(a) 硬件实物图 (b) 上身效果 图 5.1 硬件组装与上身效果
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6 结论
6.1 全文总结
在科技日益发展的今天，计算设备逐渐小型化，人们对人机交互的方式提出了更高的要求。利用柔性传感材料制作传感器将在未来能够发挥传统传感器不具备的优势，逐渐成为主流可穿戴传感器的主要部件，为人机交互方式提供了新的方向。
为了探究柔性传感材料在人机交互领域中的应用场景，本文在查阅大量资料后，设计并制作了可穿戴手指鼓。本文在设计柔性应变传感器时使用了纱线型传感材料，这种材料具有很强的可塑性，体积也很小，非常适合用在可穿戴人机交互领域。为了探究柔性传感材料在不同结构下对传感性能的影响，利用这种柔性应变材料设计了三种不同结构的柔性应变传感器，并对这三种结构的传感器在传感范围、变化幅度等方面进行了实验测试，实验结果表明 WSS-3 结构的柔性应变传感器在响应时间、灵敏度、循环稳定性上均有良好的表现。为了通过电路采集到柔性应变传感器的信号，本文在经过比较不同芯片后决定选用 ESP32 作为主控芯片，并针对 ESP32 的蓝牙、模数转换器进行了驱动的设计与实现，这种芯片具有很强的运算能力，并且集成了无线通信设备，使得集成后的模组具有很小的体积，可以很方便的集成在衣物上。为了减少敲击判定所用的时间，本文提出了一种根据手指敲击时产生的冲击力的判定方法，这种方法可以在手指对柔性应变传感器的敲击过程还未完成时，即可计算出传感器对敲击力度的响应程度，从而缩短了敲击的响应时间。为了解决手指敲击过程中传感材料对信号的影响问题，本文对比了多种信号滤波算法，对比结果显示卡尔曼滤波在柔性传感器的信号采集过程中有很好的滤波效果。最后，在可穿戴手指鼓制作完成后，将电路、传感器集成在衣服上。并对制作好的原型设备进行了测试，测试从总体响应时间、滤波效果、功能实现效果等多个方面对可穿戴手指鼓进行了评估。测试结果表明本文制作的基于柔性应变传感器的可穿戴手指鼓能够在 84ms 内对手指的敲击力度进行判定，传感器信号在经过卡尔曼滤波处理后对手指轻敲的判定准确率从 74%提升到了 92%，对于手指重敲的判定识别率从 72%提升到了 94%。除此之外，预设的功能也有着很好的实现效果。结果证明本文的设计对手指的敲击能够迅速响应并且有很高的判定准确率。
参考文献（略）
