第7章 人机交互系统
人机交互多通道人机交互ppt课件
通过整合来自多个通道的、精确的和不 精确的输入来捕捉用户的交互意图，提 高人机交互的自然性和高效性
MMI
手
用
嘴
…
击键/指点 通
语音
道
眼神
整
…
合
户
眼
手
…
2D/3D 多媒体信息
图5－1 多通道人机界面概念模型
应用例程
多通道用户界面研究的目标
互补性可能存在一个“优势通道 （Dominant Modality）”，并需要其他通道 予以辅助，例如，用语音直指（“This city”），则需鼠标在屏幕对象上指点
指派性
指派性是指某通道是完成特定交互任务唯 一途径的情形，即某通道必须被用于实现 特定交互任务而没有其他通道可以替代
指派性可分为两种情形
多通道用户界面主要关注人机界面中用 户向计算机输入信息以及计算机对用户 意图的理解
交互的自然性
使用户尽可能多地利用已有的日常技能与计算机 交互，降低认识负荷；
交互的高效性
使人机通讯信息交换吞吐量更大、形式更丰富， 发挥人机彼此不同的认知潜力；
与传统的用户界面特别是广泛流行的 WIMP/GUI兼容
交替而独立地使用不同的通道不是真正 意义上的多通道技术，必须允许充分地 并行、协作的通道配合关系
允许非精确的交互
人类语言本身就具有高度模糊性，人类 在日常生活中习惯于并大量使用非精确 的信息交流
允许使用模糊的表达手段可以避免不必 要的认识负荷，有利于提高交互活动的 自然性和高效性
多通道人机交互技术主张以充分性代替 精确性
有关视踪原理和技术的研究 二是在使用这种交互方式后，人机界面的设计技术和原
CAM课件第7章
CAPP系统结构组成
7.2 零件信息的描述与输入
零件信息描述要求：
①描述应准确、完整，与实际生产要求相一致，适合计算机处理； ②应简洁易懂，易于理解和掌握，便于输入操作； ③数据结构要合理，利于提高处理效率，便于信息集成。
零件信息描述内容：
①零件几何信息：包括零件几何形状、尺寸、以及各几何元素间的拓扑 关系。方法：可从零件三维模型进行描述；也可将结构分解，对分解的形 体或型面单元分别进行描述。 ②零件工艺信息：加工精度、表面粗糙度、零件材料、毛坯特征、热处 理等。 ③生产管理信息：加工批量、生产周期等。
优点： • 产生式规则结构接近人类专家思考问题方式；
• 各条规则相互独立，易于查询、修改和扩充； • 容易添加解释功能，以便观察系统如何进行推理； • 具有描述不确定知识的能力。
专家系统推理方式
1）正向推理 从已知事实出发，按照给定控制策略，利用生产式规则
最终推断出结论。在CAPP系统中，由毛坯一步步推导出最终零件的整 个加工工艺过程。
创成式CAPP开发过程
1)确定系统对象范围，是针对回转体零件还是非回转体零件；
2)确定零件描述方法，是型面单元描述还是体素组合语言描述； 3)确定和建立工艺决策模型，用决策表还是决策树；
4)建立加工资源数据库，包括机床、夹具、刀具、切削用量等；
5)设计系统主控模块、人机接口模块、工艺文件生成和输出模块。
系统运行的软件模块。
l •解释模块 对专家系统推理结果作出必要解释，使用户了解专家系统
推理过程，接受所推理的结果。
•知识获取模块 将人类专家的专门知识提取出来，经整理转化为计算机
内部数据结构形式，是知识库建立和维护的工具和手段。
•用户接口模块 将专家和用户输入的信息转换为系统可以接受的形式，
人机交互各章知识点
答：命令行界面交互阶段、图形用户界面交互阶段、自然和谐的人机交互阶段4.发展趋势
答：集成化、网络化、智能化、标准化5.狭义的讲人机交互技术
37、界面描述语言一般分为两类：命令式语言；陈述式语言。
38、窗口系统的三种结构？在各个应用程序内部实现和管理多任务；在操作系统核心集中处理多任务管理；多任务的管理可由独立的管理程序进行管理。39、UIMS：用户界面管理系统。
40、对话独立性的概念：是人机交互研究领域的主要问题，主要是强调业务（应用程序的定义）与提供给用户的界面的分离。
WEB界面基本设计技术
HTML、JavaScript、JavaApplet、服务器端脚本语言、AJAX技术
第9章
1.可用性的定义及5个“E”。
答：可用性是指特定的用户在特定环境下使用产品并达到特定的目标的效力、效率和满意的程度。5个“E”是指有效性(Effective)、效率(Efficient)、吸引力(Engaging)、容错能力(Error Tolerant)、易于学习(Easy to Learn)
29、美国IBM公司采用OVID方法，OVID模型有：设计者模型；编程者模型；用户感念模型。
30、OVID方法的关键是确定交互中涉及的对象，并把这些对象组织到交互视图中。31、行为模型的概念：主要从用户和任务的角度考虑如何描述人机交互界面32、结构模型的概念：主要从系统的角度来表示人机交互界面。
33、行为模型包括：GOMS:目标操作方法和选择行为模型是在交互系统中来分析用户复杂性的建模技术，主要被软件设计者用于建立用户行为模型。LOTOS：时序关系说明语言是一种作为国际标准的形式描述语言，它的特点是适于描述解决并发、交互、反馈和不确定性等问题的一系列系统的设计。UAN：用户行为标准是一种简单的符号语言，着眼于用户和界面两个交互实体的描述，主要描述用户的行为序列以及在执行任务时所用的界面。
基于双目视觉和深度学习的无人机人机交互系统
摘要现行的无人机控制主要依靠专业的设备，由经过专业训练的人来完成。
这给无人机的普及以及推广带来了不小的困难。
无人机越来越多的应用场景给操控的便捷性带来了越来越高的要求，现有的依靠设备的方法在很多应用场合有着很大的局限性，限制着无人机应用的扩展。
为此，本文研究了简化无人机人机交互的方法，该方法在拓展无人机应用方式上有着重要的应用意义。
本文完成的工作如下：搭建了一套无人机实验验证平台。
该平台包括了一台多旋翼无人机以及以Nvidia Tegra K1芯片为核心的机载嵌入式信号处理平台。
编写了机载嵌入式信号平台与无人机飞行控制系统的接口程序，为后续的无人机控制、导航以及其它类别的应用研究奠定了良好的软硬件实验验证基础。
设计并实现了一种基于双目视觉和深度学习的手势控制无人机方法。
