Hrg. Simon Wasserthal,
"Entwicklung eines kapazitiven Messsystems zur 3D Positionsbestimmung von Objekten"
, 7-2017
Original Titel:
Entwicklung eines kapazitiven Messsystems zur 3D Positionsbestimmung von Objekten
Sprache des Titels:
Deutsch
Original Kurzfassung:
In den verschiedensten Bereichen bekommen alternative Bedienmethoden für diverse Gerätschaften immer mehr Zuspruch.
Das Prinzip der berührungslosen Gestenerkennung bietet vor allem Vorteile, wenn es um die benötigte Aufmerksamkeit des Benutzers, wie
zum Beispiel in Fahrzeugen geht, oder aber auch beim Einsatz im Sanitärbereich, wo das Thema Hygiene eine große Rolle spielt.
Mittels kapazitiver Sensorik lässt sich berührungslos die Position einer Fingerspitze bestimmen. Dabei werden die Kapazitäten zwischen mehreren räumlich verteilten Elektroden gemessen.
Wichtige Aspekte bei der Kapazitätsmessung stellen die limitierte Messzeit, die hohe Auflösung, sowie die zeitlich parallele Kapazitätsmessung mehrerer Kanäle dar.
Neben dem Schaltungsentwurf, dem Hardwarelayout sowie der Softwareprogrammierung, wurde ein mathematisches Modell zur Beschreibung der Kapazität zwischen zwei Elektroden in Abhängigkeit der Fingerspitzenposition erstellt.
Die dreidimensionale Position der Fingerspitze wurde anschließend mit Hilfe eines Positionsschätzers ermittelt. Die gewonnenen Positionsdaten sollen zukünftig als Grundlage für einen nachfolgenden Gestenerkennungsalgorithmus
verwendet werden.
Sprache der Kurzfassung:
Deutsch
Englischer Titel:
Development of a capacitive measuring system for 3D positioning of objects
Englische Kurzfassung:
The popularity of alternative use methods for different devices is increasing. Especially in applications where keeping the user?s attention is important (e.g. control of multimedia systems in vehicles)
or when operating sanitary armatures, the usage of touchless gesture recognition tends as an excellent possibility to simplify human-machine communication.
Touchless positioning of a human fingertip can be done by making capacitive measurements. Therefore multiple electrodes have to be positioned at different
locations and the capacitances between these electrodes are measured. Important constraints for the measurement task are the temporal and spartial resolution as well as the simultaneous
reading of all measurement channels. The development contains the schematic design, the hardware layout and the software programming. Additionally, it was required to model
the relation between the measured capacitances and the distances between the fingertip and the appropriate electrode. Finally the three dimensional position was calculated with a position estimator.
The resultant fingertip positions are used as input for a subsequent gesture recognition algorithm in future work.