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研究生:陳怡婷
研究生(外文):Yi -Ting
論文名稱:電子元件裝置產品化過程之探討–以SmartGlove為例
論文名稱(外文):The Study of Electronic Components Productionizing Process–A Case Study of Smart Glove
指導教授:黃台生
指導教授(外文):Tai-Shen Huang
學位類別:碩士
校院名稱:朝陽科技大學
系所名稱:工業設計系碩士班
學門:設計學門
學類:產品設計學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2010
畢業學年度:98
語文別:中文
論文頁數:111
中文關鍵詞:手語辨識產品化設計實務感應手套
外文關鍵詞:product ionizeSmart GloveSign language recognitionactual practice of design
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虛擬實境領域所使用之感應手套裝置與其技術的研究,各國正如火如荼的展開,而感應手套裝置的需求主要是使其成為人與PC間的媒介。本研究目的在於整合工程設計流程與工業設計流程,建構輔助工程設計人員與工業設計人員間合作的設計流程,協助每階段作業。首先,本研究透過文獻提及的工程設計流程與工業設計流程,以制式流程符號加以簡化並演繹出工程設計流程與工業設計流程,再進行兩種流程的差異分析,發現流程主要步驟為:(1)問題解析;(2)概念設計;(3)具體化設計;(4)細部設計,而其中工程設計流程與工業設計流程之間相同之處為:(1)問題解析與(2)概念設計,相異之處為:具體化設計。工程設計流程的具體化設計是將第二步驟的概念轉換成實際可使用的裝置或是一種技術,工業設計流程之具體化設計,則是將概念實體化,使其成為產品前身,故工程設計流程之具體化設計為「可用化」,工業設計流程之具體化設計為「產品化」,故將兩領域流程整合為四個階段:(1)問題解析;(2)概念設計;(3)可用化設計與產品化設計(4)細部設計。為了瞭解工程設計流程與工業設計流程整合的可行性,本研究透過實作方式,探討流程每階段實施狀況與成效。最後,依電子元件裝置產品化與流程整合之成果,應用於手語辨識領域並透過手語辨識系統檢視成品效能,根據系統擷取手勢的時間多寡,提出設計需改善的建議,以增進產品完整性。此整合流程能使工程設計人員與工業設計人員間進行合作,提升電子元件裝置產品化的可能性。
The research on the technique of glove sensor device used in virtual reality is being spread globally based on the need to connect human with PC. The purpose of this study is to conform the process of engineer design and industrial design in order to construct the cooperation between the members of designs on each stage of work. First, both engineer design and industrial design processes are simplified by the symbols to demonstrate. Then, four main procedures are found through the analysis of the two processes: (1) problem analysis, (2) conceptual design, (3) concretion design, and (4) detail design. Among these four main procedures, problem analysis and conceptual design are the similarities which engineer and industrial processes shared. And the concretion design and detail design are which the two processes differed from each other. The concretion design of engineer design is to turn the concept of the second procedure into an actual device or technique, while industrial design commercialize the concept into the forerunner of a product. Therefore, the concretion design of enginner design process is to make a design applicable, and for industrial design is to make it into a product. When combining the four procedures mentioned previously, now it became four main procedures: (1) problem analysis, (2) conceptual design, (3) design applicable and make into a product, (4) detail design.
To understand the capability of engineer and industrial design processes conformation, this study performed actual operation to investigate the condition and outcome of each stage. Finally, with the productionize of the electronic component device and the conformation of process result, this study may apply to the system for sign language identification to inspect the efficiency of the product. Design improvement may also be suggested according to the amount of time which the system captures the hand gesture for completeness of the product. The whole process conformation required the cooperation among the members of both engineer and industrial design, to bring up the possiblility for turning electronic component devices into real products.