首先跟踪并提取人物所在区域，通过立体匹配获取人物和背景均包含的深度图。
然后通过归一化并且阈值化的方法，将对动作识别造成干扰的背景去除，从而得到只含有领航员的深度图序列。
其次，通过对深度图序列前后两帧差分处理并且利用HSV色彩空间按照时间顺序进行色彩映射与叠加，将深度图序列转换为同时含有人物动作时间与空间信息的彩色纹理图。
然后用深度学习方法对所获得的彩色纹理图进行训练和分类，从而实现手势指令的识别。
由于神经网络的训练对硬件要求极高，因此本方案采用离线训练，在线分类的方式。
最后，构建了一个包含4个指令动作和一个非指令动作的数据集，利用数据集对神经网络进行训练并且进行了测试。
经验证，本文所述方法在室内和室外均可使用，有效控制范围达到10m，可以简化无人机控制复杂度，对促进无人机普及，拓展无人机应用范围都具有一定的参考价值。
关键词：无人机，人机交互，双目视觉，深度学习ABSTRACTTraditionally, interacting with UAV（Unmanned Aerial Vehicle）required specialized instrument and well trained operators. In many cases, the instrument based interaction method has been an obstacle in UAV application. In order to reduce the difficulty interacting with UAV. We make usage of the binocular camera on UAV which originally used in obstacle avoidance for motion capture by using depth sensing method. By using deep learning method for motion recognition, we develop a high accuracy human-robot interacting method which is non instrument based. This method reduces the interacting difficulty and has a great sense in experience of interacting with UAV. In our research, we finished following works:We set up an UAV platform for experimental usage. The platform includes an milticopter and an embedded signal processing platform equipped with NVidia Tegra K1 processor. We wrote an API which allow us control UAV from embedded signal processing platform. This has been the basis of UAV control, navigation and other further study.We designed and realize an interacting method with UAV based on stereo vision and deep learning. Firstly, tracking the people who was allowed to control the UAV and spilt it out. We got depth image which contained both the people and the background. We filtered out the background by normalizing and threadholding the depth image. Secondly, we overlay a series differential depth image. These image is colored by mapping the color and the depth image in HSV color space according the time of image captured to generate a colored texture image which including time and space information at the same time. Finally, we classify the colored texture image using deep learning method and recognized the gesture. We trained the neural network offline and executing the image classification online as the training of neural network required power computer.Finally, we built a data set containing four commanding gesture and a non-commanding gesture. We trained the neural network using this data set and prove the proposed classification method. The proposed method is robust for both indoor and outdoor situation and is effective in 10 meters. Make significant sense to the popularization of UAV and extend its application