【摘要】：智能可穿戴設(shè)備因?yàn)槠湫◇w積攜帶方便、低成本、低功耗等優(yōu)點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣,目前已在人機(jī)交互平臺(tái)里占據(jù)重要位置。動(dòng)態(tài)手勢作為人們?nèi)粘Ｉ钪袕V泛使用的一種自然高效的交流方式,非常適合應(yīng)用于智能可穿戴設(shè)備。手勢識(shí)別應(yīng)用于可穿戴設(shè)備中具有連續(xù)性、相似性、隨著時(shí)間和用戶變化的不穩(wěn)定性,本文研究分析這些特性,并提出了實(shí)時(shí)的連續(xù)手勢識(shí)別方案,并且在可穿戴設(shè)備中得以實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用。本文首先對(duì)加速度傳感器產(chǎn)生的連續(xù)手勢信號(hào)進(jìn)行特征分析,分別從連續(xù)性、用戶依賴性、時(shí)間依賴性三個(gè)方面分析了可穿戴設(shè)備的手勢信號(hào)特點(diǎn)并提出的相應(yīng)解決方案。然后論述了手勢信號(hào)的預(yù)處理,包括基于手勢波動(dòng)數(shù)值的閾值分割方法、手勢信號(hào)的濾波器設(shè)計(jì)、特征提取方法等。接下來,我們研究了傳統(tǒng)的DTW(動(dòng)態(tài)時(shí)間規(guī)整)、SVM(支持向量機(jī))、降維+分類手勢識(shí)別方法,討論和分析在不同場景下手勢識(shí)別方法的應(yīng)用和優(yōu)化,并重點(diǎn)改進(jìn)了基于DTW的手勢識(shí)別方法,提出了更新手勢模板庫的方法來提高手勢的識(shí)別率。通過圖表以及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比分析得出各類手勢識(shí)別方法的優(yōu)劣勢,得出本文中手勢識(shí)別算法在實(shí)際應(yīng)用中的可行性和有效性。最后將文中提到的三種手勢識(shí)別方案融合到一個(gè)完整的手勢識(shí)別系統(tǒng)中,并應(yīng)用到智能家居場景下,完成了手勢識(shí)別系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)方案,并且在可穿戴設(shè)備硬件平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)了對(duì)家居設(shè)備的模擬管理控制。
【圖文】：

的應(yīng)用現(xiàn)狀和主要問題逡逑發(fā)現(xiàn)傳感器的諸多優(yōu)勢使其能夠方便地、究的重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到傳感器的設(shè)計(jì)方面。依據(jù)表面肌電信號(hào)數(shù)字傳感器、數(shù)據(jù)手套和加號(hào)數(shù)字傳感器是從人體的生物特性出發(fā)，電信號(hào)來完成手勢識(shí)別任務(wù)的。由于肌肉，因此需要對(duì)電能的變化進(jìn)行適當(dāng)?shù)囊碾妷盒盘?hào)，如圖１－１所示。目前，Ｋ0手指端的手勢信號(hào)，，對(duì)９個(gè)常用的美國Ｃｈａｎ［：ｗ］等人則是在上述工作的基礎(chǔ)是，動(dòng)作的信號(hào)，識(shí)別率達(dá)到９４．邋６％。但由于皮膚的千濕程度都會(huì)嚴(yán)重影響著電信號(hào)人而異，很多精細(xì)化的相似手勢產(chǎn)生的統(tǒng)識(shí)R%難度很大逡逑

肉群的收縮所產(chǎn)生的弱電信號(hào)來完成手勢識(shí)別任務(wù)的。由于肌肉群在收縮時(shí)所產(chǎn)逡逑生的生物電能十分有限，因此需要對(duì)電能的變化進(jìn)行適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)和放大，才能得逡逑到了一系列的隨時(shí)間變化的電壓信號(hào)，如圖１－１所示。目前，Ｋ0ｓｎｉｉｄ0Ｕ［２９］等人利逡逑用雙導(dǎo)ＳＥＭＧ電極采集手指端的手勢信號(hào)，對(duì)９個(gè)常用的美國手語詞進(jìn)行識(shí)別，逡逑其識(shí)別率為９７．７％。而Ｃｈａｎ［：ｗ］等人則是在上述工作的基礎(chǔ)是，利用四導(dǎo)ＳＥＭＧ電逡逑極識(shí)別了邋６類基于上肢動(dòng)作的信號(hào)，識(shí)別率達(dá)到９４．邋６％。但由于該類可穿戴設(shè)備逡逑需要專人協(xié)助佩戴，且皮膚的千濕程度都會(huì)嚴(yán)重影響著電信號(hào)的采集。又由于人逡逑體的肌肉結(jié)構(gòu)復(fù)雜且因人而異，很多精細(xì)化的相似手勢產(chǎn)生的信號(hào)差異性小，可逡逑辨識(shí)性差，從而導(dǎo)致系統(tǒng)識(shí)R%難度很大逡逑圖〗－１采集肌肉動(dòng)作時(shí)的示意圖逡逑而數(shù)據(jù)手套顧名思義，就是將若干個(gè)傳感器制成手套形狀，記錄手掌在空間逡逑中的運(yùn)動(dòng)信息和指關(guān)節(jié)的彎曲信息等。Ｇｒｉｍｅｓ％首先對(duì)一些簡單的精細(xì)化手勢進(jìn)逡逑行了識(shí)別。中科院的高文院士邋［３４］則將其應(yīng)用于中文手語自動(dòng)翻譯系統(tǒng)中
【學(xué)位授予單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP391.41;TP368.33

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2560249