基于陀螺儀傳感器的一種人機(jī)交互技術(shù).pdf

1、人機(jī)交互,作為人與設(shè)備之間溝通的橋梁,由命令行交互方式發(fā)展到圖形用戶界面,使許多沒有經(jīng)過專業(yè)的計(jì)算機(jī)培訓(xùn)的人群能利用計(jì)算資源為自己服務(wù),但是圖形用戶界面提供的交互接口仍然在滿足人的自然性輸入方面表現(xiàn)不足。
　　傳統(tǒng)的基于圖像的交互設(shè)備有鼠標(biāo)、手持設(shè)備、鍵盤、觸摸屏、遙控板等。這些設(shè)備將生硬的將設(shè)備狀態(tài)變化翻譯成豐富的語義信息,如點(diǎn)擊鼠標(biāo)進(jìn)行ppt翻頁,敲擊鍵盤進(jìn)行文本輸入,遙控板按鍵調(diào)頻道等。但是,傳統(tǒng)的輸入設(shè)備交互模式還停留在二

2、維階段,依賴于特定的平面,不能進(jìn)行3D輸入。例如演說人員在進(jìn)行ppt演說時(shí),被限制在講臺(tái)上對(duì)ppt進(jìn)行翻頁等操作。
　　傳感技術(shù)應(yīng)用在人機(jī)交互領(lǐng)域中所帶來的變革之一是新型的3D輸入方式,所述的3D輸入方式是指借助于手持設(shè)備在三維空間通過手勢(shì)動(dòng)作完成信息輸入的方式,這樣的人機(jī)交互方式不僅為使用者解除空間和線纜的束縛,在自由的空間完成相應(yīng)的人機(jī)交互,并且能夠支持輸入各種形狀圖案和文字?jǐn)?shù)字信息。近年來傳感器技術(shù)發(fā)展,為傳感器技術(shù)應(yīng)用到人

3、機(jī)交互提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。
　　本文設(shè)計(jì)了使用陀螺儀角速度傳感器采集手勢(shì)動(dòng)作采集運(yùn)動(dòng)信息,經(jīng)過Atmega16計(jì)算中心處理,最后通過無線射頻技術(shù)發(fā)射到軟件系統(tǒng)處理的手勢(shì)識(shí)別平臺(tái)硬件架構(gòu),并對(duì)手勢(shì)識(shí)別平臺(tái)的無線鼠標(biāo)功能模塊和手勢(shì)識(shí)別模塊進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)。在鼠標(biāo)功能模塊方面,基于統(tǒng)計(jì)方法建立了三維手勢(shì)運(yùn)動(dòng)信息向二維鼠標(biāo)軌跡轉(zhuǎn)化的模型,并解決了由于低成本傳感器輸出電壓不穩(wěn)產(chǎn)生的鼠標(biāo)功能不能正常工作的問題。在手勢(shì)識(shí)別方面,針對(duì)基于圖像的手勢(shì)識(shí)別方法

4、應(yīng)用的局限性以及加速度計(jì)在手勢(shì)識(shí)別方面的先天不足,本文提出基于角速度陀螺儀的手勢(shì)識(shí)別方法,將鼠標(biāo)功能產(chǎn)生的軌跡信息,通過插值和亞采樣把時(shí)間幅度不同的動(dòng)作歸一化成同一個(gè)時(shí)間尺度的動(dòng)作,并開發(fā)了一種計(jì)算簡(jiǎn)單,高效的傳感器數(shù)據(jù)特征提取算法,克服了輸入動(dòng)作手勢(shì)對(duì)動(dòng)作幅度的依賴。最后利用支持向量機(jī)訓(xùn)練出來的支持向量模型對(duì)手勢(shì)動(dòng)作特征向量進(jìn)行識(shí)別。
　　在理論研究的同時(shí),本文還對(duì)基于3D角速度陀螺儀的手勢(shì)識(shí)別方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。對(duì)0-9共10個(gè)