field.KEY WORDS：Unmanned Aerial Vehicle, Human Robot Interact, Stereo Vision, Deep Learning目录摘要 (I)ABSTRACT .......................................................................................................... I II 绪论 . (1)1.1引言 (1)1.2国内外研究现状 (2)1.2.1无人机及其控制 (2)1.2.2无人机人机交互方法 (3)1.2.3人类动作数据采集 (5)1.2.4动作识别 (6)1.3论文的主要研究内容 (7)1.4论文结构安排 (7)基于双目视觉的深度图生成以及处理 (9)2.1双目摄像头图像的采集 (9)2.2双目视觉测距原理 (10)2.3立体相机的标定 (12)2.4深度图的生成 (13)2.5立体图像的预处理 (16)2.6本章小结 (17)基于深度学习的动作识别方法 (19)3.1视频预处理 (19)3.1.1领航员的跟踪以及区域裁切 (19)3.1.2彩色纹理图序列的生成 (20)3.2卷积神经网络 (22)3.2.1 Caffe神经网络框架 (23)3.2.2 Alexnet网络 (23)3.3数据集的构建 (24)3.4神经网络的训练和动作识别 (26)3.5本章小结 (27)多旋翼无人机控制 (29)4.1多旋翼无人机控制 (29)4.1.1动力模型以及控制方法 (29)4.1.2无人机自动控制原理 (31)4.2无人机的外部控制 (32)4.2.1 ROS机器人操作系统 (32)4.2.2 Mavros工具包 (33)4.2.3系统软件架构 (35)4.3本章小结 (37)实验和数据分析 (39)5.1硬件平台 (39)5.1.1总体方案 (39)5.1.2嵌入式机载处理平台 (40)5.1.3地面站 (41)5.2手势识别算法性能比较 (41)5.3手势识别距离测试 (42)5.4本章小结 (44)总结与展望 (45)6.1本文工作总结 (45)6.2进一步的工作 (46)参考文献 (47)发表论文和参加科研情况说明 (51)致谢 (53)绪论1.1引言无人机已广泛应用于海域监测、电力巡线、森林防火，搜索救援、防灾减灾、国土资源监测、航测航拍、高速公路管理、毒气勘察、污染监测等领域，在降低成本，提高效率及安全性等方面展现了巨大优势。
第7章-人机系统设计
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Human Engineering, Lv Jiefeng, WUT Copyright Reserved
人机
工程学
HUMAN
ENGINEERING
第7章 人机系统设计
7.2 人机系统设计的基本原则
GB/T 16251—1996《工作系统设计的人类工效学原则》中规定了与人的生活质量、安全和健康 有关的工作系统设计的一般指导原则。（详见该标准）
人机
工程学
HUMAN
ENGINEERING第7章人机系统设计7.1 人机系统设计概述 7.2 人机系统设计的基本原则 7.3 人机系统设计的程序与方法 7.4 人机系统设计实例
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7.2.1 工作空间和工作设备的设计
1.与身体尺寸有关的设计 2.有关身体姿势、肌力和身体动作的设计 3.有关信号、显示器和操纵器设计
7.2.2 工作环境设计 7.2.3 工作过程设计
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事项 分析系统的
功能
系统构思
选择最佳设 想和必要的
设计条件 人因分析
设计细则
具体设计
设计评价 缺陷诊断 修改意见
生产 使用、保养
人机系统设计中应注意的事项 系统对安全、舒适、经济和效率的要 求 明确系统的重要事项 与设计有关的人员、设备、材料准备 详细划分系统的主要事项及其性能 对各项设想进行比较 系统的功能分配 系统的人机匹配 人机交互方式
物理学与人机交互
可持续发展 与环境影响
发展绿色环保的 交互技术
人性化设计 与个性化需
求
需要兼顾用户需 求和技术实现的
平衡
感谢观看
THANKS
增强现实技术是一种 技术，通过将虚拟信 息叠加到真实世界中， 增强用户的感知体验。 在人机交互领域，物 理学原理在增强现实 技术中发挥着重要作 用，为用户带来更丰 富、更直观的交互体 验。
光学原理在增强现实设备中的应用
折射、反射 应用
光学效应提升映 射质量
光学传感器 作用
实现用户交互
体积和重量 影响
交互理解
通过物理学知识更好理解 用户与计算机的交互过程
人机交互领域的发展趋势
技术进步
随着技术的不断 进步，人机交互 领域也在不断演
进
应用前景
物理学的应用将 在人机交互领域
发挥重要作用
物理学与人机交互的关键技术
01 触摸屏技术
用于用户界面的交互操作
02 姿势识别技术
识别用户的姿势以实现交互
03 虚拟现实技术
物理学与人机交互的结合
物理学与人机交互的结合将为人类带来更加智能、 便捷、真实的用户体验。通过不断深入研究物理 学在人机交互中的应用，可以为未来科技发展开 辟更加广阔的空间，推动技术不断创新。
挑战与机遇
技术融合与 创新
挑战传统技术的 边界，创造新的
交互方式
数据隐私与 安全性
保护用户数据隐 私，确保信息安
听觉
如何影响用户界 面设计
肌肉骨骼系统在人机交互中的影响
重要性
对体验的关键影响 支撑动作的重要性
生物物理学角度
应变和适应性 不同交互场景的应用
设计原则
符合人体力学的交互界面 设计 最佳实践
仿人机器人竞技娱乐运动设计第7章Choregraphe入门
第7章 Choregraphe入门 图7-3 Win7系统下Choregraphe的安装过程图3
第7章 Choregraphe入门 (3) 点击“Next”后出现如图7-4所示的界面。
图7-4 Win7系统下Choregraphe的安装过程图4
