【摘要】：近年來(lái),手勢(shì)識(shí)別控制已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外智能機(jī)器人領(lǐng)域一個(gè)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(shì)識(shí)別為中心且在復(fù)雜環(huán)境下的計(jì)算機(jī)視覺(jué)控制來(lái)實(shí)現(xiàn)移動(dòng)機(jī)器人的自主行動(dòng),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?jī)?nèi)容如下。首先,本文對(duì)目前手勢(shì)識(shí)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(duì)自然手勢(shì)識(shí)別技術(shù)進(jìn)行了分類分析,介紹了在手勢(shì)識(shí)別控制研究方向的基本理論。其次,先建立了手勢(shì)模板庫(kù),然后對(duì)靜態(tài)手勢(shì)和動(dòng)態(tài)手識(shí)別中需要用到的手勢(shì)分割、手勢(shì)識(shí)別、手勢(shì)跟蹤等技術(shù)都進(jìn)行了分析與研究。然后根據(jù)本文識(shí)別控制系統(tǒng)的要求,采用C++語(yǔ)言對(duì)主要算法進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)和優(yōu)化。再次,對(duì)移動(dòng)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型進(jìn)行了研究與分析。介紹了本文移動(dòng)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(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)模型。該模型是基于移動(dòng)機(jī)器人在運(yùn)動(dòng)中的航向與固定方向之間的夾角差值來(lái)進(jìn)行誤差分析,通過(guò)PID控制器來(lái)控制輪式滑動(dòng)機(jī)器人兩側(cè)輪的差速,以實(shí)現(xiàn)移動(dòng)機(jī)器人能準(zhǔn)確的移動(dòng)到目標(biāo)位置。最后,將手勢(shì)識(shí)別系統(tǒng)和移動(dòng)機(jī)器人控制系統(tǒng)進(jìn)行整合,使用VS2010和Qt軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái),結(jié)合OpenCV2.4.9開(kāi)源庫(kù),設(shè)計(jì)并且實(shí)現(xiàn)了手勢(shì)識(shí)別控制系統(tǒng)并且對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試與評(píng)估。最終實(shí)現(xiàn)用戶可以通過(guò)系統(tǒng)的人機(jī)交互界面,分別采用靜態(tài)手勢(shì)和動(dòng)態(tài)手勢(shì)來(lái)現(xiàn)實(shí)對(duì)移動(dòng)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制。
【圖文】：

圖 2 -1 手勢(shì)識(shí)別流程圖2.1.2 手勢(shì)提取與存儲(chǔ)技術(shù)手勢(shì)識(shí)別是涉及許多交叉學(xué)科的科學(xué)技術(shù)，下面會(huì)介紹主要且應(yīng)用廣泛的學(xué)科在手勢(shì)識(shí)別中涉及的主要基礎(chǔ)理論。2.1.2.1 模式識(shí)別概述模式識(shí)別（Pattern Recognition）是指對(duì)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(duì)表征的事物或現(xiàn)象進(jìn)行描述、辨識(shí)、分類、解釋的過(guò)程而且模式識(shí)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(guò)計(jì)算機(jī)應(yīng)用數(shù)學(xué)技術(shù)來(lái)對(duì)模式的自動(dòng)處理和判讀的研究，是人與生俱來(lái)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(guò)計(jì)算機(jī)來(lái)替代和擴(kuò)展人類的部分腦力勞動(dòng)，隨即模式識(shí)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(shí)別、語(yǔ)音識(shí)別、指紋識(shí)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(shí)

第二章 手勢(shì)識(shí)別技術(shù)基本理論在圖像分割、動(dòng)作識(shí)別、運(yùn)動(dòng)跟蹤、人臉識(shí)別、機(jī)器視覺(jué)、物體識(shí)別等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。OpenCV 主要由 4 個(gè)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(dòng)分析、結(jié)構(gòu)分析、物體跟蹤和模式識(shí)別等計(jì)算機(jī)視覺(jué)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(kù)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(kù)中，只需在主程序中調(diào)用接口即可，從而大大的提高了開(kāi)發(fā)的效率。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TP391.41;TP242

【參考文獻(xiàn)】

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1 楊興明;朱建;高銀平;許東昌;;欠驅(qū)動(dòng)移動(dòng)機(jī)器人的路徑跟蹤控制[J];合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2014年01期

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3 趙學(xué)萍;汪劍鳴;劉海亭;魏志蓮;;室內(nèi)機(jī)器人動(dòng)態(tài)手勢(shì)指令識(shí)別系統(tǒng)研究[J];計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用;2011年33期

4 矯德余;李樹(shù)榮;;四輪驅(qū)移動(dòng)機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用[J];計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制;2010年03期

5 陳一民;張?jiān)迫A;;基于手勢(shì)識(shí)別的機(jī)器人人機(jī)交互技術(shù)研究[J];機(jī)器人;2009年04期

6 鮑金;胡明;谷曉玉;;基于PID算法的雙輪差動(dòng)式移動(dòng)機(jī)器人導(dǎo)航研究[J];機(jī)械與電子;2008年02期

7 段萍;張建暢;丁承君;張明路;;基于模糊遺傳算法的移動(dòng)機(jī)器人墻跟蹤控制策略[J];控制理論與應(yīng)用;2006年03期

8 李萬(wàn)玉,董介春;移動(dòng)機(jī)器人路徑跟蹤控制方法的研究[J];青島大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2004年02期

9 袁保宗,阮秋琦,王延江,劉汝杰,唐曉芳;新一代(第四代)人機(jī)交互的概念框架特征及關(guān)鍵技術(shù)[J];電子學(xué)報(bào);2003年S1期

10 祝遠(yuǎn)新,徐光yP,黃浴;基于表觀的動(dòng)態(tài)孤立手勢(shì)識(shí)別[J];軟件學(xué)報(bào);2000年01期

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1 柳陽(yáng);劉峽壁;賈云得;;基于手勢(shì)的文本輸入方法及其在穿戴計(jì)算機(jī)中的應(yīng)用[A];第一屆建立和諧人機(jī)環(huán)境聯(lián)合學(xué)術(shù)會(huì)議（HHME2005）論文集[C];2005年

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1 孟國(guó)慶;基于OpenCV的手勢(shì)識(shí)別技術(shù)研究[D];西安科技大學(xué);2014年

2 王松林;基于Kinect的手勢(shì)識(shí)別與機(jī)器人控制技術(shù)研究[D];北京交通大學(xué);2014年

3 楊敏;輪式移動(dòng)機(jī)器人控制算法研究及其伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];南京航空航天大學(xué);2014年

4 張運(yùn)德;手勢(shì)識(shí)別技術(shù)的研究及應(yīng)用[D];安徽大學(xué);2013年

5 羅娜;基于OpenCV的自然手勢(shì)識(shí)別與交互系統(tǒng)研究[D];廣東工業(yè)大學(xué);2012年

6 劉艷;基于反演算法的移動(dòng)焊接機(jī)器人軌跡跟蹤控制仿真[D];上海交通大學(xué);2010年

7 夏振宇;人體皮膚分割技術(shù)的研究和應(yīng)用[D];中南大學(xué);2009年

8 郭曉波;基于視線跟蹤技術(shù)的眼控鼠標(biāo)系統(tǒng)研究[D];天津大學(xué);2009年

9 阮見(jiàn);多功能智能移動(dòng)機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析[D];南京理工大學(xué);2008年

10 王茂吉;基于視覺(jué)的靜態(tài)手勢(shì)識(shí)別系統(tǒng)[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2006年

本文編號(hào)：2582107