 |
Технические требования к проекту
|
|
|
|
Требования к проекту «Разработка проекта гибридный комплекс для управления мультимедийными системами»:
· Беспроводной интерфейс.
· Совместимость с широко распространённой ОС Windows.
· Эргономичность конструкции.
· Легко воспроизводимая конструкции.
· Низкое энергопотребление.
· Совместимость с источниками питания «АА».
· Гибкая в настройке программная основа.
Исследование стадий разработки
1) СТ СЭВ 208-75 устанавливает стадии разработки конструкторской документации изделий всех отраслей промышленности и этапы выполнения работ (см. таблицу 2).
Таблица 2 - Стадии разработки конструкторской документации
| Стадия разработки | Этапы выполнения работ |
| Техническое предложение | Подбор материалов. Разработка технического предложения с присвоением документам литеры «П». Рассмотрение и утверждение технического предложения |
| Эскизный проект | Разработка эскизного проекта с присвоением документам литеры «Э». Изготовление и испытание макетов (при необходимости) Рассмотрение и утверждение эскизного проекта. |
| Технический проект | Разработка технического проекта с присвоением документам литеры «Т». Изготовление и испытание макетов (при необходимости). Рассмотрение и утверждение технического проекта. |
| Рабочая конструкторская документация: а) опытного образца (опытной партии) изделия, предназначенного для серийного (массового) или единичного производства (кроме разового изготовления) | Разработка конструкторской документации, предназначенной для изготовления и испытания опытного образца (опытной партии), без присвоения литеры. Изготовление и предварительные испытания опытного образца (опытной партии). Корректировка конструкторской документации по результатам изготовления и предварительных испытаний опытного образца (опытной партии) с присвоением документам литеры «О». Приемочные испытания опытного образца (опытной партии). Корректировка конструкторской документации по результатам приемочных испытаний опытного образца (опытной партии) с присвоением документам литеры «О1». Для изделия, разрабатываемого по заказу Министерства обороны, при необходимости,- повторное изготовление и испытания опытного образца (опытной партии) по документации с литерой «О1» и корректировка конструкторских документов с присвоением им литеры «О2». |
| б) серийного (массового) производства | Изготовление и испытание установочной серии по документации с литерой «О1» (или «О2»). Корректировка конструкторской документации по результатам изготовления и испытания установочной серии, а также оснащения технологического процесса изготовления изделия, с присвоением конструкторским документам литеры «А». Для изделия, разрабатываемого по заказу Министерства обороны, при необходимости,- изготовление и испытание головной (контрольной) серии по документации с литерой «А» и соответствующая корректировка документов с присвоением им литеры «Б» |
|
|
|
Обязательность выполнения стадий и этапов разработки конструкторской документации устанавливается техническим заданием на разработку.
. Стадия «Техническое предложение» не распространяется на конструкторскую документацию изделий разрабатываемых по заказу Министерства обороны.
. Необходимость разработки документации для изготовления и испытания макетов устанавливается разработчиком.
. Конструкторская документация для изготовления макетов разрабатывается с целью: проверки принципов работы изделия или его составных частей на стадии эскизного проекта; проверки основных конструкторских решений разрабатываемого изделия или его составных частей на стадии технического проекта; предварительной проверки целесообразности изменения отдельных частей изготовляемого изделия до внесения эти изменений в рабочие конструкторские документы опытного образца (опытной партии).
|
|
|
. Под разовым изготовлением понимается единовременное изготовление одного или более экземпляров изделия, дальнейшее производство которого не предусматривается.
) Рабочим конструкторским документам изделия единичного производства, предназначенные для разового изготовления, присваивают литеру «И» при их разработке, которой может предшествовать выполнение отдельных стадий разработки (техническое предложение, эскизный проект технический проект) и соответственно этапов работ, указанных в таблице.
. Техническое предложение - совокупность конструкторских документов, которые должны содержать технические и технико-экономические обоснования целесообразности разработки документации изделия на основании анализа технического задания заказчика и различных вариантов возможных решений изделий, сравнительной оценки решений с учетом конструктивных и эксплуатационных особенностей разрабатываемого и существующих изделий и патентные исследования.
Техническое предложение после согласования и утверждения в установленном порядке является основанием для разработки эскизного (технического) проекта.
. Эскизный проект - совокупность конструкторских документов, которые должны содержать принципиальные конструктивные решения, дающие общее представление об устройстве и принципе работы изделия, а также данные, определяющие назначение, основные параметры и габаритны размеры разрабатываемого изделия.