第7章 Choregraphe入门 (8) 选择“Finish”，如图7-9所示。 (9) 选择“确定”，安装完成。 安装完成后，系统不仅安装了Choregraphe软件，还加 载了附带的Monitor、NAOqi以及参考文档NAO Reference。
图7-9 Win7系统下Choregraphe安装过程图9
7.2 Choregraphe概述
Choregraphe是一款多平台的应用软件，用Choregraphe 可以创建应用于NAO机器人的行为模块，并连接到NAO机 器人上，测试用户所创建的行为模块。简而言之， Choregraphe是一款专门用于NAO机器人控制的软件。
Choregraphe采用的是图形化编程，其优势在于一个复 杂行为模块的创建(例如人机交互、跳舞、发送邮件等等)不 需要用户编写任何一条代码，因为Choregraphe自带了足够 丰富的指令盒，将这些指令盒通过拖动的方式进行组合，足 以实现多种复杂行为。当然，Choregraphe也提供用户自定 义功能，允许使用Python语言编写自定义模块。
第7章 Choregraphe入门
B：选择所需指令盒，所选中的指令盒会以暗条标示出 来。
C：提示信息，选择指令盒后，在这里会显示出相应的 提示信息，说明指令盒的功能。
另外，用户也可以创建自己的指令盒库，保存用户自己 编写的指令盒。具体操作是：在菜单栏上，选择“指令盒 库”→“新指令盒库”，右击新指令盒库的空白区域，选择 “创建新的文件夹”。将流程图操作区的指令盒保存到新指 令盒库的方法：右击指令盒，选择“添加至指令盒库”，在 菜单栏上选择“指令盒库”→“保存指令盒库”，或“指令 盒库”→“保存指令盒库为”。
CATIA二次开发技术基础-第7章_人机交互
7.1.3.2 FindObject 功能：在当前选择集中搜索指定类型的元素。 语法：
FindObject（CATBSTR iObjectType）As CATIABase
参数： ·iObjectType：元素类型，加上 CATIA 前缀，如 Point 类型应为 CATIAPoint。 示例： 如下代码在当前选择集中搜索 Pad 特征。
CATIA.ActiveDocument.Selection.PastSpecial“CATPrtResultWithOutLink”
7.1.4.6 Search 功能：搜索元素，并把结果加入当前选择集。 语法：
Search（CATBSTR iStringBSTR）
参数： ·iStringBSTR：搜索字串，格式同编辑菜单的搜索命令。 示例：如下代码在文档中搜索颜色为白色的草绘特征。 CATIA.ActiveDocument.Selection.Search（“Part.Sketch.Color=‘White’，all”）
·“CATMechProdCont”粘贴为“As specified in Assembly”， ·“CATProdCont”粘贴为“As specified in Product Structure”， ·“CATIA_SPEC”粘贴为“CATIA_SPEC” ·“CATIA_RESULT”粘贴为“CATIA_RESULT”. 在产品文档中： ·“CATProdCont”粘贴为“As specified in Product Structure”， ·“CATSpecBreakLink”粘贴为“BreakLink”。 示例：如下代码将当前选择集中的元素作为结果粘贴。
7.1.2 Selection 对象
Selection 对象包含了当前用户选择的物体。这些物体可以是用户用鼠标选择的，可以是 用搜索命令返回的结果集，也可以是用编程的方法添加的，它们可以用做下一步操作的对象。 每个文档只有一个 Selection 对象。
山东大学人机交互技术教案
山东大学人机交互技术教案一、教案概述本教案旨在为学生提供对人机交互技术的基本概念、原理和应用的全面了解。
通过学习，学生将能够掌握人机交互的基本理论，熟悉不同的人机交互技术，并能够应用于实际项目中。
二、教学目标1. 理解人机交互的基本概念和原理。
2. 掌握不同的人机交互技术及其应用。
3. 能够分析并设计有效的人机交互系统。
三、教学内容1. 第一章：人机交互简介人的认知与行为人机交互的历史与发展人机交互的基本概念2. 第二章：人机交互理论认知心理学在人机交互中的应用人类工效学在人机交互中的作用可用性工程与人机交互3. 第三章：人机交互技术输入设备与输出设备触摸屏与手势识别技术语音识别与自然语言处理技术4. 第四章：用户体验设计用户体验的基本概念与要素用户体验设计的方法与流程用户测试与评估5. 第五章：人机交互应用案例分析移动应用的人机交互设计虚拟现实与增强现实技术在人机交互中的应用智能家居系统的人机交互设计四、教学方法1. 讲授：讲解基本概念、原理和理论。
2. 案例分析：分析实际的人机交互应用案例。
3. 小组讨论：分组讨论并解决实际问题。
4. 项目实践：设计并实现一个简单的人机交互系统。
五、教学评估1. 平时成绩：包括课堂参与、作业和小组讨论。
2. 期中考试：考察学生对人机交互基础知识的掌握。
3. 项目实践：评估学生对人机交互技术的应用能力。
六、教学内容6. 第六章：交互设计原则与模式交互设计的基本原则常见的人机交互模式交互设计在不同领域的应用7. 第七章：界面设计界面设计的基本概念与原则界面布局与视觉设计响应式设计与移动界面设计8. 第八章：无障碍设计无障碍设计的重要性常见无障碍设计技术和策略评估和测试无障碍设计的工具和方法9. 第九章：人机交互技术与伦理问题人机交互中的隐私与数据保护与机器学习的伦理问题人在回路中的伦理考量10. 第十章：未来人机交互技术的发展趋势在人机交互中的未来应用脑机接口与意念控制技术量子计算在人机交互领域的潜在影响七、教学方法1. 讲授：讲解交互设计原则、界面设计、无障碍设计等概念。
人机交互复习
