由于红外图像的夜视显示功能，并且能远距离观测目标，所以常常应用在枪械的狙击瞄具上。但是红外瞄准具首次安装在枪械上时，需要校准零位，把红外瞄准具的十字分化准心与枪械狙击时的目标靶心重合。经过零位校准的红外瞄准具，在狙击时才能准确击中目标，如何进行自动高效的零位校准，是每一台红外瞄准具在初次使用时必须要解决的问题。本文调研了目前主流的零位校准方法，进行了分析对比，并且提出了一种基于单键触发的高效自动校枪的方法和流程，简化了校枪的流程，提升了校枪的效率，在工程应用中解决了红外瞄具在初次使用难以校准，校准慢的问题，同时大大提升了用户使用体验感。
单键触发 自动校枪 零位计算 人机交互 红外图像 目标区域 FPGA FPGA, single key trigger, automatic gun calibratio
1 中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所, 沈阳 110000
2 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所, 河南 洛阳 471000
3 苏州长风航空电子有限公司, 江苏 苏州 215000
4 空军装备部驻苏州地区军事代表室, 江苏 苏州 215000
未来有人战斗机将成为有人无人协同作战乃至跨域作战的重要指控节点, 人机之间的信息交流量呈爆炸式增长, 给飞行员的态势感知、信息获取及飞行操控、作战指控带来极大的挑战, 运用大尺寸显示器可以有效提升人机交互能力, 高分辨率大型触控显示器已成为未来机载座舱显示控制关注的方向。为适应未来的作战需要, 从需求出发, 分析未来有人战斗机座舱显示器的发展趋势, 并给出相应研判和理论依据。
战斗机 大尺寸 高分辨率 显示器 人机交互 fighter aircraft large size high resolution display man-machine interaction
1 陆军装甲兵学院装备保障与再制造系，再制造技术国防科技重点实验室，北京 100072
2 清华大学化学系，有机光电子与分子工程教育部重点实验室，北京 100084
近年来，柔性可穿戴传感器因其在健康监测、远程医疗和人机交互领域的潜在应用而受到广泛关注。石墨烯因其导电性好、柔性佳、质轻、热稳定性高等优点，而成为制备柔性可穿戴传感器的理想候选材料。人们致力于设计构筑具有合理结构的石墨烯材料，以用于下一代柔性电子产品。围绕柔性可穿戴传感器应用，综述了石墨烯材料的制备方法和石墨烯基柔性传感器件研究的最新进展。首先介绍了不同宏观形态的石墨烯材料的制备方法；然后综述和讨论了石墨烯基柔性传感器的构筑策略、工作机制、性能和应用，包括应变传感器、压力传感器、温度传感器、湿度传感器、其他模式传感器，以及柔性多模式传感器。石墨烯基柔性传感器表现出优异的灵敏度和稳定性，使其在体温监测、语音识别、脉搏、运动和呼吸检测方面展示了潜力。最后，讨论了石墨烯基柔性传感器的未来发展趋势以及存在的挑战。
石墨烯 柔性传感器 健康监测 人机交互 graphene flexible sensors health monitoring human-machine interface
永磁同步电机控制是实际工业生产中一种比较常见的控制问题。采用快速控制原型的开发模式, 在MATLAB中完成永磁同步电机控制的建模、仿真, 并利用MATLAB的相关硬件支持包将仿真程序通过自动代码生成的方式转化为嵌入式可执行程序, 加载到Xilinx系列ZedBoard板卡, 实现了永磁同步电机在开闭环等状态下转速的实时控制, 实际电机和虚拟电机的转速响应波形差异很小, 闭环状态下转速误差小于0.1 °/s。采用该开发方式具有编程工作量少、人机交互简单、实时监控的特点。
永磁同步电机 快速控制原型 自动代码生成 人机交互 实时监控 permanent magnet synchronous motor rapid control prototype automatic code generation man-machine interaction real-time monitoring
北京航空航天大学 仪器科学与光电工程学院，北京 100191
提出基于Leap Motion手势识别的悬浮真3D显示实时交互系统，可实现对多个悬浮3D图像的独立交互。系统由显示和交互两个模块组成，显示模块利用集成成像3D显示屏再现3D图像，再通过二面角反射镜阵列实现悬浮真3D显示；交互模块通过Leap Motion识别手部各关节空间位置，提取手势信息并判断用户操作意图，利用提出的通道机制，独立改变3D场景内多个物体的空间坐标，渲染对应的3D片源并刷新，完成实时悬浮真3D显示交互，构成人机交互闭环系统。实验结果表明，该系统在3 840×2 160分辨率下，可实现30帧/s的交互帧率。所提系统通过预设手势可实现多物体的独立实时交互，提高了交互自由度。
