【摘要】：近年來,手勢識別控制已經(jīng)成為國內(nèi)外智能機(jī)器人領(lǐng)域一個重要的研究課題,是一種非常靈活的人機(jī)交互。為了改變傳統(tǒng)的以機(jī)器為中心的交互方式,本文采用以手勢識別為中心且在復(fù)雜環(huán)境下的計(jì)算機(jī)視覺控制來實(shí)現(xiàn)移動機(jī)器人的自主行動,避免了傳統(tǒng)交互方式的接口較多,不靈活的局限性。本文的研究內(nèi)容如下。首先,本文對目前手勢識別技術(shù)在控制領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行了綜述,分析了目前在該領(lǐng)域的主要研究方法。對自然手勢識別技術(shù)進(jìn)行了分類分析,介紹了在手勢識別控制研究方向的基本理論。其次,先建立了手勢模板庫,然后對靜態(tài)手勢和動態(tài)手識別中需要用到的手勢分割、手勢識別、手勢跟蹤等技術(shù)都進(jìn)行了分析與研究。然后根據(jù)本文識別控制系統(tǒng)的要求,采用C++語言對主要算法進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)和優(yōu)化。再次,對移動機(jī)器人的運(yùn)動學(xué)模型進(jìn)行了研究與分析。介紹了本文移動機(jī)器人的控制系統(tǒng)所需要的軟件和硬件,并且建立了輪式滑動機(jī)器人運(yùn)動學(xué)模型。該模型是基于移動機(jī)器人在運(yùn)動中的航向與固定方向之間的夾角差值來進(jìn)行誤差分析,通過PID控制器來控制輪式滑動機(jī)器人兩側(cè)輪的差速,以實(shí)現(xiàn)移動機(jī)器人能準(zhǔn)確的移動到目標(biāo)位置。最后,將手勢識別系統(tǒng)和移動機(jī)器人控制系統(tǒng)進(jìn)行整合,使用VS2010和Qt軟件開發(fā)平臺,結(jié)合OpenCV2.4.9開源庫,設(shè)計(jì)并且實(shí)現(xiàn)了手勢識別控制系統(tǒng)并且對系統(tǒng)進(jìn)行測試與評估。最終實(shí)現(xiàn)用戶可以通過系統(tǒng)的人機(jī)交互界面,分別采用靜態(tài)手勢和動態(tài)手勢來現(xiàn)實(shí)對移動機(jī)器人的運(yùn)動控制。
【圖文】：

圖 2 -1 手勢識別流程圖2.1.2 手勢提取與存儲技術(shù)手勢識別是涉及許多交叉學(xué)科的科學(xué)技術(shù)，下面會介紹主要且應(yīng)用廣泛的學(xué)科在手勢識別中涉及的主要基礎(chǔ)理論。2.1.2.1 模式識別概述模式識別（Pattern Recognition）是指對表征事物或現(xiàn)象的各種形式的信息采用具體的處理與分析。是對表征的事物或現(xiàn)象進(jìn)行描述、辨識、分類、解釋的過程而且模式識別與心理學(xué)、生物學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、控制理論等學(xué)科都息息相關(guān)。它是通過計(jì)算機(jī)應(yīng)用數(shù)學(xué)技術(shù)來對模式的自動處理和判讀的研究，是人與生俱來的一項(xiàng)基本智能。隨著 20 世紀(jì) 40 年代計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)以及隨后 50 年代人工智能的興起，人們希望可以通過計(jì)算機(jī)來替代和擴(kuò)展人類的部分腦力勞動，隨即模式識別在 20 世紀(jì) 60 年代初快速的發(fā)展并成為一門新的學(xué)科。如文字識別、語音識別、指紋識別、遙感、醫(yī)學(xué)診斷圖像處理中的圖像分析等都應(yīng)用到模式識

第二章 手勢識別技術(shù)基本理論在圖像分割、動作識別、運(yùn)動跟蹤、人臉識別、機(jī)器視覺、物體識別等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。OpenCV 主要由 4 個關(guān)鍵的模塊組成，其結(jié)構(gòu)模塊如圖 2-2 所示，其中 CV 模塊主要包含了圖像處理、運(yùn)動分析、結(jié)構(gòu)分析、物體跟蹤和模式識別等計(jì)算機(jī)視覺和數(shù)字圖像處理的算法。CXCORE 模塊包含了各種數(shù)據(jù)類型運(yùn)算的基本函數(shù)。HighGUI 模塊包含了圖像視頻的輸入輸出，，圖形界面和系統(tǒng)調(diào)用函數(shù)的用戶交互部分。MLL 模塊是由一些聚類的算法和分類組成。除了這些子庫外，用戶可以自己根據(jù)程序需要編寫適合的接口函數(shù)，然后添加到函數(shù)庫中，只需在主程序中調(diào)用接口即可，從而大大的提高了開發(fā)的效率。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TP391.41;TP242

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2582107