人机交互理论基础：人：视觉，听觉，触觉，动作（反应时间+动作时间）存储：感觉，短期记忆，长期记忆信息处理：原因，问题解决，技巧每个人都不同；视觉：物理信号刺激，对刺激进行处理和解释尺寸与深度：视觉角度指示有多少个物体，视觉敏锐感知细节，线索重叠帮助感觉大小与深度动作：菲兹定理：Mt（movement time）=a+blog2(D/S+1);a,b为常数，D距离（distance），S目标尺寸(size),距离越短越好，目标越大越好3种记忆:感知记忆，短期记忆，长期记忆感知记忆：图像记忆（视觉刺激），拟声记忆，触觉记忆短期记忆：快速接受，快速消退，限制在7+-2个块数。
长期记忆：接受慢，消退慢。
偶然长期记忆，定理式长期记忆。
定理式长期记忆来自偶然记忆。
短期记忆通过练习到长期记忆演绎：从已知结论出发，推出结论（演绎结论有对与错）归纳：从已知事件出发，归纳出规律（只有错），从结果到原因图形用户界面：WIMP界面MHP模型：总结和容纳大量认知心理学的研究成果，7+-2规律，STM到LTM的连接GOMS模型：描述了用户只需交互任务必须的知识，有目标，操作符，方法，和选择规则（从最高层目标开始，将最高层分解子目标，直到不可再分（操作符），一种操作符序列称为一种方法）（K击键P指向H归位M心理准备R响应这5个）界面范式：进行交互设计时的主导思想或思考方式WIMP：针对桌面应用，Window，Icon，Menu，Point（窗口，图标，菜单，指点设备），事件驱动，大大减少了键盘输入，提高了交互效率。
笔式界面范式：人在纸和笔环境下进行交互WIMP不在适用PIBG笔式界面范式：Physicl objiect,Icon,Button,Gesture.用户模型：费茨定律：缩短距离和增大目标来缩短定位时间，格式塔原理：易于理解，协调的整体。
接近原理（近的一类，远的一类），相似原理（相似的是一组），连续原理（视觉倾向于连续），封闭原理（视觉自动将敞开的图形关闭起来），对称原理（分解复杂的来降低复杂度），主体/背景原理（区域区分为主体和背景），均衡原理（倾向于需求视觉组合中的秩序或平衡）McGurk（麦格克）效应：是一种感性的认知现象，表现出在语音感知过程中听觉和视觉之间的相互作用，有时人类的听觉会过多的受到视觉的影响，从而产生误听的现象。
07-第七章操作系统接口
1. 系统访问类 系统访问类 在单用户微型机中，一般没有设置系统访问命令； 在单用户微型机中，一般没有设置系统访问命令； 然而 在多用户系统中，为了保证系统的安全性， 在多用户系统中 ， 为了保证系统的安全性 ， 都毫无例外地设 置了系统访问命令 系统访问命令， 即注册命令Login。 用户在每次开始使 置了系统访问命令， 即注册命令 。 用某终端时，都须使用该命令，使系统能识别该用户。 用某终端时 ， 都须使用该命令 ， 使系统能识别该用户 。 凡要 在多用户系统的终端上上机的用户， 在多用户系统的终端上上机的用户 ， 都必须先在系统管理员 处获得一合法的注册名和口令。以后， 处获得一合法的注册名和口令 。 以后 ， 每当用户在接通其所 用终端的电源后， 用终端的电源后 ， 便由系统直接调用并在屏幕上显示出以下 的注册命令： 的注册命令： Login: /提示用户键入自己的注册名 提示用户键入自己的注册名 提示用户键入自己的注册名
3. 文件操作命令 文件操作命令 (1) 显示文件命令 显示文件命令type。用于将指定文件显示在屏幕上。 。用于将指定文件显示在屏幕上。 (2) 拷贝文件命令 拷贝文件命令copy。 用于实现文件的拷贝。 。 用于实现文件的拷贝。 (3) 文件比较命令 文件比较命令comp。该命令用于对两个指定文件 。 进行比较。 两文件可以在同一个或不同的驱动器上。 进行比较。 两文件可以在同一个或不同的驱动器上。 (4) 重新命名命令 重新命名命令Rename。 该命令用于将以第一参数 。 命名的文件， 改成用第二参数给定的名字。 命名的文件， 改成用第二参数给定的名字。 (5) 删除文件命令 删除文件命令erase。该命令用于删除一个或一组文 。 当参数路径名为*.BAK时，表示删除指定目录下的所 件 ， 当参数路径名为 时 有其扩展名为.Bak的文件。 的文件。 有其扩展名为 的文件
工业机器人技术基础及其应用没章思考题练习题参考答案
《工业机器人技术基础及其应用》（戴凤智，乔栋主编）的每章思考与练习题及其参考答案第1章工业机器人概述1.机器人系统由哪四部分组成？答：（教材第2页）机器人系统由以下四部分组成：机械系统、驱动系统、控制系统和感知系统。
2.工业机器人有哪些基本特点？答：（教材第3页）工业机器人主要有以下三个基本特点：可编程、拟人化、通用性。
3.工业机器人的传感部分有哪些子系统组成？答：（教材第12页）机器人的传感部分相当于人类的五官，机器人可以通过传感部分来感觉自身和外部环境状况，帮助机器人工作更加精确。
工业机器人的传感部分主要分为两个子系统：感受（传感）系统、机器人与环境交互系统。
4.工业机器人的机械部分有哪些子系统组成？答：（教材第11页）机械部分是机器人的硬件组成，也称为机器人的本体。
工业机器人的机械部分主要分为两个子系统：驱动系统、机械结构系统。
5.工业机器人的控制部分有哪些子系统组成？答：（教材第11页）控制部分相当于机器人的大脑，可以直接或者通过人工对机器人的动作进行控制。
工业机器人的控制部分分为两个子系统：人机交互系统、控制系统。
6.工业机器人一般有哪些主要技术指标？答：（教材第12页）工业机器人的技术指标是机器人生产厂商在产品供货时所提供的技术数据，反映了机器人的适用范围和工作性能，是选择机器人时必须考虑的问题。
工业机器人的主要技术指标一般包括：自由度、工作精度、工作范围、额定负载、最大工作速度等。
7.工业机器人是如何进行分类的？答：（教材第14页）工业机器人的分类方法有很多，本书主要介绍了以下三种分类方法。
（1）按机械结构可以分为串联机器人和并联机器人。
（2）按机器人的机构特性可以分为直角坐标机器人、柱面坐标机器人、球面坐标机器人、多关节坐标机器人。
（3）按程序输入方式可以分为编程输入型机器人、示教输入型机器人。
第2章工业机器人的机械结构系统和驱动系统1.工业机器人的机械系统有哪三部分组成？答：（教材第22页）工业机器人的机械系统由手部、手臂、基座三部分组成。
第7章 输出和用户界面设计
引例：Mountain View学院书店 Florence：嗨，Harry，准备开始输出和用户界面设计方面的工作了吧?
