2007国际科技研讨会论文格式说明 - ctuedutw.DOC

使用KINECT感測器調控燈光 施平輝sphuei@.tw dyhuang269@ ynchung@.tw 摘要 KINECT for Windows SDK 的出現為個人電腦平台帶來了全新的應用程式操作方式，宣告了自然使用者介面時代的到來，操作電腦不再侷限於鍵盤和滑鼠。作者嘗試將其整合到MCS-51單晶片系統，結合傳統電機方面的知識，製作一個電燈的控制器(亦可控制家電，如電風扇等)，透過使用者的手勢來調控燈光，達成使用者就是調光器(You are the dimmer.)的功能。 關鍵詞：。 Abstract ECT sensor and KINECT for windows SDK are new techniques for computer applications. It is one kind of natural user interface between human and machine. It is not just can use keyboard and mouse to control the computer. One light controller using MCS-51 single chip system is designed in this paper. The light can be controlled by human gesture. Therefore, you are the dimmer. Keywords: KINECT, natural user interface, dimmer 簡介 電燈的歷史悠久，早在1854年，亨利·戈培爾(Heinrich G?bel)使用一根炭化的竹絲，放在真空的玻璃瓶下通電發光。他的發明今天看來是首個有實際效用的白熾燈。他當時試驗的燈泡已可維持400小時，但是並沒有即時申請設計專利(維基百科，電燈泡)。1850年，英國人約瑟夫·威爾森·斯旺(Joseph Wilson Swan)開始研究電燈。1878年，他以真空下用碳絲通電的燈泡得到英國的專利，並開始在英國建立公司，在各家庭安裝電燈。1874年，加拿大的兩名電氣技師申請了一項電燈專利。他們在玻璃泡之下充入氦氣，以通電的碳杆發光。但是他們無足夠財力繼續發展這項發明，於是在1875年把專利賣給愛迪生。愛迪生的最大發現是使用鎢代替碳作為燈絲。之後在1906年，通用電器發明一種製造電燈鎢絲的方法。最終廉價製造鎢絲的方法得到解決，鎢絲電燈泡被使用至今。 隨著時代的變遷，人們對於電燈泡除了基本的照明功能外，各式各樣的控制需求亦不斷演進。從一般的切換開關到觸摸、遙控、近接等方式來控制照明電路; 從跑馬燈到各式各樣順序的循環控制。隨著科技的進步， 在如何提高實用價值，降低成本，做到美觀炫麗，儘情發展各種創意。 調光器(Dimmer)可透過亮度的控制營造各種氛圍。無論是想簡單舒適的照明，柔和的燈光，時尚的晚餐等環境條件，使得調光器，非常有吸引力。調光器的設計可追遡到從早期電影院機械式的100段調光設備[1]、西門子公司調光IC S566(U.S. Patent Number 4，250，432cypress公司CY3269N-Lighting Starter Kit的全彩無段調光[2] 。 近幾年來，人性化人機介面技術大幅的成長，從之前的WII體感技術到2010年6月微軟發表的KINECT for XBOX 360遊戲裝置，都使用更自然和人性化的人機介面，讓使用者本身就是搖桿，透過使用者的肢體語言來操作遊戲，對於傳統的遙控手把來說更是一大突破。2011年6月微軟發表了KINECT SDK for Windows V1.0開啟了KINECT應用開發的廣大興趣，目前版本已經更新到1.6。作者使用KINECT 感測器擷取操作者的手勢，結合MCS-51單晶片系統應用在控制家用電器設備上(例如:電燈泡)，讓使用者可以對著KINECT的鏡頭以手勢來啟動及調整電燈的明暗度，調和一個小空間裡的燈光情境，達成”你就是調光器”的功能。 系統架構 系統架構如下圖1所示，使用者可透過KINECT 感測器將右手位置信號傳給主機，當右手高度時大於閾值(Threshold value)時，即啟動調控功能。主機將處理結果透過RS232介面傳輸到MCS-51系統，MCS-51接收到控制信號並且作適當的處理。 當接收到不同信號時的處理方式如下： 右手高度超過120時，會收到主機傳來f字元，蜂鳴器發出提示聲，LED亮。 右手高度超過120時，會收到主機傳來調光值：依照0至199亮度值來點亮燈泡。 右手高度低於120時，會收到主機傳來r字元，MCS-51控制LED暗。 (a) (b) 圖1 (a)系統架構圖(b)操控介面