悬浮3D显示 集成成像 人机交互 floating 3D display integral imaging human-computer interaction
采用机械按键编程方式的直流稳压电源存在按键易磨损、电路构成复杂等问题。为解决上述问题, 设计了一种基于STM32F7的可编程数字电源TFT液晶屏触摸显示系统。该系统的硬件由STM32F7处理器、TFT液晶触摸屏、SDRAM芯片、电源模块组成, STM32F7用于驱动TFT液晶屏, 并通过LTDC扩展外部SDRAM作为显存, 电源模块为显示屏提供背光电压。软件利用FreeRTOS实时操作系统管理调度系统任务, 并利用emWin进行图形界面设计, 采用DMA方式读取数据。该显示系统电路简单, 显示性能稳定可靠, 可对电源系统进行触摸控制。实验结果表明: 该系统显示效果清晰, 控制响应快, 能对电源系统进行实时控制和监测显示。该系统利用TFT触摸屏实现了可编程电源的人机交互功能, 为TFT触摸屏在电源领域的应用提供了参考。
TFT液晶触摸屏 可编程数字电源 显示 人机交互 TFT LCD touch screen programmable digital power supply display human machine interaction FreeRTOS FreeRTOS
中国船舶重工集团公司第七一六研究所, 江苏 连云港 222006
为了实现人机交互场景中按键矩阵的硬件通用化设计, 功能软件自定义设置、按键数量可扩展, 对OLED显示按键进行了研究, 并设计了基于OLED显示按键的按键矩阵。根据OLED显示按键的驱动原理, 设计了基于LPC1788控制器的按键矩阵电路原理图, 提出了基于硬件通用化设计方案,及各部分电路的工作原理。根据OLED显示按键的控制时序、状态变换, 进行了LPC1788控制器的固件设计, 以及OLED显示按键的上位机配置软件设计, 实现了显示文字、图片的软件可配置。对设计OLED显示按键矩阵进行了测试, 实现了硬件的通用化设计、按键功能可定义、可扩展设计。设计实现表明, 可以将OLED显示按键设计为人机交互场景中按键矩阵, 按键显示分辨率96×64像素, 180°视角, 调光范围0~250 cd/m2, 高清晰度、高对比度, 全屏幕显示, 通过软件灵活配置, 实现矩阵翻页设计, 扩展为更多的按键需求, 节省了结构空间。基于LPC1788的OLED显示按键矩阵设计, 共18个按键, 可实现18×N组按键的扩展, 稳定可靠、清晰度高、通用性强、外形美观、人机界面友好, 可以广泛地应用于车载、舰载、机载等按键需求的人机交互系统中。
OLED显示按键 按键矩阵 人机交互 LPC1788 LPC1788 OLED display keys key matrix human-computer interaction
1 中国科学院安徽光学精密机械研究所,安徽重点光子器件与材料实验室, 安徽 合肥 230031
2 中国科学技术大学, 安徽 合肥 230026
针对现阶段激光器控制系统集成度不足,功能相对单一的现象,基于STM32设计了一种智能控制系统。系统搭载了基于EMWIN的人机交互界面,实现了脉冲激光器触摸屏控制。基于开发系统的高频时钟,产生多路脉冲宽度调制信号,实现了脉冲激光器的高精度控制:抽运电压0～1000 V连续可调;脉冲频率1～200 Hz多档位可调;脉冲宽度0～1000 μs连续可调,精度为20 μs。 电压与脉宽的调节均支持微调与粗调。系统搭载了温度传感器和超声波测距模块,能实时监控激光器工作温度和划分安全操作区域。同时设计了信号测量模块,采样频率为1～100 kHz。设计实现了激光器控制和测量的一体化,及激光器工作的过程控制与安全监控。
激光技术 控制系统 人机交互 信号测量 laser techniques control system STM32 STM32 human-computer interaction signal measurement
1 重庆邮电大学 光电工程学院, 重庆 400065
2 重庆邮电大学 信息无障碍与服务机器人工程技术研究中心, 重庆 400065
近年来, 为实现服务机器人智能人性化的人机交互、用户认知障碍诊断等, 视觉注意力(Visual Focus of Attention, VFOA)检测技术已成为国内外的热点研究课题。重点分析了该技术的流程及相关方法实施细节, 给出了目前VFOA检测研究时使用到的数据集情况, 并对视觉注意力检测技术的应用场景进行了梳理。通过对当前视觉注意力检测系统优缺点的分析, 指出了该技术的研究难点与未来研究方向。
图像处理 视觉注意力检测 视线估计 机器视觉 人机交互 image processing VFOA gaze estimation machine vision human-robot interaction
