Ziel dieser Arbeit war es, auf der Basis aufwandsarmer Hardware ein Laserpointer-Kamera-System (LPKS) mit hoher Zeigeeffektivität zu realisieren. Ein LPKS ermöglicht es mittels eines gewöhnlichen Laserpointers mit einem Computer in Interaktion zu treten, z.B. zur drahtlosen Steuerung von Powerpoint Präsentationen. Ausgehend von der ausführlichen Analyse bestehender LPKS und strichbasierter Eingabetechniken wurde ein Konzept für die Entwicklung eines LPKS mit höhster Zeigeeffektivität und -effizienz vorgestellt. Das Hauptaugenmerk der technischen Umsetzung lag auf der Entwicklung einer sowohl latenzarmen als auch zuverlässigen Laserpunkterkennung sowie auf der Individualisierbarkeit der implementierten Interaktionsmechanismen.
Inhaltsverzeichnis
- Einleitung
- Stand der Technik
- Zeigeeffektivit¨at und Zeigeeffizienz
- Bisherige Beitr¨age zu LPKS
- Stiftbasierte Eingabetechniken
- Verfugbare kommerzielle L¨osungen
- Entwicklung eines neuen LPKS
- Konzeption des neuen LPKS
- Technische Basis
- Verwendete Hardware
- Software zur Bildverarbeitung
- Videoschnittstelle
- Softwaretechnische Umsetzung
- Laserpunkterkennung
- Rektifizierung von Laserpunktkoordinaten
- Zeigegestenerkennung
- Kontextextraktion
- Zusammenfuhrung von Nutzereingaben und Kontext
- Visualisierung im Interaktionsprozess
- Dokumentation des Programmcodes
- Anleitung zur Benutzung des LPKS
- Inbetriebnahme des LPKS
- Individualisierung des LPKS
- Quantitative Evaluierung des LPKS
- Zusammenfassung und Ausblick
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Das Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung eines Laserpointer-Kamera-Systems (LPKS) mit hoher Zeigeeffektivit¨at und -effizienz. Dabei werden aufwandsarme Hardwarekomponenten verwendet, um die Leistungsf¨ahigkeit des LPKS im Vergleich zu bestehenden Systemen zu verbessern. Das LPKS soll prinzipiell geeignet sein, eine Computermaus zu ersetzten, und dabei nicht besondere Anforderungen an das Sehverm¨ogen oder die Motorik des Nutzers stellen.
- Analyse der Begriffe Zeigeeffektivit¨at und Zeigeeffizienz und deren Bedeutung im Kontext von LPKS.
- Bewertung des aktuellen Stands der Forschung zu LPKS.
- Konzeption und Realisierung eines neuen LPKS mit verbesserten Zeigeeigenschaften.
- Quantitative Evaluierung der Leistungsf¨ahigkeit des entwickelten LPKS.
- Ausblick auf zuk¨nftige Anwendungsm¨oglichkeiten von LPKS.
Zusammenfassung der Kapitel
- Einleitung: Diese Einleitung stellt das Thema der Diplomarbeit vor und beschreibt den aktuellen Forschungsstand zu LPKS. Es werden die Ziele und Motivationen fur die Entwicklung eines neuen LPKS vorgestellt. ¨
- Stand der Technik: Dieses Kapitel befasst sich mit den Begriffen Zeigeeffektivit¨at und Zeigeeffizienz sowie der Quantifizierung dieser beiden Gr¨oßen. Es werden verschiedene LPKS aus der Literatur vorgestellt und deren Stärken und Schw¨achen diskutiert. Zusätzlich werden verschiedene stiftbasierte Eingabetechniken erläutert, die als Inspiration fur die Entwicklung des neuen LPKS dienen. ¨
- Entwicklung eines neuen LPKS: Das Kapitel beschreibt die Konzeption und Realisierung des neuen LPKS. Es werden die wichtigsten technischen Aspekte, wie z.B. die Hardwarebasis und die Software zur Bildverarbeitung, vorgestellt. Die einzelnen Softwaremodule, wie z.B. die Laserpunkterkennung, die Gestenerkennung und die Kontextextraktion, werden detailliert erl¨autert. ¨
- Anleitung zur Benutzung des LPKS: Dieses Kapitel gibt eine praktische Anleitung zur Installation und Inbetriebnahme des LPKS. Es werden die wichtigsten Funktionen und Einstellungen des Systems beschrieben, sowie die Möglichkeiten zur Individualisierung des LPKS mittels Skripten erläutert. ¨
- Quantitative Evaluierung des LPKS: In diesem Kapitel werden die Ergebnisse der quantitativen Evaluierung des LPKS präsentiert. Die Leistungsf¨ahigkeit des Systems wird anhand verschiedener Testanordnungen, wie z.B. dem Balkentest, dem Kreistest und dem Tunneltest, gemessen und mit den Ergebnissen von bestehenden Systemen verglichen. ¨
Schlüsselwörter
Laserpointer-Kamera-System, LPKS, Zeigeeffektivit¨at, Zeigeeffizienz, Dwell-Mechanismus, Flow-Mechanismus, Kontextanalyse, Gestenerkennung, Bildverarbeitung, OpenCV, Skriptsprache, Individualisierung.
Häufig gestellte Fragen
Was ist ein Laserpointer-Kamera-System (LPKS)?
Ein LPKS ermöglicht die Interaktion mit einem Computer durch einen gewöhnlichen Laserpointer. Eine Kamera erfasst den Laserpunkt auf der Projektionsfläche, und eine Software wandelt diese in Mausbewegungen oder Befehle um.
Wofür wird ein LPKS eingesetzt?
Häufige Einsatzgebiete sind die drahtlose Steuerung von Präsentationen (z. B. PowerPoint) oder die Interaktion mit großen Bildschirmen aus der Ferne, ohne eine physische Maus nutzen zu müssen.
Was bedeuten Zeigeeffektivität und Zeigeeffizienz?
Zeigeeffektivität beschreibt, wie genau ein Ziel getroffen werden kann. Zeigeeffizienz gibt an, wie schnell und mit wie wenig Aufwand dies geschieht. Beides sind Kernmaße für die Qualität eines LPKS.
Wie funktioniert die Laserpunkterkennung technisch?
Die Software nutzt Bildverarbeitungs-Algorithmen (z. B. mit OpenCV), um den hellsten Punkt im Kamerabild zu finden, zu filtern und dessen Koordinaten in Echtzeit auf das Bildschirmformat zu übertragen.
Was sind "Dwell"- und "Flow"-Mechanismen?
Es sind Methoden zum Auslösen eines Klicks: Beim Dwell-Mechanismus wird ein Klick durch kurzes Verweilen auf einem Punkt ausgelöst. Beim Flow-Mechanismus geschieht dies durch bestimmte Bewegungsgesten.
Kann das System individuell angepasst werden?
Ja, moderne Systeme erlauben die Individualisierung durch Skriptsprachen, sodass Nutzer eigene Gesten oder Reaktionen auf bestimmte Kontexte festlegen können.
- Citation du texte
- Dipl. Ing. Mario Pilz (Auteur), 2005, Laserpointer-Kamera-System mit hoher Zeigeeffektivität und -effizienz, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/186179
