赵启胜[1]2003年在《可穿戴计算环境研究与设计》文中研究说明可穿戴计算机的诞生为我们传统的人机交互关系带来了巨大的变革，并将对我们的生活产生重要影响。可穿戴计算体现了“以人为本”这一先进的交互方式和交互理念。而对于孤立的可穿戴计算机其资源有限，需要计算环境的支撑。为此，本文提出了可穿戴计算环境理念，研究了可穿戴计算环境如何支持可穿戴计算机，并探讨了可穿戴计算环境的体系结构等可穿戴计算环境研究领域中的关键问题。本文对国内外有关可穿戴计算环境的一些成果进行了仔细的研究和分析。本文的主要工作如下：1）目前，国内对可穿戴计算机各方面的研究还处于刚起步阶段，对可穿戴计算环境的直接研究基本属于空白。本文在收集和阅读大量文献的基础上，系统的研究并总结了可穿戴计算环境的特点以及需要解决的关键问题。同时分析了现有的计算环境，总结了目前研究的优点和不足。2）针对现有的计算环境体系结构的不足，本文提出了一种整合用户上下文感知和分布式服务的可穿戴计算环境体系结构。在该体系结构中，可穿戴计算环境可以主动的感知和跟踪用户的位置，服务层可以根据用户的位置来主动进行服务，同时可穿戴计算机可以从环境中动态获取服务或将本身的服务导出到环境中。3）针对本文提出的可穿戴计算环境体系结构，对每一个层次进行了概要设计，并使用JAVA+XML初步实现了计算环境中服务层的功能。4）本文提出了一种适用于可穿戴计算环境的基于XML的GUI服务体系，设计并实现了整个服务体系的软件构架，并在此基础上开发了一个示例性服务
陈浩[2]2008年在《可穿戴计算机信息捕获及处理系统的研究与实现》文中指出可穿戴计算机信息捕获及处理系统将实现这样的目的,将人们在物理空间的活动通过可穿戴传感器移植到计算空间,并在物理空间和计算空间建立起映射关系,使得可穿戴用户在物理空间的活动能让计算机系统感知、理解、预判,并在恰当的时候给予用户及时的协助。首先,论文分析了在可穿戴计算环境下的穿戴者和可穿戴计算机系统的特征,以及利用可穿戴计算机执行信息捕获及处理的需求。在此基础上,从总体建立了信息捕获及处理系统的叁层结构模型,即用户层、中间层、数据层。然后,论文重点探讨了系统叁层结构模型的实现。对于用户层,分析了在可穿戴计算环境中的人机交互方式,系统用例以及系统用户层的模型及实现过程;作为系统核心层的中间层,结合可穿戴计算机硬件平台的约束条件和系统的需求,详细讨论了系统中间层模型的建立,并阐述了其实现过程;对于系统数据层,根据系统产生的数据类型以及数据的对后续研究的支持,阐述了系统数据库和知识库的设计。最后,为了检验系统的功能设计了两个现场信息捕获实验,实验表明,本系统在执行现场信息捕获、用户路径跟踪、数据检索、系统协助等方面满足需求。论文最后对系统做了压力测试和内存泄漏测试,结果表明,本系统在可穿戴计算机硬件平台上具有良好性能表现和长时间运行。本论文做出了下面叁方面的贡献:1.希望提出基于可穿戴计算机硬件平台的叁层软件架构模式,并将该模式应用具有灵活性、可扩展的可穿戴计算机的信息捕获与处理应用系统。2.采用动态聚类分析的K-Means方法将用户的姿态、位置日志记录进行分析并形成用户的知识库,通过比较用户姿态、位置的新输入信息和知识库信息,实现系统的初级上下文感知功能。3.设计并开发出运行于可穿戴计算机上的现场信息捕获及处理系统。该系统层次架构合理、各层以模块方式组合而成,整个系统具有灵活性、可伸缩性、易于扩展,对可穿戴计算机的软件开发具有参考意义。
