新型数据手套及其手势识别研究.pdf

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1、新型数据手套及其手势识别研究顾伟宏，等新型数据手套及其手势识别研究ResearchOntheNewDataGlOVeandItsGestureRecognition顾伟宏陶昆龙绻晓娜(东北林业大学机电工程学院，黑龙江哈尔滨1500加)摘要：在人机交互系统中，为了准确获取手部的运动信息，设计了一种基于微机电系统MEMs加速度传感器的新型数据手套。该数据手套以MxR9500传感器和sPCE06lA单片机为核心元件，通过检测加速度传感器的三轴加速度来获取手势动作的空间三维信息和手指的运动信息。以该数据手套为基础

2、开发的汉语手指语拼音字母识别系统，采用基于模糊理论的识别算法，进一步提高了识别准确率。测试结果表明手套测量数据准确，识别系统准确率高、运行稳定。关键词：数据手套微机电系统传感器单片机模糊控制中图分类号：TP212．9文献标志码：AAbslract：Inhumanmachineinteractivesystem，inordertoobtainthemovementinfornlationofahandaccurately。tIIenewdata910veba8edonMEMsaccekration∞脚rh晡

3、beendeBigned．1'11edatagloveiscomposedofMxR9500∞姗r8nd出esinglechipcomputerSPcE06lAasthecorecomponent8，througIldetecting山etri—axialaccelerationofthesensor，the3一Dimb册ationof山egesturespaceandthemovementiIlfb咖a．tionoffinge碍c锄beobtained．0ntheb鹅is0ftllisdata910ve

4、-meChinesefingerl明gtlagePinyincharacterrecogIlitionsystemisdeveloped．ByadoptingtIIe陀cogniti∞a190一thmbasedonfuzzytIleory-thep陀cisionofrecognitionisfhrtherenhanced．ThetestresultindicatesthattIlegloveme删ringdataareaccurate，蛐dtherecognitiongystemispreciseandm

5、nningstably．Keywords：DatagloveMicm-elec呐-mech肌icalsy8tem(MEMs)Sen鲫rsinglechipcomputerFuzzycontrolO引言数据手套是虚拟现实技术中广泛使用的交换设备，因其可以应用在虚拟制造、机械手控制和3D制作等多个方面而备受关注。常见的数据手套采用的传感器多为应变片，即利用因手指弯曲程度的不同而导致的应变片拉伸程度的不同来推断手指的状态。本文开发了一种基于微机电系统MEMS(micr0一eIectro-mechanicalsy

6、stem)加速度传感器的新型数据手套。MEMS加速度传感器能有效地检测和感应移动，具有测量动态加速度和静态加速度的双重功能⋯。本设计采用以气体为质量块的加速度传感器，实现了对手指的运动方向、运动轨迹和运动行程以及手指之间角度关系的全面检测。在该数据手套的基础上，融合基于模糊理论的识别算法，进一步开发了一个汉语手指语拼音字母识别系统。1总体方案汉语手指语拼音字母示意图如图1所示㈨。国家级大学生创新基金资助项目(编号：091022516)。修改稿收到日期：2010—05～31。第一作者顾伟宏，女，1982年生

7、，2007年毕业于东北林业大学机电工程学院农业电气化与自动化专业。获硕士学位，助理工程师；主要从事智能控制方面的研究。图1汉语手指语拼音字母示意图Fig．1Dia舭mofChinese6ngerlanguagePinyincharacte墙系统以30个汉语手指语拼音字母作为识别目标，并将识别结果通过语音播放出来。系统总体设计方案是利用加速度传感器的动态加速度测量特性来采集手指运动的方向和运动的轨迹以及行程大小，并利用其静态加速度测量特性来识别手语动作静止时手势的方向性以及各个手指之间的角度关系。将这两个测

8、量结果结合起来，由单片机分析出手势语所表达的含义，然后将识别的结果通过调用语音库和语音播放电路播放出来。56PROCESSAUToMATIoNINSTRUMENTATIoNVoL32Nn2February2011习蓟纲嘲圃习阕阑溷圈圈图匣匝叵匾酉匣圆圆圈图圆蚓圈团圈网圆剧团囝圆圈圈国新型数据手套及其手势识别研究顾伟宏。等2硬件结构系统由安装在5个手指和手背上的6个MxR9500传感器最小系统电路、MA)【338模拟信号选择开关