Эскизный проект после согласования и утверждения в установленном порядке служит основанием для разработки технического проекта или рабочей конструкторской документации.
. Технический проект - совокупность конструкторских документов, которые должны содержать окончательные технические решения, дающие полное представление об устройстве разрабатываемого изделия, и исходные данные для разработки рабочей документации.
|
|
|
Технический проект после согласования и утверждения в установленном порядке служит основанием для разработки рабочей конструкторской документации.
. Ранее разработанные конструкторские документы применяют при разработке новых или модернизации изготовляемых изделий в следующих случаях:
а) в проектной документации (техническом предложении, эскизном и техническом проектах) и рабочей документации опытного образца (опытной партии) - независимо от литерности применяемых документов;
б) в конструкторской документации с литерами «О1» («О2»), «А» и «Б», если литерность применяемого документа та же или высшая.
Литерность полного комплекта конструкторской документации определяется низшей из литер, указанных в документах, входящих в комплект, кроме документов покупных изделий.
. Конструкторские документы, держателями подлинников которых являются другие предприятия, могут применяться только при наличии учтенных копий или дубликатов.
Описание конструкции и ПО
Конструкция устройства представляет собой пульт управления в виде кольца и веб-камеры с радио ресивером.
Пульт состоит из корпуса, содержащим в себе схему от беспроводной мыши A4tech G7 630N, инфракрасного светодиода, салазки с элементом питания типа «АА».
Для отслеживания координат перемещения используется веб-камера, для отслеживания положения перемещения инфракрасного светодиода, через программное обеспечение FreeTrack.
FreeTrack - это оптическая система управления приложениями в Microsoft Windows, распостраняеться на условиях GNU General Public License <http://en.wikipedia.org/wiki/GNU_General_Public_License>, и позволяет использовать недорогие Web-камеры. Её основная задача - отслеживание движений головы и использование их в виртуальном пространстве, моделировании, видео-играх, 3D моделировании, автоматизированном моделировании и освобождение рук для повышения возможностей управления компьютером. Отслеживание головы может быть достаточно чувствительным для того, чтобы экран оставался поле зрения пользователя.
Камера позиционирует, соблюдая жесткую модель расположения точек на пользователя, которые должны быть изолированы от фонового света с помощью физических и программных фильтраций. Отслеживаются, до 6 степеней свободы, движения, в частности: наклон вперед и назад, наклон влево и вправо, повороты движение влево и вправо, поворот по часовой и против часовой, движение вперед и назад, приближение и удаление.
|
|
|
Веб-камеры <http://en.wikipedia.org/wiki/Webcams> поддерживаются Windows совместимые, а так же есть специальная поддержка для Nintendo <http://en.wikipedia.org/wiki/Nintendo>Wii Remote <http://en.wikipedia.org/wiki/Wii_Remote> камеры и NaturalPoint камеры (TrackIR <http://en.wikipedia.org/wiki/TrackIR>, SmartNav и OptiTrack).
Из FreeTrack можно выводить данные отслеживания головы в программы напрямую, используя свой открытый интерфейс, а также TrackIR <http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_TrackIR_Enhanced_games>, SimConnect и FSUIPC интерфейсов.
Программы, которые поддерживают эти интерфейсы рассматривать как FreeTrack совместимы <http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_games_compatible_with_FreeTrack>. FreeTrack может также эмулировать мышь <http://en.wikipedia.org/wiki/Mouse_(computing)>, клавиатура <http://en.wikipedia.org/wiki/Computer_keyboard> и джойстик <http://en.wikipedia.org/wiki/Joystick> (через PPJoy), если программа не поддерживает прямой интерфейс.создана в Delphi 7 <http://en.wikipedia.org/wiki/Borland_Delphi> и использует DirectShow <http://en.wikipedia.org/wiki/DirectShow> и DirectX <http://en.wikipedia.org/wiki/DirectX>. Отслежение головы достигается с помощью реализации четырех точек DeMenthon в итерационном алгоритме оценки (POSIT) и три точки в геометрическом алгоритме Alter.использует камеру для сбора информации в реальном времени с модели точек на пользователе. В частности изображение координатных точек полученных с видео камеры или видео потока. Эти координаты оценки позы головы, которые могут быть использованы по усмотрению пользователя. Одна из самых популярных функций включает усиление так, что небольшие движения будут распознаны. Наконец пользователь может присвоить движением определенные задачи. Все эти движения обрабатываться в фоновом режиме, с отслеживанием состояния отображается в системном трее <http://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=ru&rurl=translate.google.ru&sl=en&tl=ru&twu=1&u=http://en.wikipedia.org/wiki/System_tray&usg=ALkJrhiPLBACfHs4YR8JrdvI171RGx1ciA>.
