基于眼电的交互技术与机械手抓握控制

摘要

人机交互(Human-Computer Interaction，HCI)技术是联结人与计算机及外部设备的纽带和桥梁，通过它可以让人们通过简单、直观的手段方便地与计算机及外部设备进行交互。近年来人机交互技术的迅速发展为人们的生产、工作和生活带来了诸多便利，但是，无论是传统的基于鼠标、键盘的交互方式，还是后来出现的基于语音、手势等方式的人机交互，都难以为残障人士提供一种可靠且普通适用的人机交互方式，因此，探索一种可靠、便捷的供残障人士使用的人机交互模式，方便残疾人与计算机及外部设备的交互，是一个十分有意义的研究方向。
　　 眼电图(electrooculogram，EOG)技术是一种新型的基于眼动的人机交互技术，它能够通过电极监测到眼球周围电势差的变化以确定眼球的运动情况。而绝大多数残障人士的眼球都可以比较自如地转动，从而使得眼电图技术具有更好的普通适用性。因此，本文选取眼电图技术作为研究对象，并从实际应用出发，深入研究了基于眼电的人机交互技术，开发了数个相关应用，并实现了基于眼电的机械手控制，具体包含以下几个方面的内容：
　　 (1)研究了基于离散控制和连续控制的眼电交互技术，提出了一种全新的连续控制策略，并通过实验同传统的连续控制策略进行了比较。
　　 (2)试验性地将眼电与虚拟现实技术相结合，实现了基于眼电的虚拟雳屋漫游和家居控制。同时，对原有的基于眼电的监护系统作了相应的改进，提升了系统的稳定性。
　　 (3)提出了基于眼电的目标物体尺寸识别技术，并将眼电与机械手结合起来，通过眼睛扫描物体轮廓的方法实现了眼电对机械手的控制。