光流传感阵列实现的光斑追踪智能平板

成果基本信息
关键词：	平板电脑;光流传感阵列;光斑追踪智能平板;触摸屏幕
成果类别：		技术成熟度：
体现形式（基础理论类）：		体现形式（应用技术类）：	无
成果登记号：	GK180561	资源采集日期：	2019-04-15

研究情况
单位名称：	中山大学数据科学与计算机学院	技术水平：
评价证书号：	穗科验字[2018]第0700号	评价单位：	中山大学
评价日期：	2018.02.03	评价证书号：	穗科验字[2018]第0700号

转化情况
转让范围：		推广形式：	无
已转让企业数（个）：	0

联系方式
联系人（平台）：	玉女士	联系人（平台）电话：	0771-5885053
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成果简介
一、课题来源与背景：　　随着信息技术的发展，平板电脑已经得到了普及，但是平板电脑的性能尤其是触摸屏幕的性能仍待改进。郭雪梅老师发现了这一问题后，承担起了本课题组（中山大学数据科学与计算机学院光流传感阵列实现的光斑追踪智能平板课题组）的组织、建设和研发工作。　　二、研究目的与意义：　　研究利用光流传感阵列实现光点追踪的关键技术，寻找适合激光散斑特性的传感阵列最优部署方法、设计适合激光散斑产生并测量的系统结构及建立传感数据融合算法和光点轨迹追踪滤波算法。同时也力争成为相应领域的应用示范系统。　　三、主要论点与论据：　　作为应用示范原型系统的指标及要求其体积大且方便快捷。即：1）大型的智能平板，能被用作投影演示屏幕或者智能白板。2) 快捷准确，能被用于连续的书写、标记或者代替鼠标利用光点移动操控计算机光标完成人机交互。3）功能完善的上层交互基础程序，对交互光点轨迹识别准确且快速，提供相应的指令接口调用交互指示程序或功能。4）系统结构简单、操作方便、能耗低，可广泛使用。　　四、创见与创新；　　依据理论分析的指导，现已经针对不同用途设计搭建了三套激光散斑追踪系统，他们除了传感阵列传感数目（分别含有2x2，3x4和4x4个传感单元）不同以外，系统构成上夜略有不同，2x2和3x4传感阵列与散光板呈垂直分布，4x4传感阵列与散光板呈水平分布。　　针对系统对于激光散斑的追踪性能，我们采取使用HMM和BP神经网络的方式对跟踪轨迹识别，前者实现了正确率80%以上，后者则达到了90%。证明了系统的有效性和可靠性。另外，系统对于激光点在散光板上的绝对位置的标定识别也已实现，系统能够实现非连笔的手势轨迹跟踪任务。　　五、社会经济效益，存在的问题　　实验中使用本系统时，一般要求实验者在散光板平面上匀速移动集成激光头，系统阵列对于不同移动速度输出位移数据是有差异的，这和我们平时使用鼠标类似，移动相同的距离，当我们分别以慢速和快速移动鼠标时，电脑桌面上鼠标指针移动的距离是不等的。在实验过程中一直要求实验者匀速移动显然不是十分合理，这一点后期可以从算法上对传感器位移输出进行矫正，利用与速度呈反比例的比例因子进行矫正，使得传感器输出的值经过调节后，将速度的影响降低到较小的程度。　　六、历年获奖情况　　已公开发明专利8件,授权5件，发表学术论文7篇,获得软件著作权2件。　　七、成果简介：　　新装置：具有自主知识产权的光点追踪智能板，主要的技术指标包括可以通过特殊光幕实现对激光和普通光线分离，并形成激光散斑；支持用激光笔远距离大范围交互书写；可调节智能板感知分辨率，达到传统鼠标控制精度；　　新技术：利用光流传感阵列实现光点追踪技术，主要技术指标有：提出利用传感自身寄存器测量值为依据的数据加权融合手段；适合光斑大小的传感阵列优化部署方法，节省传感数目5%；光点轨迹重构重构误差低于1%；　　新装置：实现了一种面向人机交互激光点运动追踪系统，搭建了一套光点追踪交互软件，实现光点轨迹采集识别及定点光标控制等功能，目标手持激光源凌空进行笔手势书写，通过光点运动追踪能够显示出数据采集场景和结果，采集到的结果显示了光流传感对光点运动的追踪能力，以及测量融合方法的有效性。　　新方法：基于压缩测量重构理论以及对传感阵列的部署优化对散斑光流运动观测实现了光点追踪优化，减少了运动测量中的噪声干扰，提高了追踪效果和交互控制体验。主要技术指标已达到并优于预期指标值。