韩露[3]2011年在《面向智能移动监控辅助的可穿戴视觉研究》文中认为“持续辅助”和“增强”是可穿戴计算“人机合一”、“以人为中心”理念的核心内涵。近年来,可持续辅助人,增强人类感能、体能、智能的可穿戴计算技术和原型系统得到了快速发展,显示出了巨大的市场潜力和技术生命力。可对人进行视觉辅助和实时视觉增强的可穿戴视觉(Wearable Vision)便是这样一个新兴的研究方向和备受关注的前沿技术,它不仅涉及到可穿戴计算、机器视觉、人工智能、模式识别,也涉及到认知科学、心理学等多学科高技术的交叉和结晶。可穿戴视觉强调以与人类近似的“第一人视角”随时随地捕获穿戴者自己或周围环境的图像信息,利用计算机视觉技术给予实时分析和处理,最终形成对环境中人、事、物的综合理解,从而为穿戴者提供及时的视觉辅助和有意义的行动规划。随着监控技术的应用和发展,以固定摄像机为代表的视频监控系统已经充斥着大部分公共场所,但目前大多仍以录制视频图像和事后调用取证为主,不能胜任实时主动监控的需要,尤其对公共场所中突发犯罪事件的防控。因此,重要的公共场所仍然需要由人来进行巡逻防控和识别犯罪。另据研究表明,长时间、高注意力的视觉观察是极其消耗生物能量的脑力活动,极易产生视觉疲劳、反应迟钝、记忆减弱等不良精神状态,人在此状态下很可能会错过有价值的视觉信息。如果能为从事高强度视觉任务的巡逻者提供具有可持续视觉辅助功能,增强其视觉判断能力的可穿戴视觉系统,将大大提高巡逻防控效率和监控能力。可穿戴视觉系统随人移动,处于一个不可控的动态复杂环境中,在视觉图像处理与识别中面临着许多特殊的挑战与难题。本文是在目前国内外研究成果的基础上,通过研发人巡逻时用到的智能移动监控辅助系统原型来对可穿戴视觉的关键问题进行研究。主要贡献和创新点可概括如下:①在研究人机集成智能理论、计算机视觉理论及可穿戴智能的基础上,提出了适用于可穿戴计算环境和移动监控任务的可穿戴人机协同视觉体系WICVA,明确了实现该体系的两个关键模块:可穿戴视觉决策和视觉辅助的动态调度机制。可穿戴视觉决策为WearVision克服多变不可控复杂环境带来的识别影响提供了可行的应用框架,保证了WearVision在进行视觉信息处理时的有效性、选择性和智能性,是集成智能学的新发展和新应用。同时对WICVA中动态辅助机制进行了研究,提出了基于扩展模糊有色Petri网的动态辅助调度算法,使之能根据上下文自动调用相应辅助服务于巡逻者。WICVA是在人-机各自的视觉系统特点上进行取长补短、相互辅助,可用于指导可穿戴视觉辅助系统的应用设计,并为人机协同识别提供理论支撑。在该体系的指导下我们研发了可穿戴智能监控辅助系统原型iWearSA平台。②为实现WICVA中的人机共同感知,提出了一种人视觉注意力驱动的兴趣场景和候选目标图像捕获方法。该方法充分利用人视觉注意力的优点,结合分块场景匹配计算法和运动区域估计法识别出穿戴者的关注行为,以及主动注意和被动注意状态,因此可以有选择性地采集穿戴者感兴趣场景,避免采集和处理大量无意义的视觉图像,为可穿戴计算机节约了平台资源;同时,为了进一步明确运动目标区域,研究了可穿戴摄像机条件下的运动目标分割问题,提出了一种基于运动全景补偿的运动目标检测算法,该方法既弥补了WearVision视场较小的弱点,用于生成连续视场范围内的全景图像,又可对抖动图像序列进行稳像处理,输出稳像视频和运动目标区域,协助穿戴者进行更精确的运动目标搜索与定位。