手部動(dòng)作捕捉式人機(jī)交互研究及其設(shè)計(jì).pdf

1、針對(duì)通常的人機(jī)交互方式(如鍵盤、鼠標(biāo))是一種限于二維平面內(nèi)的操作，而先進(jìn)的數(shù)據(jù)手套產(chǎn)品價(jià)格昂貴，佩戴和操作會(huì)使手產(chǎn)生束縛感等不足，開發(fā)了一種基于手部動(dòng)作捕捉式的新型人機(jī)交互方式。將兩個(gè)特定的符號(hào)標(biāo)記分別貼在操作者手背和指端，采用單個(gè)CCD攝像頭獲取手部運(yùn)動(dòng)的一系列圖像。通過小孔成像模型分析處理圖像，獲取標(biāo)記在空間坐標(biāo)系中的坐標(biāo)變化，據(jù)此實(shí)現(xiàn)鼠標(biāo)光標(biāo)移動(dòng)和按鍵控制功能。這種人機(jī)交互方式結(jié)構(gòu)簡單、成本較低，采用非接觸方式進(jìn)行人機(jī)交互，可以應(yīng)

2、用于立體視覺、虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和民用級(jí)產(chǎn)品的開發(fā)中。主要研究內(nèi)容如下：
　　 1．理論分析和系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)：對(duì)動(dòng)作捕捉式人機(jī)交互系統(tǒng)的各部份進(jìn)行分析，明確了基于小孔成像模型和標(biāo)記跟蹤算法的理論基礎(chǔ)。通過分析系統(tǒng)影響因素與設(shè)計(jì)所要考慮的關(guān)鍵問題，進(jìn)行系統(tǒng)硬件設(shè)備和軟件平臺(tái)的選擇，并最終確定系統(tǒng)的整體方案。
　　 2．利用所選擇的軟件開發(fā)平臺(tái)，完成系統(tǒng)軟件部分的開發(fā)。主要包括5個(gè)方面：硬件驅(qū)動(dòng)程序和開發(fā)平臺(tái)的安裝配置、相機(jī)校

3、準(zhǔn)和標(biāo)定、特征標(biāo)記符的探測程序、人機(jī)交互程序和人機(jī)界面設(shè)計(jì)。
　　 3．搭建了基于logitech攝像頭成像裝置的人機(jī)交互系統(tǒng)，并通過實(shí)驗(yàn)得到捕捉能力與標(biāo)記尺寸間的關(guān)系并確定了適用于本系統(tǒng)的最佳標(biāo)記尺寸，同時(shí)測得這種人機(jī)方式的主要技術(shù)指標(biāo)并提出產(chǎn)品化設(shè)計(jì)方案。
　　 4．利用Pointgrey工業(yè)相機(jī)進(jìn)行動(dòng)作捕捉式人機(jī)交互系統(tǒng)的開發(fā)，包括硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)整體構(gòu)成和動(dòng)作捕捉效果影響因素實(shí)驗(yàn)和對(duì)比實(shí)驗(yàn)。
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