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移动终端作为迅速发展的个人计算与通信系统,近年来进入智能化发展的阶段,其人机交互方式目前主要集中在视听觉交互,能提供的力触觉交互很有限。力触觉交互技术是一种新型的人机交互技术,能够让操作者触摸、感知和操纵虚拟物体,实现对虚拟环境的主动探索,拓展了传统的人机交互模式,进一步提高了人机交互的质量。将力触觉交互技术应用于移动终端能够拓宽移动终端的功能和应用范围,能够扩大受众人群(如视听障碍者),增强交互临场感,具有广阔的应用前景和市场价值。本课题针对现有移动终端力触觉交互领域的不足,设计了一套用于移动终端的笔式力触觉交互系统,包括基于机电结构的力触觉交互笔、基于压电陶瓷的力触觉交互笔各一支,以及基于Android系统的力触觉交互软件一套。该系统主要用于移动终端的图像力触觉交互,使操作者在使用移动终端时能够通过力触觉交互笔获得图像的空间力触觉信息,包括图像高度信息及图像边缘信息,从而增强移动终端交互时的沉浸感。本课题的研究重点和创新点在于：(1)实现了基于移动终端的图像高度信息、图像边缘信息的力触觉表达。其中图像高度信息的表达部分,采用了带有力觉反馈的机电结构以及带有高精度振动触觉反馈的压电陶瓷振动器两种方案来实现,图像边缘信息的表达部分,则采用线性马达实现。(2)采用了三轴加速度计对笔的倾角姿态进行实时检测,并在三维空间中对笔建立合理模型,使笔的姿态解算可以在移动终端上实时完成,实现与移动终端交互时笔的位置及姿态的实时跟踪。(3)自主开发Android软件,软件中采用了明暗恢复形状技术对图像的高度信息进行恢复,并在OpenGL ES三维空间中建立图像的三维可视化模型。采用了Sobel算子对图像进行边缘提取,并利用Otus算法自适应解算图像二值化的阈值。(4)所设计的力触觉交互笔采用蓝牙通信技术、可充电电池供电,体积小、重量轻,真正做到了装置的小型化和便携性。所设计的软件算法复杂度低,实时性好,且能够自适应不同尺寸、不同分辨率的移动终端设备。