面向家庭服務(wù)機(jī)器人的動(dòng)態(tài)手勢(shì)識(shí)別方法研究.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，人機(jī)交互開(kāi)始向著人性化和簡(jiǎn)單化發(fā)展。自然用戶界面即用戶以自然的方式與計(jì)算機(jī)進(jìn)行交流如語(yǔ)音、觸控、手勢(shì)等。其中手勢(shì)是一種自然而直觀的人際交流模式。基于視覺(jué)的手勢(shì)識(shí)別是實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互人性化所不可缺少的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。Kinect作為一個(gè)革命性的產(chǎn)品，提供了一項(xiàng)全新的人機(jī)交互的方式，使人機(jī)互動(dòng)的理念更加徹底的展現(xiàn)出來(lái)。它能夠克服因?yàn)楣庹諒?qiáng)弱的變化帶來(lái)的影響，它能夠捕捉、跟蹤人體的動(dòng)作，手勢(shì)以及聲音。本文通過(guò)利用Kinect提

2、供的骨骼三維信息，通過(guò)骨骼間形成的向量計(jì)算夾角得到特征值，提出了基于球形區(qū)域的KNN快速識(shí)別方法進(jìn)行動(dòng)態(tài)手勢(shì)識(shí)別。本論文的工作主要有以下兩個(gè)方面。
　　首先，分析動(dòng)態(tài)手勢(shì)識(shí)別中重要的關(guān)節(jié)點(diǎn)，這些關(guān)節(jié)點(diǎn)決定著動(dòng)態(tài)手勢(shì)的姿態(tài)。在確定了關(guān)鍵的關(guān)節(jié)點(diǎn)之后，進(jìn)行基于骨骼三維信息的特征提取。計(jì)算重要節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的向量的球形角度以及該向量與坐標(biāo)軸的夾角。再考慮頭部節(jié)點(diǎn)，頭部節(jié)點(diǎn)在動(dòng)作中位置基本不變，計(jì)算關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)與頭部節(jié)點(diǎn)的角度可以更準(zhǔn)確的描述關(guān)鍵節(jié)

3、點(diǎn)的位置。通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了改進(jìn)的特征提取方法的效果，準(zhǔn)確率有了一定的提高。
　　其次，在特征提取完畢之后，針對(duì)該特征進(jìn)行識(shí)別，研究了動(dòng)態(tài)手勢(shì)識(shí)別的方法。選取了基于匹配思想的KNN識(shí)別算法，針對(duì)KNN算法的不足提出了基于球形區(qū)域的KNN快速識(shí)別算法。通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了提出的基于球形區(qū)域的KNN快速識(shí)別算法的效果，在保證正確率的基礎(chǔ)上減少了識(shí)別時(shí)間。
　　最后，設(shè)計(jì)了能夠滿足控制家庭服務(wù)機(jī)器人的5個(gè)動(dòng)態(tài)手勢(shì)，進(jìn)行實(shí)時(shí)識(shí)別，從光照強(qiáng)弱和