基于雙目立體視覺的虛擬手勢交互技術(shù)的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual Reality，VR)技術(shù)是在計(jì)算機(jī)技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)、傳感器技術(shù)、人機(jī)交互技術(shù)等基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一門新型綜合性技術(shù)。它的出現(xiàn)為人們提供了一種全新的人機(jī)交互方式，因此傳統(tǒng)的WIMP交互界面和基于鼠標(biāo)、鍵盤的交互工具和已不能適應(yīng)在虛擬環(huán)境中進(jìn)行交互的需要，而手勢、立體顯示等更自然的交互通道極大地提高了人機(jī)交互的自然性和高效性。其中對(duì)人手的運(yùn)動(dòng)跟蹤和手勢識(shí)別在當(dāng)今的人機(jī)交互中起著重要的作用。而基于手勢的交互技術(shù)需

2、要研究的問題主要有手的模型、手勢的輸入技術(shù)和手勢的識(shí)別技術(shù)等等。針對(duì)上述問題，本系統(tǒng)基于VR Juggler這個(gè)虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用平臺(tái)，利用數(shù)據(jù)手套Data Glove Ultra 14和Open Inventor及Visual C++等開發(fā)工具，對(duì)人手的建模及手勢交互進(jìn)行了深入的理論研究和實(shí)際驗(yàn)證。 主要研究工作概括如下： 第一，首先深入研究了立體顯示的原理及實(shí)現(xiàn)技術(shù)，根據(jù)現(xiàn)有條件提出使用分光技術(shù)，在新型開源平臺(tái)VR Jug

3、gler的基礎(chǔ)上，構(gòu)建基于雙目視覺的立體顯示系統(tǒng)，并且很好地解決了其中的雙機(jī)同步問題。 第二，在分析了手的解剖結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，運(yùn)用層次建模的方法建立手的幾何結(jié)構(gòu)模型，之后，將每一根手指都看作是由轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)和與之相連的連桿組成的操縱裝置，合理添加父子約束關(guān)系，運(yùn)用機(jī)器人學(xué)理論建立起手的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型。并完成了現(xiàn)實(shí)世界中人手與虛擬環(huán)境中虛擬手的映射。 最后，在上述研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)基于雙目立體視覺的手勢交互的原