③为实现WICVA中对感知图像的选择性处理,提出一种基于图像质量评价优先度的择优处理策略,对该策略中的关键技术模糊图像检测技术进行了研究,给出了基于概率支持向量机的运动模糊图像分类方法,该方法能快速检测出采集图像是否存在运动模糊并估计模糊的程度,通过预设的质量处理策略筛选出合适质量的图像,既解决了可穿戴视觉系统在图像处理中的选择性和有效性,又可用于辅助提示穿戴者对不合格图像进行重拍。④对WICVA中的人机协同识别进行了探索性研究,以人脸追逃为实验背景,提出了一种可修正人眼检测定位错误的方法,该方法针对已有的Adaboost算法及人眼检测分类器进行人眼检测后的错误定位问题,能快速修正人眼的漏检、检误问题,提高了在不可控环境中的双眼定位准确率,使得分类器对任何可穿戴场景都有良好的通用性,提高了复杂背景和随意运动摄像机条件下的人脸检测率。最后,提出了基于单训练样本和变归一化尺度的快速人脸识别算法,按“机粗人精”的人机协同识别顺序进行了室内外实验,即由WearVision先快速识别出候选者,再由人进行精确识别。实验证明人机协同识别比单独用人识别或者单独用机器识别的准确率更好,更符合实际应用。
张斌[4]2007年在《基于WSN的可穿戴计算支撑环境的研究与实现》文中认为近年来,可穿戴计算技术的迅速发展使其在工业、军事等领域得到了广泛的研究和探索性应用,逐渐促成了一种崭新的计算模式。本文受国家自然科学基金项目《基于可穿戴计算的设备装配和维护支撑模式及关键技术研究》(编号:60674077/F030208)资助,以可穿戴计算技术在制造业设备维护类领域的应用为背景,针对现场从事设备装配、调试、检测、诊断和维修等作业的工程技术人员提出的设备技术资料浏览、现场操作辅助和专家团队协作等辅助应用需求,探讨如何利用无线传感网络技术建立信息支撑环境,使可穿戴计算机能有效的感知人员作业现场的各种场景信息。全文工作主要包括:(1)描述了典型的制造业设备装配和维护领域的典型作业场景,分析了可穿戴计算机实现作业辅助应用所需的各种设备信息和车间环境信息等。(2)针对建立设备装配和维护用的可穿戴计算支撑环境的需求,结合无线传感网络技术的特点,设计并实现了通用的无线传感网络节点。(3)为了满足各种复杂现场应用的需求,需要设计一个多跳的自组织网络来提高无线传感网络的实用性能,为此对无线传感网络组网的ZigBee协议规范进行了分析,并实现了MpZBee协议栈的跨平台移植。(4)采用研制的WSN节点和移植的MpZBee协议,初步构建了一个用于设备装配和维护的可穿戴计算支撑环境原型,并通过各种实验应用初步验证了该环境的实用性能。本文初步探讨了可穿戴计算技术和无线传感网络的结合,其工作成果具有一定的实用价值,为推广可穿戴计算在工业、军事等领域的应用作出了一定的贡献。
王安文[5]2006年在《可穿戴计算平台结构设计与实现研究》文中研究说明随着科学技术的发展,普适计算的概念已逐渐被人们接纳。如果说普适计算指出了计算机未来发展的一个方向,那么可穿戴计算就是这个方向上的一条大道。普适计算旨在使计算机融入人的生活空间,形成一个“无时不在、无处不在而又不可见”的计算环境,而可穿戴计算正是实现“无时不在、无处不在而又不可见”的计算环境的一种行之有效的方法。 可穿戴计算是一种全新的计算技术,与传统的计算技术存在着很大的差别。它打破了传统的人机交互模式,使人和计算机更加紧密地结合在一起,提高了人的整体感知和计算能力。它提供了一种无处不在的计算和交互方式。可穿戴计算涉及到众多的学科领域,是一项非常复杂的计算技术。可穿戴计算机是该技术的代表,具有重要的研究价值。