使用人群如残障、偏瘫病人等的人机交互需求无法得到充分的满足；(2)对于小体积的交互设备(如谷歌眼镜和智能手腕等)，传统的交互方式对于目标的锁定不够准确，且易受外界环境的干扰(如灰尘)，使键盘、触屏等交互方式完成不了最终的任务需求；(3)传统交互方式过分的依赖硬件交互设备，用户对其的使用便捷程度不高。
【发明内容】
[0007]为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中人机交互方式对特殊使用人群不适用的问题从而提供一种可为残障、偏瘫病人等使用的，不但能实现人与机器交互的信息传输，还可以解决人与机器的控制交互以及扩展应用等功能的基于敲击振动的人机交互系统。
[0008]为解决上述技术问题，本发明的所述基于敲击振动的人机交互系统，包括用户敲击模块、控制模块以及交互模块，所述用户敲击模块采集由敲击动作形成的振动信号，所述控制模块将所述振动信号处理后显示在所述交互模块上以反馈给用户从而完成交互响应，所述人机交互系统还包括振动编码模块，所述振动编码模块将所述用户敲击模块所采集的振动信号转换成电流电压信号进行数据的分析，并将所述数据编码为相应的数字量传递至所述控制模块中分析并处理。
[0009]在本发明的一个实施例中，所述用户敲击模块与所述振动编码模块相连接，所述振动编码模块与所述控制模块相连接，所述控制模块与所述交互模块相连接。
[0010]在本发明的一个实施例中，所述振动编码模块包括振动检测部件以及编码器。
[0011]在本发明的一个实施例中，所述编码器主要包括以核心码为主体的信息编码体系、以功能码为主体的控制编码体系和以扩展应用码为辅助的编码体系。
[0012]本本发明的一个实施例中，所述振动检测部件是振动传感器。
[0013]在本发明的一个实施例中，所述振动传感器是指带有振动响应表面的压力应变片。
[0014]在本发明的一个实施例中，所述控制模块包括振动控制器。
[0015]在本发明的一个实施例中，所述振动控制器与所述振动编码模块相连接，用于提取来自所述振动编码模块的信息，并将其转换成机器能够理解的信息。
[0016]在本发明的一个实施例中，所述振动控制器接收来自从振动检测部件上的振动信息，并将它转化成可处理信号传输给电脑上的CPU，同时所述振动控制器接收CPU发来的信息并加以执行。
[0017]在本发明的一个实施例中，所述用户敲击模块包括振动片，所述振动片与所述振动编码模块相连接。
[0018]本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点:
本发明所述基于敲击振动的人机交互系统，不但可以更广泛的为用户提供服务，尤其更好的满足残障、偏瘫病人的使用需求，而且受交互设备本身的影响较小，可以更好的满足用户任务需求。
【附图说明】
[0019]为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1是本发明基于敲击振动的人机交互系统组成示意图；
图2是本发明所述人机交互系统设计规范示意图。
【具体实施方式】
[0020]如图1所示，本发明提供一种基于敲击振动的人机交互系统，包括用户敲击模块
11、控制模块13以及交互模块14，所述用户敲击模块11采集由敲击动作形成的振动信号，所述控制模块13将所述振动信号处理后显示在所述交互模块14上以反馈给用户从而完成交互响应，所述人机交互系统还包括振动编码模块12，所述振动编码模块12根据所述用户敲击模块11所采集的振动信号转换成电流电压信号进行数据的分析，并将所述数据编码为相应的数字量传递至所述控制模块13中分析并处理。
[0021]本发明所述的基于敲击振动的人机交互系统，包括用户敲击模块11、所述振动编码模块12、控制模块13以及交互模块14，其中，所述用户敲击模块11包括供用户敲击的设备，其采集利用敲击动作形成的振动信号并发送至所述振动编码模块12，所述振动编码模块12根据所述振动信号转换成电流电压信号进行数据的分析，并将所述数据编码为相应的数字量传递至所述控制模块13中分析并处理，所述控制模块13将上述信号处理后显示在所述交互模块14上，所述交互模块14包括与用户交流信息的机器，如智能设备，所述交互模块14用于机器与人的信息输入输出交流，用户敲击产生输入信号，最终利用所述交互模块14反馈相应的信息以方便用户的查看，使信息处理后的交互输入显示在机器上以反馈给用户，完成交互响应。本发明所述振动编码模块12通过感应用户的不同敲击强度及敲击的部位，感应出不同的电压电流，从而作为模拟信号输入，因此即使是特殊人群如残障、偏瘫病人通过敲击的动作就可方便的操作使用，摆脱传统交互方式对于硬件交互设备的依赖，提高用户对其的使用便捷程度；另外，所述振动编码模块12具有编码功能，不但可以实现人与机器交互的信息传输，还可以解决人与机器的控制交互以及扩展应用等功能，具体地，所述扩展功能为功能控制，如开机、关机、翻页等，扩展功能可以实现信息的编码，如编辑信息等，相比而言扩展功能编码方式会麻烦点。
[0022]所述用户敲击模块11与所述振动编码模块12相连接，实现采集将敲击动作形成振动信号发送至所述振动编码模块12，所述振动编码模块12与所述控制模块13相连接，所述振动编码模块12将所述振动信号转换成电流电压信号进行数据的分析，并将所述数据编码为相应的数字量传递至所述控制模块13中分析并处理，所述控制模块13与所述交互模块14相连接，所述控制模块13将上述信号处理后显示在所述交互模块14上以反馈给用户从而完成交互响应。
[0023]下面详细论述所述振动编码模块12如何将所述振动信号转换成电流电压信号进行数据的分析，并将所述数据编码为相应的数字量传递至所述控制模块13中分析并处理，具体地，所述振动编码模块12包括振动检测部件以及编码器。其中，所述振动检测部件是智能感应传感器，用于检测用户的振动输入，且接收振动信号并转换成可识别的信号后传输至所述控制模块13，本发明中所述用户敲击模块11包括供用户敲击的设备，而所述智能感应传感器采用振动传感器，所述振动传感器是指带有振动响应表面的压力应变片，用户敲击时，基于敲击频率、强度的不同而导致压力不同，从而产生变化的电压信号，所述电