手部動作捕捉式人機交互研究及其設計.pdf

1、針對通常的人機交互方式(如鍵盤、鼠標)是一種限于二維平面內的操作，而先進的數據手套產品價格昂貴，佩戴和操作會使手產生束縛感等不足，開發(fā)了一種基于手部動作捕捉式的新型人機交互方式。將兩個特定的符號標記分別貼在操作者手背和指端，采用單個CCD攝像頭獲取手部運動的一系列圖像。通過小孔成像模型分析處理圖像，獲取標記在空間坐標系中的坐標變化，據此實現鼠標光標移動和按鍵控制功能。這種人機交互方式結構簡單、成本較低，采用非接觸方式進行人機交互，可以應

2、用于立體視覺、虛擬現實、增強現實和民用級產品的開發(fā)中。主要研究內容如下：
　　 1．理論分析和系統方案設計：對動作捕捉式人機交互系統的各部份進行分析，明確了基于小孔成像模型和標記跟蹤算法的理論基礎。通過分析系統影響因素與設計所要考慮的關鍵問題，進行系統硬件設備和軟件平臺的選擇，并最終確定系統的整體方案。
　　 2．利用所選擇的軟件開發(fā)平臺，完成系統軟件部分的開發(fā)。主要包括5個方面：硬件驅動程序和開發(fā)平臺的安裝配置、相機校

3、準和標定、特征標記符的探測程序、人機交互程序和人機界面設計。
　　 3．搭建了基于logitech攝像頭成像裝置的人機交互系統，并通過實驗得到捕捉能力與標記尺寸間的關系并確定了適用于本系統的最佳標記尺寸，同時測得這種人機方式的主要技術指標并提出產品化設計方案。
　　 4．利用Pointgrey工業(yè)相機進行動作捕捉式人機交互系統的開發(fā)，包括硬件結構設計、系統整體構成和動作捕捉效果影響因素實驗和對比實驗。
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