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遙控戒指操控手機

Mar, 2017



Remotely control the mobile by the Smart Ring ( Beta 1 )

這個作品是為了滿足現代人們已離不開手機,就算用手吃披薩、薯條、剝橘子等,還是要用油油的手指頭觸摸螢幕,只要戴上這個戒指,即可擁有空中滑鼠的絕佳體驗。

系統架構 System Structure

系統主要分為戒指端和手機端兩個部分,可以看到上圖中,我透過 3.7V - 4.2V 的小型鋰電池供應戒指電源,在連接到戒指時,需要使用穩壓電路(LP 2985)確保電壓保持在3.7V,戒指內部只有微控制器(RFduino,內含BLE)、慣性感測器(MPU 6050)和一個按鈕。透過藍芽將指令傳輸至手機APP端,軌跡的分析演算法還在研究要放在戒指還是APP中。

戒指設計 Ring Design




戒指的構造在上個段落已經有大致介紹,這裡分享所謂的尤拉角轉換,我們比較熟悉用XYZ表示三維中的空間點或向量,但是若要用在旋轉上,如飛機的移動、手指的運動,就會需要使用尤拉角。 上面列出了一個向量V如何用四元數表示,在得到 q0, q1, q2 and q3後,就能行矩陣計算,轉換成表示繞三軸旋轉的大小,分別是 yaw, pitch and roll,且值從-180至180度。
在現階段只有使用固定閥值,若大於多少就判斷為上下左右:



這是移動鼠標的部分,若要用特殊手勢作為快捷建(拍照或切換音樂),可能演算法要加入Kalman Filter、SVM等。

手機應用程式設計 Application Design



手機端其實比較特別的只有 Overlay WindowManager,也就是就算你離開APP,你創造的滑鼠也不會消失,用到的權限為:

android.permission.SYSTEM_ALERT_WINDOW
整體來說,開發上還有很多問題待解決,要如何讓操作變得更流順和人性化,也是一大難題。
測試成果為最上方影片或至Youtube。


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