Harry：当然，我猜想应该从输出开始，因为这是对用户最重要的问题。
Florence：对!我们所要解决的问题是打印在屏幕上的输出内容。另一个重要问题 背景：Wendy Lee是Mountain View学院服务部门的主管，他希望 是用户如何与系统进行交互。用户界面涉及人机交互。前面很长一段时间我们一直 能够有一个新的信息系统来提高三个书店的效率并能更好地为客 在使用基于字符的屏幕，现在我们将创建一个图形用户界面，使得用户更容易学习 户提供服务。 和使用这套新系统。我们的目标是从用户的角度来设计所有的事情。
计算机输出到缩微胶卷(com)
许多大公司使用COM技术扫描和存储原始文 档中的图片，获得高效的记录管理和归档。 COM系统在出于法律原因或必须显示签名、 时间图章或者其他可视化的文特性时尤其重要。
计算机输出到数字媒体
当有大量的文档需要以数字形式扫描，存储和 快速的回复时，会采用这种方式。 例如，如果一个保险公司存储了成千上万张申 请表，特定软件能将文档变成数据，并对表格 中特定区域或列中的信息进行抽取。 数字存储媒体包括磁带，CD、DVD和高密度 光盘。
引 言
输出和用户界面设计是SDLC(系统设计生命周期)中 系统设计阶段的第一个任务。 输出设计主要关注用户对界面、输出打印形式的需求。 用户界面的设计重点在于加强用户与计算机之间的交 互，包括输入设计和程序。 本章首先讨论输出设计，包括打印报告和其他系统输 出。 接着，给出用户界面设计所覆盖的概念，包括功能、 布局、可使用性、输入过程、控件以及格式。
第7章 AD、DA、CMP和TSI模块
第7章A/D、D/A、CMP和TSI模块本章导读：作为工业控制及测量最主要的模块之一，模/数转换(ADC)及数/模转换（DAC)的是嵌入式系统应用的基本内容之一。
比较器CMP也是嵌入式应用系统中基本的控制逻辑之一。
触摸感应接口TSI 作为一种新型的人机交互手段，已应用于越来越多的嵌入式系统。
本章主要知识点有①A/D转换的基本知识及一般编程模型；②D/A转换的基本知识及一般编程模型；③比较器CMP模块的基本知识及一般编程模型；④TSI模块的基本知识及一般编程模型。
7. 1 16位A/D转换模块的驱动构件设计在过程控制和仪器仪表中，多数情况下是由嵌入式计算机进行实时控制及实时数据处理的。
计算机所加工的信息是数字量，而被测控对象往往是一些连续变化的模拟量（如温度、压力、速度或流量等）。
模/数(Analog/Digital，A/D)转换模块是嵌入式计算机与外界连接的纽带，是大部分嵌入式应用中必不可少的重要组成部分，该部分的性能直接影响到嵌入式设备的总体性能。
本节首先简要阐述A/D转换的基础知识，接着给出K60 MCU内部A/D转换模块的基本编程方法，并封装了A/D转换构件，可供实际开发参考使用。
7. 1. 1 A/D转换的基础知识A/D转换模块(Analog To Digital Convert Module)即模/数转换模块，其功能是将电压信号转换为相应的数字信号。
数字控制系统如图7-1所示。
实际应用中，该电压信号可能由温度、湿度、压力等实际物理量经过传感器和相应的变换电路转化而来。
经过A/D转换后，MCU就可以处理这些物理量。
进行A/D转换，应该了解以下一些基本问题：第一，采样精度是多少；第二，采样速率有多快；第三，滤波问题；第四，物理量回归等。
图7-1数字控制系统框图1. 采样精度采样精度就是指数字量变化一个最小量时模拟信号的变化量，即采样位数。
通常，MCU 的采样位数为8位，某些增强型的可达到10位，而专用的A/D采样芯片则可达到12位、14位，甚至16位。
智能生产线智慧树知到期末考试章节课后题库2024年沈阳职业技术学院
智能生产线智慧树知到期末考试答案章节题库2024年沈阳职业技术学院1.双作用气缸是指活塞的往复运动均由压缩空气来推动。
（）答案:对2.TP700面板的触摸屏操作直观方便,具有报警、配方管理、趋势图、用户管理等功能。
（）答案:对3.程序执行阶段是根据梯形图程序扫描原则，PLC按先右后左、先下后上的步序语句逐句扫描。
（）答案:错4.工业机器人是一种通过复制编程和自动控制，能够完成制造过程中某些操作任务的多功能、多自由度的机电一体化自动机械设备和系统（）答案:对5.开环伺服系统有反馈环节，闭环伺服系统没有反馈环节（）答案:错6.自动线是在流水线的基础上，采用控制系统，将各台机床之间的工件输送、转位、定位和夹紧以及辅助装置动作均实现自动控制，并按预先设计的程序手动工作的生产线。
（）答案:错7.学习与维护，智能制造系统能够在实践中不断的充实知识库，具有自学习功能。
同时，在运行过程中能自行故障诊断，并具备对故障自行排除、自行维护的能力。
这种能力使智能制造系统能够自我优化，并适应各种复杂的环境。
（）答案:对8.磁感应传感器的主要作用是判断双作用气缸的位置，就是判断气缸是伸出还是缩回。
（）答案:对9.自组织与柔性，根据获取的市场、设计和过程信息，制造单元和系统自行组成一种最佳结构的智能制造系统，以高效可靠的方式运行，完成给定的制造任务。
（）答案:对10.传感部分的功能是用来收集机器人的内部和外部信息，如位置、速度、加速度传感器可检测机器人本体运动的状态。
（）答案:对11.在生产线中数个工位之间设有工件储料装置，可储存一定数量的工件。
一个工位因故停止工作，上下工位仍可继续工作。
（）答案:对12.点位式控制系统价格相对较高，因此其没有连续轨迹控制方式应用广泛。
（）答案:错13.变频器的模拟量调速主要是靠改变电流或者电压来实现（）答案:对14.工业4.0的时代，产业互联网技术的设备数量极为庞大，并且这些设备技术的复杂程度和控制难度因为分布式和跨行业的特点将远远大于消费互联网，供应物联网的安全风险和安全压力将远远小于消费互联网。
