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基于WiFi和體感交互的演示系統設計與實現

基于智能手持終端系統內置的三軸陀螺儀捕獲手勢命令，利用自適應模板匹配方法進行手勢識別，在不降低識別率的情況下，提高了識別效率。要求各級人員深入一線、服務一線、全員管控安全，各級領導和管理人員參加基層單位安全分析會，助推安全分析、風險分析和控制措施的深化，促進人員思想統一和認識提高。以WiFi網絡作為信息傳遞載體，將手勢命令傳輸到服務器，以控制演講時幻燈片的放映。這種基于WiFi和體感交互的演示方式，能克服傳統USB激光筆操作方式單一、接收距離有限等問題，提供更好的用戶體驗。

隨著信息技術的不斷發展，以用戶為中心的設計理念已經成為人機交互的發展趨勢，用戶可以更方便、自然地使用計算機。（一）、可以成立安全檢查小組、安全督查組，定期召開安全辦公會、督查會，解決處理現場管理中的重點、難點問題，提出現場管理的目標和要求，從組織上為搞好現場管理提供保障。3G時代的到來，智能手機、重力感應、無線WiFi(無線局域網通信方式)等一系列新技術的應用也已進入實用階段[1-2]。這些技術不僅使得移動設備的功能更強大，也開創了新的人機交互接口，其中z具代表性的就是基于體感交互的人機接口。 體感交互是通過人的肢體動作變化進行操作的一種人機交互方式。空間手勢是一種自然、直觀、易于學習的人機交互手段，是體感交互的重要組成部分之一。傳統的手勢識別是通過攝像頭b捉手勢，并利用計算機視覺算法識別手勢,這種方法計算量非常大，需要消耗大量的手持設備系統資源。目前更方便的方法是利用移動設備內置的傳感器(如加速度傳感器、陀螺儀、磁力儀等)來進行識別。

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體感技術總體設計

　　設計了機械臂體感控制系統，總體分為運動采集模塊、機械臂控制模塊、機械臂運動模塊三部分，。

　　運動采集模塊采集人手臂的姿態信息，經過姿態解算和無線傳輸到達主控制器，通過舒適控制算法的處理，實現從手臂姿態到機械臂動作之間的映射，令機械臂的肩、肘以及腕關節處的舵機轉到目標角度，實現體感控制機械臂。

　　1.2 機械臂系統設計

　　為減少加工機械臂結構所消耗的時間和成本，利用機器人套件的舵機及其可組裝散件，搭建了五自由度剛性機械臂，并以人肩部為原點建立手臂平面坐標系，。一是傳統思維認為多年就是這樣做，沒有出現什么問題，也不會出現問題。分析體感姿態用到了運動學正反解算法，采集手臂角度α、β，解算后映射到右側機械臂的五個關節處舵機轉角（圖1中①~⑤），實現機械臂定位。

　　基于慣性體感技術，設計了一種集成MPU6050陀螺儀模塊、24L01無線發射模塊和STM32單片機于一體的小型可穿戴式無線姿態監測模塊，通過通信組網，將實時采集到的姿態信息經運算處理傳回主控制器。

   “親歷”危

　　“啊……”坐在體驗椅上的架子工謝德余抓緊安全帶，不由地叫了一聲。屏幕上顯示大風大雨天氣中，數根腳手架從天而降，一名架子工從26樓高的空中隨風墜落，這個場景讓做了20多架子工的謝德余不由地驚呼起來。

　　摘下眼鏡后，謝德余仍心有余悸。常規作業安全體感區、配電線路作業體感區兩大區域采用流程化的方式，通過實訓人員的“正向實訓、逆向體驗”，使實訓人員明確認知電力作業過程中安全行為的重要性，體驗電力作業過程中潛在的危險及可能導致傷害的情景。他說，這雖然只是一場腳手架坍塌的虛擬體驗，但當看到工友從高空墜落，鮮血滿地，還是嚇出了一身冷汗。按要求，在施工中必須系好安全帶，如果風力大于6級就不能施工了，但在剛才的虛擬體驗中，那名工友不顧大風大雨搶工期搭建腳手架，在操作中又先拆除 連接件后拆除架子，操作錯誤，從而丟了生命。“今后一定要做到安全施工，決不能麻1痹大意，拿自己和他人的生命安全開玩笑。”謝德余說。

　　VR安全體驗是否如此逼真震撼？筆者也戴上VR眼鏡現場體驗了一下塔吊傾覆事故。

　　鏡頭里，沒有相關資質的施工人員正在拆除塔吊，筆者隨著他來到數十層高的塔吊上，俯瞰下方，底下的人影變得渺小。同時，加強搶修工作組織管理和后勤保障工作，統籌合理安排工作人員，控制好工作節奏和工作量，防范疲勞搶修，確保做到搶修作業安全、故障排除準確、恢復送電快速。突然，塔吊開始劇烈搖晃，體驗座椅也跟著劇烈搖晃起來，確實有一種瞬間心提到了嗓子眼的窒息感，從高空墜落的瞬間更是感覺天旋地轉，大腦一片空白。

　　VR體驗提高安全意識

　　“有了切身的體驗，就會更珍惜生命。變“以教為主”為“以學為主”體驗式的電力安全實訓方式對學員具有很大的沖擊力，設備漏電、人體觸電、開關柜誤操作、高處墜落等，能讓體驗者非常直觀、身臨其境地體驗一些電力安全事故，對他們產生極大的觸動，增強他們的安全意識。 ”中建一局北京公司中迪項目安全負責人代恒奎介紹，體驗館里能夠用VR模擬體驗的項目都是建筑施工工地上的常見事故，比如高空墜落、物體打擊、坍塌等傷害類型，覆蓋了架子工、模板工、鋼筋工等各個工種。作為一種體驗式學習，當體驗人員戴上VR眼鏡，就能 “親身”經歷工程建設中的物體打擊、高空墜落、電1擊、坍塌等可能發生的各種危險場景，通過視覺、聽覺、觸覺來體驗工作現場危險行為的發生和后果，從而增強自我保護意識，規范操作。

　　“講一次不如讓員工親身體驗一次。所有變電、配電設備、動力設施、照明電器，未經允許任何人不準擅自移動或挪做它用，如確因生產檢修等原因需改動或改變用途，必須以書面形式向公司主管部門提出，經研究批準后方可進行。”據九龍坡區城鄉建委安管站相關負責人介紹，這是該區的首1個 VR安全體驗館，也是“智慧工地”的一項創新內容。它將傳統的 “說教式”教育轉變為親身“體驗式”教育，讓施工從業人員親身感受違規操作帶來的危害，提前吃'后悔藥'，從而從本質上提升對安全的敬畏心理，強化安全防范意識，掌握相應的防范知識和應急措施。