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基于Arduino平台的多模态交互智能儿童玩具设计与研发
目录
内容概要．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3
1.1研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3
1.2研究目标与内容．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5
1.3研究方法与路径．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6
多模态交互技术概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8
2.1多模态交互技术的定义与发展．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9
2.2多模态交互技术在教育领域的应用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11
2.3Arduino平台在多模态交互技术中的应用优势．．．．．．．．．．．．．．．12
智能儿童玩具市场需求分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13
3.1儿童玩具市场现状与发展趋势．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14
3.2智能儿童玩具消费者需求特点．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15
3.3竞争对手分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17
基于Arduino平台的多模态交互智能儿童玩具设计与研发．．．．．．19
4.1系统总体设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20
4.2多模态交互模块设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21
4.2.1触觉模块设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23
4.2.2听觉模块设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25
4.2.3视觉模块设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26
4.2.4情感识别模块设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28
4.3传感器与执行器模块设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．29
4.4控制系统设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32
4.5人机交互界面设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．34
硬件设计与选型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35
5.1Arduino开发板选型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36
5.2传感器选型与配置．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．38
5.3执行器选型与配置．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．40
5.4电源管理与节能设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．42
软件设计与实现．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．44
6.1Arduino软件开发环境搭建．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．45
6.2多模态交互算法设计与实现．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．47
6.3系统调试与优化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．48
6.4用户界面设计与测试．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．50
测试与评估．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．51
7.1功能测试．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．52
7.2性能测试．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．54
7.3用户体验评估．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．56
7.4教育效果评估．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．57
结论与展望．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
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