工业机器人技术试题库与答案
工业机器人技术试题库与答案工业机器人技术题库及答案一、判断题第一章1、工业机器人由操作机、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成。
√2、被誉为“工业机器人之父”的XXX最早提出了工业机器人概念。
×（删除）3、工业机器人的机械结构系统由基座、手臂、手腕、末端操作器4大件组成。
×（改为：工业机器人的机械结构系统主要由基座、手臂、手腕和末端操作器组成。
）4、示教盒属于机器人-环境交互系统。
×（删除）5、直角坐标机器人的工作范围为圆柱形状。
×（改为：直角坐标机器人的工作范围为立方体形状。
）6、机器人最大稳定速度高,允许的极限加速度小,则加减速的时间就会长一些。
√7、承载能力是指机器人在工作范围内的特定位姿上所能承受的最大质量。
×（改为：承载能力是指机器人能够承受的最大质量。
）第二章1、工业机器人的机械部分主要包括末端操作器、手腕、手臂和机座。
√2、工业机器人的机械部分主要包括末端操作器、手腕、手肘和手臂。
×（改为：工业机器人的机械部分主要包括末端操作器、手腕、手臂和机座。
）3、工业机器人的手我们一般称为末端操作器。
√4、齿形指面多用来夹持表面粗糙的毛坯或半成品。
√5、吸附式取料手适应于大平面、易碎、微小的物体。
√6、柔性手属于仿生多指灵巧手。
√7、摆动式手爪适用于圆柱表面物体的抓取。
√8、柔顺性装配技术分两种：主动柔顺装配和被动柔顺装配。
√9、一般工业机器人手臂有4个自由度。
×（改为：一般工业机器人手臂有6个自由度。
）10、机器人机座可分为固定式和履带式两种。
×（改为：机器人机座可分为固定式和移动式两种。
）11、行走机构按其行走运动轨迹可分为固定轨迹和无固定轨迹两种方式。
√12、机器人手爪和手腕最完美的形式是模仿人手的多指灵巧手。
√13、手腕按驱动方式来分，可分为直接驱动手腕和远距离传动手腕。
√第三章1、正向运动学解决的问题是：已知手部的位姿，求各个关节的变量。
人因工程7章人与环境的界面设计
多模态交互
03
未来的界面设计将支持多种交互方式，如语音、 文字、图像等，以满足不同用户的需求和场景。
个性化定制
04
随着大数据和AI技术的发展，界面设计将实现 更加个性化的定制，根据用户的喜好、习惯和
需求来提供定制化的界面设计方案。
07
结论与展望
人因工程在界面设计中的重要性总结
通过力反馈技术，模拟真 实世界的物理反馈，提高 交互真实感。
多模态交互
多通道输入
01
整合视觉、听觉、触觉等多种输入通道，提供更全面的信息获
取方式。
多模态融合
02
实现视觉、听觉、触觉等多种模态信息的融合处理，提高信息
处理的效率和准确性。
自然交互
03
借鉴人类自然交流方式，实现更自然、更人性化的人机交互体
验。
03
界面设计原则与方法
以用户为中心的设计原则
用户需求分析
深入了解目标用户的需求、习惯和期望，确保设计满足用户的实 际需求。
用户体验优化
关注用户在界面使用过程中的感受，通过设计提升用户的满意度 和舒适度。
用户反馈机制
建立有效的用户反馈渠道，及时收集和处理用户的意见和建议， 持续改进界面设计。
认知心理学在界面设计中的应用
一致性
确保图标风格与整体界面设计相协调，保持一 致性。
可访问性
考虑到不同用户的需求，提供足够的可访问性支持，如大图标、高对比度等。
文字排版与阅读体验
1 2
字体选择
选择易读性好的字体，避免使用过于花哨或难以 阅读的字体。
行距与字距
设置合适的行距和字距，以提高文本的可读性和 阅读舒适度。
3
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教学重点 • 人机交互控制方式 • 键盘原理 • CRT显示器原理 教学难点
• 人机交互控制方式
CS&T Informat机交互系统 概述
典型人机交互 设备 人机交互的
发展
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7.1人机交互系统概述——人机交互的概念
教学重点 • 人机交互控制方式 • 键盘原理 • CRT显示器原理 教学难点
• 人机交互控制方式
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课程逻辑图
什么是程序？ （程序的本质） 信息的描述 （数码系统） 信息的处理 （运算与运算器） 什么是指令？ （指令系统） 指令存在什么地方？ （存储系统） 指令怎样执行？ （中央处理器） 指令怎样进入主存？ （人机交互系统） 人机交互界面 输入设备 人机交互设备 人机交互接口 人机交互控制方式 直接存储器访问方式 通道方式 输出设备 直接程序控制方式 中断程序控制方式 如何开发程序？
人机交互是一门科学学科，它主要研究用 户如何使用计算机以及如何设计一个可以帮助 用户提高工作效率的计算机系统，是一个多学 科的综合，涉及到计算机科学、心理学、社会 学、图形设计、工业设计等多个领域。
• 人机交互系统的主要作用是控制有关设备的运行和理解 并执行通过人机交互设备传来的有关的各种命令和要求。
7.2人机交互控制方式——直接存储器访问方式
• 基本概念
主存储器
CPU
外设端口
HLDA
HOLD
DMA控制器
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7.2人机交互控制方式——直接存储器访问方式
• DMA控制器的控制方式
– 周期窃取方式
总线控制权 CPU工作 DMA控制器工作
t
– 直接存取方式
总线控制权 CPU工作 DMA控制器工作