中文摘要
英文摘要
誌謝
目錄
摘要…….…………………………………………………………………………...……..…...I
英文摘要…………………………………………………………………………………...…III
誌謝……………………………………………………………………………………………V
目錄………………………………………………………………………………….....…….VI
第一章 緒論…………………………………………………………………………………1
1–1 研究背景…………………………………………………………………………2
1–2 研究動機與目標…………………………………………………………………4
1–3 研究目的………………………………………………………………………….7
1–4 論文研究流程……………………………………………………………………8
第二章 文獻探討…………………………………………………………………………11
2–1 虛擬實境相關研究………………………………………………………………11
2–1.1 感應手套測量原理………………………………………………………20
2–1.2 手部物理結構探討…………..……………………………………………22
2–1.3感應手套相關研究與應用…………………………………………………24
2–2設計流程…………………………………………………..………...……………32
2–2.1 工程設計流程與工業設計流程…………………..…………....………….33
2–2.2 Hierarchical Tree Structure樹型等次結構圖分析………….....………….51
2–3 文獻小結…………………………………………………………………………54
第三章 Smart Glove電子元件裝置產品化………………………………………………55
3–1 流程推演分析與流程架構……………………………………………………..56
3–1.1設計流程整合………………………………………………………………58
3–1.2 Smart Glove之OLE元件操作原理……………………….....…………….71
3–2 Smart Glove 產品化………………………………………………………………76
3–3小結………………………………………………………………………………88
第四章 Smart Glove於手語辨識系統之應用……………………………………………89
4–1 Smart Glove應用之程式結構…………………………………………………….90
4–2 手語識別原理…………………………………………………………………….95
4–3小結…………………………………………………………………………..101
第五章 結論與建議……………………………………………………………………..103
5–1 結論……………………………………………………………………………103
5–2 建議……………………………………………………………………………104
文獻參考…………………………………………………………………………………….105
表目錄
表 1–2.1任天堂遊戲機世代進化………………………………….……………………...…..4
表 2-1.1姿勢評斷過程………………………………………….…………...……….…25
表 2-1.2 手部輸入裝置比較…………………………………….……………………….…28
表 2-2.1 產品設計中具體設計與細部設計差異……………….……………………….…39
表 2-2.2 IDEO 的設計流程………………………………….………………………..….…40
表 2-2.3 PHILIPS 設計流程表………………………………….…………………….….…41
表 2-2.4 NOVA design 設計流程……………………………….……………………….…41
表 2-2.5 產品設計流程比較……………………………….…………………………….…43
表 2-3.6 產品設計與開發流程表–(a)商標階段到工業設計階段………………...………45
表 2-3.6 產品設計與開發流程表–(b)工程設計階段到行銷階段………………….….…46
表 2-2.7 產品設計流程與工程設計流程……………………….……………………….…50
表 3-1.1 可用化與產品化設計畫階段流程……………….…………………………….…71
表 3-2.1 Smart glove零件功能……………….………………………………………….…79
表 3-2.2 現有產品5DT Data Glove……………….…………………………………….…79
表 3-2.3 設計過程之概念……………….……………………………………………….…81
表 3-2.4手套電子元件結合方式……………….……………………………………….…82
表 3-2.5 結合方式分析……………….………………………………………………….…82
表 3-2.6 電子元件包覆測詴……………….…………………………………………….…83
表 3-2.7 套頭與熱縮管優缺比較……………….……………………………………….…84
表 3-2.8 細節修改……………………….……………………………………………….…85
表 3-2.9 定案…………………………….……………………………………………….…87
表 3-2.10 設計修改前後細節差異……………….……………………..……………….…88
表 4-1.1 手指關節角度語手語辨識系統間語言……………….……………………….…95
表 4-2.1 操作介面……………….……………………………………………………….…97
表 4-2.2 設計修改前後細節差異……………….………………………………………100
表 4-2.4 設計改善前後操作時間表……………….……………………………………100
表 4-3.1 市售產品與自製手套……………….………………………………………….101
表 4-3.2 流程環節整理……………….…………………………...………….…………...102
圖目錄
圖 1-2.1 O-Grill 3000烤肉爐…….………………………………...………….………….…...6
圖 1-4.1 研究流程圖…………………………...………….…………………………….…...9
圖 2-1.1 直覺方式操作虛擬實境中的客體……………………………….………….….12