成果名称：	光流传感阵列实现的光斑追踪智能平板	关键词：	平板电脑;光流传感阵列;光斑追踪智能平板;触摸屏幕
成果类别：		一级分类名称：	装备制造
二级分类名称：	自动控制、计算机制造	三级分类名称：
研究起止时间：	2015.06 至2017.05	成果体现形式（应用技术类）：	无
成果属性：		成果体现形式（基础理论类）：
技术成熟度：		技术水平：
研究形式：		学科分类1：
单位名称：	中山大学数据科学与计算机学院	学科分类2：	510.50
中图分类号1：		所属高新技术类别：
中图分类号2：	TN873	课题来源：
应用行业：		课题立项名称：
国家科技计划子类别：		课题立项编号：	201510010017
经费实际投入额（万元）：	20.00	评价单位：	中山大学
评价形式：	无	应用状态：	无
评价日期：	2018.02.03	转让范围：
评价证书号：	穗科验字[2018]第0700号	推荐单位：
推广形式：	无	成果登记号：	GK180561
成果简介：	一、课题来源与背景：　　随着信息技术的发展，平板电脑已经得到了普及，但是平板电脑的性能尤其是触摸屏幕的性能仍待改进。郭雪梅老师发现了这一问题后，承担起了本课题组（中山大学数据科学与计算机学院光流传感阵列实现的光斑追踪智能平板课题组）的组织、建设和研发工作。　　二、研究目的与意义：　　研究利用光流传感阵列实现光点追踪的关键技术，寻找适合激光散斑特性的传感阵列最优部署方法、设计适合激光散斑产生并测量的系统结构及建立传感数据融合算法和光点轨迹追踪滤波算法。同时也力争成为相应领域的应用示范系统。　　三、主要论点与论据：　　作为应用示范原型系统的指标及要求其体积大且方便快捷。即：1）大型的智能平板，能被用作投影演示屏幕或者智能白板。2) 快捷准确，能被用于连续的书写、标记或者代替鼠标利用光点移动操控计算机光标完成人机交互。3）功能完善的上层交互基础程序，对交互光点轨迹识别准确且快速，提供相应的指令接口调用交互指示程序或功能。4）系统结构简单、操作方便、能耗低，可广泛使用。　　四、创见与创新；　　依据理论分析的指导，现已经针对不同用途设计搭建了三套激光散斑追踪系统，他们除了传感阵列传感数目（分别含有2x2，3x4和4x4个传感单元）不同以外，系统构成上夜略有不同，2x2和3x4传感阵列与散光板呈垂直分布，4x4传感阵列与散光板呈水平分布。　　针对系统对于激光散斑的追踪性能，我们采取使用HMM和BP神经网络的方式对跟踪轨迹识别，前者实现了正确率80%以上，后者则达到了90%。证明了系统的有效性和可靠性。另外，系统对于激光点在散光板上的绝对位置的标定识别也已实现，系统能够实现非连笔的手势轨迹跟踪任务。　　五、社会经济效益，存在的问题　　实验中使用本系统时，一般要求实验者在散光板平面上匀速移动集成激光头，系统阵列对于不同移动速度输出位移数据是有差异的，这和我们平时使用鼠标类似，移动相同的距离，当我们分别以慢速和快速移动鼠标时，电脑桌面上鼠标指针移动的距离是不等的。在实验过程中一直要求实验者匀速移动显然不是十分合理，这一点后期可以从算法上对传感器位移输出进行矫正，利用与速度呈反比例的比例因子进行矫正，使得传感器输出的值经过调节后，将速度的影响降低到较小的程度。　　六、历年获奖情况　　已公开发明专利8件,授权5件，发表学术论文7篇,获得软件著作权2件。　　七、成果简介：　　新装置：具有自主知识产权的光点追踪智能板，主要的技术指标包括可以通过特殊光幕实现对激光和普通光线分离，并形成激光散斑；支持用激光笔远距离大范围交互书写；可调节智能板感知分辨率，达到传统鼠标控制精度；　　新技术：利用光流传感阵列实现光点追踪技术，主要技术指标有：提出利用传感自身寄存器测量值为依据的数据加权融合手段；适合光斑大小的传感阵列优化部署方法，节省传感数目5%；光点轨迹重构重构误差低于1%；　　新装置：实现了一种面向人机交互激光点运动追踪系统，搭建了一套光点追踪交互软件，实现光点轨迹采集识别及定点光标控制等功能，目标手持激光源凌空进行笔手势书写，通过光点运动追踪能够显示出数据采集场景和结果，采集到的结果显示了光流传感对光点运动的追踪能力，以及测量融合方法的有效性。　　新方法：基于压缩测量重构理论以及对传感阵列的部署优化对散斑光流运动观测实现了光点追踪优化，减少了运动测量中的噪声干扰，提高了追踪效果和交互控制体验。主要技术指标已达到并优于预期指标值。
联系人：	郭雪梅	成果登记日期：	2018-08-09
联系人email：	guoxuem@mail.sysu.edu.cn	单位代码：	94403097
邮政编码222：	510275	联系人电话：	13660401964
单位传真：	020-84037978	单位通讯地址：	广东省广州市海珠区新港西路135号
单位所在省市：		单位电话：	020-84113190;84110192
转让收入（万元）：	0	单位属性：
合作完成单位：		已转让企业数（个）：	0
成果发布年份：	2018	知识产权形式：
成果完成人：	郭雪梅;王国利;秦乐;黄开德;冯国栋;赫明潇;王全洲;叶挺峰;罗育斌;陈金添	资源采集日期：	2019-04-15

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