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7.1人机交互系统概述——人机交互系统的组成
人机交互界面
颜色
人机交互接口
串行接口
人机交互接口芯片
串行接口芯片 8251 并行接口芯片 8255 USB接口芯片 CH375
界面交互组件
并行接口
文本
PS2接口 USB接口 1394接口
语音和听觉
触觉和运动
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计算机学科要 解决的问题
程序如何执行？ （程序的外在）
编码器1 A2 A1 A0
D3
D2
D1
D0
D7
D6
D5
D4
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7.3典型人机交互设备——键盘
Vc
• 非编码键盘
– 逐行扫描法 – 反转扫描法（行列扫描法）
X0
X1
X2
从CPU输出
输 出 寄 存 器
X3
X4
X5
X6
X7 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7
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7.2人机交互控制方式——中断程序控制方式
如果当外设准备 好或空闲时，主动向 CPU发出中断请求，表 示要传送数据，CPU响 应该请求后，执行中 断服务程序，实现与 外设的数据传送，这 种控制方式称为中断 程序控制方式。
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字符显示器 图形显示器 图像显示器
– 按功能分类
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7.3典型人机交互设备——显示器
• 显示的原理
– 字符显示原理 – 图形图像显示原理
7 6 5 4 3 2 1 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D FEH 80H 80H 80H FEH 80H 80H 80H FEH 00H 00H 00H 00H 00H
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7.3典型人机交互设备——打印机
• 针式打印机 • 喷墨打印机 • 激光打印机
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7.3典型人机交互设备——触摸屏
• • • • 电阻式 电容感应式 红外线式 表面声波式
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CPU的介入
接口的硬件 支持
最简单的硬件
增加中断控制器
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7.3典型人机交互设备——键盘
• 编码键盘
Vc 0 GS
3
0
1
…… 7
8
9
*
#
控0
控1
…… 控7
……
……
1
……
7
编码器3 A8 A7 A6
0 GS
2
1
2
3
编码器2 A5 A4 A3
0 GS
1
1
……
7
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Beyond Technology
大连东软信息学院精品课程
计算机组成原理
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第7章 人机交互系统
教学内容 • • • • 7.1人机交互系统概述 7.2人机交互控制方式 7.3典型人机交互设备 7.4人机交互的发展
7.2人机交互控制方式——直接程序控制方式
直接程序控制方式的主要 特点是，当外设启动后，外 设的整个工作过程均在CPU 的监控之下，也就是说CPU 只为外设服务，不再处理其 他事务，根据CPU与外设之 间传送数据的时机是由CPU 决定还是由外设决定，又可 将这种方式分为无条件传送 方式和程序查询方式（有条 件传送方式）两种。
t
– 数据块传送方式
总线控制权 CPU工作 中断请求 DMA控制器工作 中断返回
t
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7.2人机交互控制方式——三种访问方式的特点
直接程序 控制方式
完全介入
特点
中断程序 控制方式
CPU还可兼顾其 他事务
直接存储器 控制方式
CPU在传输的始末 介入
增加DMA控制器并 保留中断控制器
7.4人机交互的发展
手工操作和二 进制代码 批处理操作语 言或者交互命 令语言 鼠标和图形用 户界面GUI
多通道 多媒体
网络用户界面
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本章小结
教学内容 • • • • 7.1人机交互系统概述 7.2人机交互控制方式 7.3典型人机交互设备 7.4人机交互的发展
输入寄存器
输入到CPU
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7.3典型人机交互设备——鼠标
• 机械鼠标 • 光机鼠标 • 光电鼠标
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7.3典型人机交互设备——显示器
• 显示器的分类
– 按显示器件分类
阴极射线管显示器（C RT） 液晶显示器（LCD） 等离子显示器（PD） 发光二极管显示器（L ED）