可穿戴计算机是一种可穿戴在人体上的个人移动计算机,它的携带和使用更加自然,特别适合室外和机动场合下应用,是国际计算机学术界的新兴领域。目前,国内对可穿戴计算机研究和开发基本上还属于早期阶段,特别是对通用可穿戴计算机的体系结构等方面的研究几乎是空白。而随着可穿戴计算机不断被人们所认识,社会的各行各业对可穿戴计算机的需求量越来越大,可穿戴计算机的明天有着像PC机的今天一样的发展趋势。基于可穿戴计算技术的这一发展前景,论文针对通用可穿戴计算机的体系结构及其实现方法展开研究,完成了以下五方面的工作,为进一步研发奠定了坚实的基础。 一、较为全面地概述了可穿戴计算技术的产生、发展及意义,分析比较多个专用可穿戴计算机结构,对照通用微型计算机与可穿戴计算机的软硬件体系结构特点,提出一种实现可穿戴计算机通用的方法——可穿戴计算平台。并根据可穿戴计算平台所期望达到的目标,构建了可穿戴计算平台的集合模型。该模型的特点是通过模块的可选性实现用户功能的可重构性,从而达到可穿戴计算平台可以用于不同用户要求的多种场合之中,以达到通用。 二、对可穿戴计算平台的集合模型进行合理的限定,寻求出该模型的可实现性与可实现的通用程度之间的一个折衷点。并基于该折衷点实例化该模型,设计出在一定程度上达到通用的可穿戴计算平台。 叁、根据可穿戴计算平台的设计结果,对可穿戴计算平台设计提出的连接模块进行实例化开发实现。开发完成了可穿戴计算平台串口一扩四的串口连接模块。通过软硬件的整体测试,该模块工作稳定,实现了预期功能。
曾丽霞[6]2016年在《基于情境感知的智能穿戴设备交互设计研究》文中提出目前,互联网技术依旧保持高速发展状态,更多高性能、低功耗的处理芯片不断在市场中崭露头角,智能穿戴设备产业的商业化脚步不断加快,“硬件+软件+数据服务”成为智能穿戴时代的主流商业模式和时尚的宠儿,备受IT白领人群的喜爱。然而,目前智能穿戴设备研究中更多涉及工程技术层面,对用户、设备和环境叁者之间的交互行为和用户体验方面的研究相对较少。将设计对象、应用情境、用户体验等诸多因素纳入到智能穿戴设备的设计中,有助于推动智能穿戴设备由技术驱动型向用户体验驱动型转变。因此,在智能穿戴设备的设计中引入情境感知概念和交互设计理念具有重要的意义。论文首先归纳总结了情境感知相关的研究成果,明晰计算机情境感知系统的实现原理及方法,并借助情境认知理论来研究用户的情境认知特征,对智能穿戴设备的交互和体验进行解构与分析,发掘影响用户体验的相关因素。随后将理论研究结果与交互设计系统进行融合,串联起用户、行为、场景和技术之间的关系,构建了基于UCD的智能穿戴设备情境感知系统,为后续研究的奠定了基础。在调研阶段,通过定性和定量的调研方法,挖掘出IT白领的运动健身中的各类情境需求,经过需求权重的分析,归纳出目标用户的情境认知特性以及对智能穿戴设备的运动健身需求。结合理论分析和调研结果,笔者提出了基于情境感知的智能穿戴设备交互原则,包括个性化推荐、智能化与决策权平衡、密切的任务相关性、多通道交互反馈和知化的算法五项原则;笔者在用户情境、任务情境和环境情境因素下分别提出了相应的设计策略用以指导具体的设计实践。在设计阶段,笔者设计了针对IT白领人群的运动类智能穿戴设备——Ifit智能手环以及移动端应用,将设计原则与策略付诸具体实践,为交互设计思维和方法在智能穿戴设备设计中的应用提供了依据。论文主要研究基于情境感知的智能穿戴设备交互设计,从人-机-环叁者之间的交互关系出发,构建了基于UCD的智能穿戴设备的情境感知系统,以IT白领人群为目标用户,研究其情境认知特征与交互行为偏好,基于用户情境、任务情境和环境情境因素提出了智能穿戴设备的交互设计原则和设计策略,以期对智能穿戴设备进行优化设计,使之达到更加自然的用户体验效果。