Доступен 3D-просмотр, который показывает виртуальное положение головы и направление для сопоставления реальной головы, которые можно просмотреть с разных точек, в том числе и от первого лица. Это очень помогает в тестировании и облегчает экспериментирование с различными настройками.
Каждая степень свободы (оси) имеет свою кривую, которая может быть изменена, чтобы изменить движения виртуальной головы в соответствии с реальной. Это обычно используется для создания центральной мертвой оны, в которой голова пользователя может быть более расслабленной.
|
|
|
Клавиатуры, мыши и кнопки джойстика могут использоваться для переключения отслеживания параметров, в том числе виртуальных расположенных в центре (например, регулировка сиденья в автомобиле) и индивидуальное переключение осей и выходов.
Для NaturalPoint камер, FreeTrack может обеспечить дополнительные возможности и уровень настройки, которые не доступны с официальным программным обеспечением.
Таблица 3 - Сравнение некоторых камер, совместимых с FreeTrack
| Камера | Разрешение сенсора | FPS <http://en.wikipedia.org/wiki/Frame_rate> | Сенсор <http://en.wikipedia.org/wiki/Image_sensor> | Угол(°) <http://en.wikipedia.org/wiki/Angle_of_view> | Выход | Загрузка CPU <http://en.wikipedia.org/wiki/CPU> | Subpixel precision | IR <http://en.wikipedia.org/wiki/Infrared>LEDs <http://en.wikipedia.org/wiki/LEDs> | Цена (USD) |
| Ideal webcam | 640x480 | 60+ | monochrome <http://en.wikipedia.org/wiki/Monochrome> | 42 | highly compressed <http://en.wikipedia.org/wiki/Video_compression> | small | Software dependent | Yes | ? |
| OEM <http://en.wikipedia.org/wiki/OEM> IR <http://en.wikipedia.org/wiki/Infrared>webcam | 640x480 | 30 | color <http://en.wikipedia.org/wiki/Bayer_filter> | 42 | JPEG compressed <http://en.wikipedia.org/wiki/Motion_JPEG> | small | Software dependent | Yes | $5 |
| Sony <http://en.wikipedia.org/wiki/Sony>PlayStation EyeToy <http://en.wikipedia.org/wiki/EyeToy> | 640x480 | 30 | color | 56 | JPEG compressed[4] <http://en.wikipedia.org/wiki/FreeTrack> | small | Software dependent | No | $16 |
| Sony <http://en.wikipedia.org/wiki/Sony>PlayStation 3 Eye <http://en.wikipedia.org/wiki/PlayStation_Eye> | 640x480 | 187@320x 240(CLEye), 125@320x 240(Directshow), 75@640x480(DirectShow)[5] | color | 75, 56 | JPEG compressed, raw | small | Software dependent | No | $24 |
| Microsoft <http://en.wikipedia.org/wiki/Microsoft> Xbox Live Vision <http://en.wikipedia.org/wiki/Xbox_live_vision> | 640x480 | 60@320x240, 30@640x480 | color | ? | JPEG compressed,[6] <http://en.wikipedia.org/wiki/FreeTrack>raw | small | Software dependent | No | $14 |
| Nintendo Wii Remote | 128x96 | 100(Bluetooth <http://en.wikipedia.org/wiki/Bluetooth>), 250(I2C <http://en.wikipedia.org/wiki/I2C>)[7] <http://en.wikipedia.org/wiki/FreeTrack> | color | 41 | point coordinates <http://en.wikipedia.org/wiki/Cartesian_coordinate_system> | none | 1/8 | No | $23 |
| Natural Point TrackIR 1 | 60k pixels (e.g. 300x200) | 60 | monochrome | 33 | binary threshold <http://en.wikipedia.org/wiki/Thresholding_(image_processing)> | minimal | Yes | retired | |
| Natural Point TrackIR 2 | 60k pixels (e.g. 300x200) | 100 | monochrome | 33 | binary threshold[9] <http://en.wikipedia.org/wiki/FreeTrack> | minimal | Yes | retired | |
| Natural Point TrackIR 3 | 355x288 | 80 | monochrome | 33 | binary threshold | minimal | Yes | retired | |
| Natural Point TrackIR 3 Pro | 355x288 | 120 | monochrome | 33 | binary threshold | minimal | Yes | retired | |
| Natural Point TrackIR 4 Pro | 355x288 (subsampled at 710x480 | 120 | monochrome | 46 | binary threshold[11] <http://en.wikipedia.org/wiki/FreeTrack> | minimal | 1/20th | Yes | $99.95 |