圖 2-1.2 VPL公司研發之Data Glove…….…………...…………………….………….…...15
圖 2-1.3 CyberGlove…….…………………………………………...……….………….…..16
圖 2-1.4 EST公司生產之感應手套……………...………………………….………….…...17
圖 2-1.5 Peregrine Gesture Glove…….…………………………………….………….…..18
圖 2-1.6 觸覺回饋器…….………………………...………………………….………….…19
圖 2-1.7 光纖式手套…….………………………………………………….………….…20
圖 2-1.8 應變計式感應手套…….………………………………...………….………….…21
圖 2-1.9 電阻式:任天堂(1989年)所發展的資料手套…..….………………………….…21
圖 2-1.10 機構式感應手套…….…..………………………...……………….………….…22
圖 2-1.11 手掌骨骼結構…….………………………………………..…….………….…23
圖 2-1.12 虛擬木偶與手部節點關係……...…………………………………………….…28
圖 2-1.13 各研究自製的裝置…….……………...……………...……………………….…30
圖 2-1.14 感測器彎曲示意…….……………………...……...………………………….…31
圖 2-1.15 自製手套(左)與市售手套(右)的外觀差異…..….………………………….…31
圖 2-2.1 不同產品開發階段的設計活動…….………………………………………….…35
圖 2-2.2 產品設計程序的步驟…….…………………………...…………….………….…36
圖 2-2.3 產品設計程序的階段…….…………………………...…………….………….…38
圖 2-2.4 商品設計的過程…….…………………………………...………….………….…42
圖 2-2.5 工業砂光機器…….…………………………….…………..……….………….…45
圖 2-2.6 French之設計模式…….……………………..…………...………….………….…47
圖 2-2.7 Pahl & Beitz之設計模式…….…………………….………...……….………….…48
圖 2-2.8 腳套建構策略…….………………………..……….........………….………….…50
圖 2-2.9 氣動斜角鑽…….…………………………………………...……….………….…51
圖 2-2.10 階級樹形圖…..….………………………...……………………….………….…53
圖 3-1.1 研究架構圖…….………………………………………………….………….…57
圖 3-1.2 流程圖符號…….………………………………………………….………….…58
圖 3-1.3 簡化產品設計程序的步驟……………..…………………………...………….…60
圖 3-1.4 簡化產品設計程序的階段…….……………………………...………………..…61
圖 3-1.5 簡化不同產品開發階段的設計活動………………………………………...…62
圖 3-1.6 簡化商品設計的過程–整理………………………...………………………….…63
圖 3-1.7 簡化商品設計的過程–取出流程中過程符號…………………………...…….…64
圖 3-1.8 簡化之四項產品設計流程……..…………………………………………...….…65
圖 3-1.9 簡化French之設計模式………………………………………………...…….…66
X
圖 3-1.10 Pahl & Beitz之設計模式………………………………………………...…….…67
圖 3-1.11 簡化設計流程差異分析與整合…………………………………………...….…69
圖 3-1.12 光學滑鼠之光學跟蹤引擎部分橫界面示意圖………………………...…….…70
圖 3-1.13 Smart Glove裝置原型……………………………………….…………...…….…72
圖 3-1.14 OLE’s Housing Unit……………………………………………………...…….…74
圖 3-1.15 AA Sensing………………………………………………………..……...…….…75
圖 3-2.1 以整合之產品設計流程進行SmartGlove產品化之過程………………….….…76
圖 3-2.2 階級樹形圖–零件展開…………..………………………………………….….…77
圖 3-2.3 產品化過程示意…………………..………………………………………….…80
圖 3-2.4 電子元件包覆測詴後的設計原型…………..…………………………...…….…83
圖 3-2.5 兩件式改為一件式………………………………..……………………...…….…84
圖 3-2.6 成品功能…………………………………………………..……………...…….…86
圖 4-1.1 手語構成…………………………………………………..………………….…90
圖 4-2.1 程式結構…………………………………………………..………………...….…91
圖 4-2.2 歡迎介面………………………………………………………………….…….…91
圖 4-2.3 主介面……………………………………………………..……………...…….…92
圖 4-2.4 關節角度示意……………………………………………..……………...…….…93
圖 4-2.1 測詴操作流程……………………………………………..………………….…96
中文
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55.5DT Data Glove 5 Ultra(2010年5月)
http://www.5dt.com/products/ianistar01.html
56.光學滑鼠之光學跟蹤引擎部分橫界面示意圖
http://tig.hk/viewthread.php?tid=935
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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