陈靓[7]2007年在《可穿戴计算平台的总体设计及其低功耗研究》文中提出可穿戴计算机是超微型、超轻型、个性化、多用途可穿戴的移动计算系统，它的诞生为传统的人机交互关系带来了巨大的变革，体现了“以人为本”的交互理念，并将对我们的生活产生重要影响。随着计算机技术的发展，可穿戴计算机的应用已由原来的特殊领域转向日常生活领域，与此同时，人们对可穿戴计算机的性能和可持续工作时间的要求也将会越来越高。目前，采用高性能低功耗嵌入式处理器为核心的可穿戴计算机，在国内还未曾有研究报道和研究成果，本文基于高性能低功耗嵌入式处理器和嵌入式操作系统构成的模块化的体系结构，完成了本课题的需求分析和总体设计，并在模拟平台上实现了对系统功耗的优化。本文的主要工作如下：1、总结了目前各研究机构的可穿戴计算机体系结构及其低功耗研究现状；2、分析对比了目前主流嵌入式处理器和嵌入式操作系统，确定了适合于本课题的专用体系结构；3、完成了本课题系统需求分析和总体设计，并在系统模拟平台上成功地构建了开发环境；4、在模拟平台上实现了系统的功耗优化，并分析了功耗优化的结果。
马福齐[8]2004年在《可穿戴计算机支撑环境的初步研究》文中进行了进一步梳理对于孤立的可穿戴计算机,就其理论和技术水平而言,它还受到很多方面的限制,因此其应用面和应用点将会比较薄弱和单一,但如果它能够得到一个与其密切相关的计算环境的支撑,这一问题可望得到解决,因此我们提出了可穿戴计算机支撑环境这一基础研究课题。本文的主要工作如下:1)可穿戴计算机支撑环境的研究还处于刚起步阶段,还未得到广泛的关注。本文在收集和阅读大量文献的基础上,做了可穿戴计算机支撑环境的研究综述,其内容包括对其定义的研究、对其主要功能的研究、对其主要特点的研究以及其关键研究课题的提出。2)在参考美国Oregon大学提出的智能环境的研究基础上,提出了现阶段对可穿戴计算机支撑环境中基础设施的认识、对基础设施的分类、对基础设施中设备的分析,并最终提出了一种基础设施的整体构成框架。3)在对上下文感知进行研究并参考其代表性的应用模型的基础上,对可穿戴计算机支撑环境中的上下文信息进行了分类、提出了其感知应用模型、在此模型的基础上基于移动Agent技术设计了其感知应用架构,并由此架构给出了其在可穿戴计算机支撑环境中的应用研究。4)对可穿戴计算机支撑环境中的服务的需求做了研究、研究了与其密切相关的JINI服务方式、在此基础上研究JINI服务在可穿戴计算机支撑环境中的应用,并为此设计了JINI服务在可穿戴计算机支撑环境中应用的仿真环境、仿真任务,最终利用Jini Technology Starter Kit Version 2.0实现了此仿真任务。
韩露[9]2004年在《一种面向服务的可穿戴计算支撑系统研究》文中研究说明可穿戴计算是一种崭新的计算模式和技术,自上世纪90年代中后期,可穿戴计算的研究渐成气候,已成为计算机界的前沿研究领域之一。由于可穿戴机的移动性、资源受限性以及任务的多样性、复杂性和特殊性,使其需要一个外部计算环境和相应的软件支撑系统来支撑其应用,依靠这个支撑系统提供的服务可弥补自身资源不足和扩展自身功能,从而扩大应用范围。可见,可穿戴计算支撑系统是发挥可穿戴计算优越性的关键。