| Natural Point TrackIR 5 | 640x480 | 120 | monochrome | 51.7 | grayscale threshold[12] <http://en.wikipedia.org/wiki/FreeTrack> | minimal | 1/150th | Yes | $149.95 |
| Natural Point SmartNav 1/2 | 60k pixels (e.g. 300x200) | 60 | monochrome | 33 | binary threshold | minimal | Yes | retired | |
| Natural Point SmartNav 3 | 355x288 | 120 | monochrome | 33 | binary threshold | minimal | 1/20th | Yes | retired |
| Natural Point SmartNav 4 | 640x480 (subsampled at 1280x480) | 100 | monochrome | 41 | grayscale threshold | minimal | 1/150th | Yes | $400 to $500 |
В большинстве случаев разрешения 320х240 достаточно, чтоб позволить точное управление курсором на мониторе с высоким разрешением. Разрешение 640х480 и выше повышает нагрузку на CPU, если данные недостаточно сжаты для получения результата. Высокое разрешение становиться важным на большем расстоянии от камеры. Wii использует разрешение 128х96 которое может потребовать сглаживания для повышения стабильности за счет снижения скорости ответа.
Монохромные камеры в том же разрешении могут различать более мелкие детали лучше, чем цветные камеры в связи с отсутствием цветового фильтра.
FreeTrack использует интерполяцию с низкой частотой кадров для повышения плавности. Тем не менее, отзывчивость принципиально ограничена частотой кадров; 30к/с веб-камеры имеет максимальную задержку ответа 33,3 миллисекунд, по сравнению с 8,33 миллисекунды для 120 к/с камеры. Для сравнения, реакция человека на время визуального рефлекса обычно составляет около 200 мс, 30 мс можно рассматривать с пинг <http://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=ru&rurl=translate.google.ru&sl=en&tl=ru&twu=1&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Ping&usg=ALkJrhgHGrpLmk9xgThol1tpY29E8ceQeQ>ом в Интернет-играх и частотой обновления ЖК-монитора, как правило, 17ms.
Более низкое время ответа дает большее чувство контроля, но может привести к нереально быстрым движениям виртуальной головы. По этой причине, некоторые программы ограничивают скорость движения виртуальной головы, пропуская некоторые кадры с камеры.
Широкий угол обзора позволяет увеличить область отслеживания, в непосредственной близости от камеры. При отдалении широкоугольное расстояние нежелательно, так как кадре эффективное разрешение падает быстрыми темпами. Так же фоновое освещение может препятствовать слежению. Угол может быть уменьшен при помощи цифрового увеличения.Wii Remote не загружает процессор, в то время как NaturalPoint камеры используют небольшое количество процессорного времени, в общем нагрузка на процессор зависит от конкретной модели веб-камеры.
Из соображений эффективности, FreeTrack требует для отслеживания точек, что бы они были изолированы от всех других источников света, лучше всего это сделать с помощью инфракрасных светодиодов и блокировкой видимого света с помощью фильтра перед камерой. Фотопленки <http://en.wikipedia.org/wiki/Photographic_film> или магнитные носители <http://en.wikipedia.org/wiki/Magnetic_storage>, диск внутри дискеты <http://en.wikipedia.org/wiki/Floppy_disk> может использоваться в качестве недорогого фильтра видимого света. Дальнейшая фильтрация может быть сделано путем изменения программного обеспечения, изменяя воздействие и порог чувствительности.
Все видео устройства, таких как веб-камеры имеют встроенный инфракрасный фильтр блокировки, который может быть удален, для того чтобы повысить чувствительность к инфракрасному излучению, что позволяет лучше изолировать точки. Как правило, это простая и обратимая процедура для большинства веб-камер.Remote и NaturalPoint камеры предназначены для инфракрасного отслеживания точек, там уже есть фильтр блокирующий видимый свет.
|
|
|