本课题主要研究可穿戴计算软件支撑系统,包括服务环境、支撑模式、模型和构架,提出了以可穿戴计算环境为支撑、服务为核心的软件构架和方法,并采用XML表述和Java 来实现,使可穿戴计算支撑系统具有动态适应性、可重组性等,以解决可穿戴计算机本地资源受限性、任务多变性(多样性)、运行环境的异构性等一系列问题。本文还对适合可穿戴计算的用户界面以及其他相关的关键技术进行了探讨。本文的主要工作和结论如下:探讨了面向服务技术在可穿戴计算应用开发中的优越性分析了可穿戴计算机及可穿戴计算服务环境的特点对可穿戴计算支撑系统进行了需求分析设计了一种面向服务的可穿戴计算支撑系统的体系构架, 该系统采用XML描述用户界面和交互事件,为可穿戴机用户提供一种轻便的图形化服务方式.结合设备检修应用,设计了一种基于服务的应用框架,并在此框架上开发了跨平台的动态自适应界面。本课题的研究成果将会形成创新的可穿戴计算软件支撑模式和方法,为可穿戴计算的研究和推广应用提供关键技术和经验。
谷延军[10]2008年在《可穿戴计算中的信息采集及低功耗技术研究》文中指出近年来,随着科学技术日新月异的发展,计算机向着高性能、微型化方向发展的速度也越来越快。半导体技术的提高和嵌入式技术的应用,使得传统意义上的计算机已缩小至板级、芯片级,在这种技术背景下,人们对当今计算机的应用提出了一种新的需求——可穿戴计算机。可穿戴计算机与普通计算机的区别在于其摆脱了传统计算机要求使用时间、地点相对固定等特点,不再是传统意义上的键盘输入、屏幕显示等固定的硬件连接模式,与之相比,可穿戴计算机的使用时间和地点不受限制,且具备了语音控制、人体信息采集、微型LCD显示、远程无线通讯等功能。可穿戴计算机是一个所有信息输入、数据输出均以人体环境为核心,软、硬件均可重构的一个人机合一的计算机系统。由于可穿戴计算机体积小,可随身携带,对于在需要将人手解放出来的计算机应用场合具有重要的应用价值。本课题的研究内容为“可穿戴计算中的信息采集及低功耗技术研究”,主要研究任务是:设计并实现一个总体的可穿戴计算机系统,根据可穿戴计算机的应用需求实现相关的信息采集,并对系统设计中的低功耗技术进行研究。论文中对实现可穿戴计算中重要的数据采集模块进行了介绍并通过编程实现了各模块的应用,通过将研究的降耗理论对处理器及各模块的实施,论文最后给出了系统在各种降耗措施下的具体功耗数据,由功耗数据可以看出,采用了本论文中所研究的低功耗措施可以明显的降低系统功耗。本文研究的内容有助于实现一个具体的可穿戴计算机。
参考文献：
[1]. 可穿戴计算环境研究与设计[D]. 赵启胜. 重庆大学. 2003
[2]. 可穿戴计算机信息捕获及处理系统的研究与实现[D]. 陈浩. 电子科技大学. 2008
[3]. 面向智能移动监控辅助的可穿戴视觉研究[D]. 韩露. 重庆大学. 2011
[4]. 基于WSN的可穿戴计算支撑环境的研究与实现[D]. 张斌. 电子科技大学. 2007
[5]. 可穿戴计算平台结构设计与实现研究[D]. 王安文. 陕西师范大学. 2006
[6]. 基于情境感知的智能穿戴设备交互设计研究[D]. 曾丽霞. 江南大学. 2016
[7]. 可穿戴计算平台的总体设计及其低功耗研究[D]. 陈靓. 西北大学. 2007
[8]. 可穿戴计算机支撑环境的初步研究[D]. 马福齐. 重庆大学. 2004
[9]. 一种面向服务的可穿戴计算支撑系统研究[D]. 韩露. 重庆大学. 2004
[10]. 可穿戴计算中的信息采集及低功耗技术研究[D]. 谷延军. 西北大学. 2008