手指书写汉字识别系统中的指尖检测方法

为满足手指交互系统的需要,提出了一种快速、鲁棒的指尖检测方法,该方法首先分割前景,获得手的轮廓,然后采用网格抽样方法定位指尖的粗略位置,再通过环形特征匹配方法确定指尖的准确位置.实验结果表明,该方法检测指尖的准确率可以达到98.5%.将文中提出的指尖检测方法运用到新的手指书写汉字输入系统中,可以识别用户直接用手指书写的字符.     

一种新的基于轮廓特征的指尖及手指指向检测方法

传统基于K-Curvature以及凸包理论的指尖识别算法往往存在严重漏检问题.针对此问题,提出一种新的基于手指轮廓特征的指尖及手指指向检测方法,关键步骤包括轮廓平滑、直线区域检测、手指指向及指尖定位三部分,可实现精确快速的指尖识别过程.通过对不同姿态手势进行实验验证,所提算法能在准确定位指尖位置的同时,得到手指指向信息.满足人机交互系统对指尖点及手指指向获取的实时性要求,并对不同手指指向具有较强的自适应性.     

利用Kinect手部跟踪构造手势空间点集进行指尖定位的研究与实现

利用Kinect实现非接触式人机交互是当前研究的热点,手势识别是Kinect应用程序的核心,但是Microsoft Kinect for Windows SDK提供的手部深度图像跟踪算法中没有手指的描述子集,因此不能进行有效的指尖定位.基于此,本文提出利用Kinect手部跟踪点获取真实坐标,进而构造空间点集来提取手势信息,其中空间跟踪点集是指满足目标特征且与局部跟踪信息相关的空间坐标集合.在此基础上,利用K-曲率算法实现手势的指尖定位,并通过9个经典手势对该方法进行验证.实验结果表明,通过本文提出的实现方法所获取的指尖位置准确率可达到91%,指尖定位速度可以达到30FPS,完全可以满足体感游戏、页面自动换页等功能的需要.     

基于Kinect的隔空人手键盘输入

近年来,随着三网融合概念的兴起,家庭多媒体设备功能的日趋完善,其控制与使用也变得越来越复杂,如何使家庭多媒体设备控制实现简单化、统一化、易用化成为相关行业亟待解决的问题.通过人们手指细微的运动,更使用户能够直接快速地完成空间键盘输入的功能,从而极大地提高用户的操作体验.Kinect作为一种新型的体感设备,可以获得精确的RGB图像信息和深度图像信息,是准确快速地获得用户的指尖定位成为可能.本系统通过深度图和RGB图相结合的方法,进行手型分割.通过指尖检测所得二维指尖坐标,反向求出指尖点的三维空间坐标.对于由指尖点、凹缺陷点和掌心点所组成的手部三维空间模型,判定计算键盘输入行为.此系统基本实现了隔空键盘输入的功能,但在边缘区域的识别率相对较低.     

人类手指运动轨迹的计算机仿真

设计并实现了一种基于LabVIEW的求解手指指尖和手指各关节的运动轨迹的方法,该方法简便、经济、实用.利用摄像头把人类手指运动的图像采集到计算机上,应用图像处理的方法检测到指端或各关节的位置,并且记录检测到的位置坐标,应用LabVIEW软件中的曲线拟合技术获得手指及各关节的运动轨迹,并得出人类食指指端运动轨迹的曲线拟合较适用于三阶次的多项式拟合,拇指端运动轨迹的曲线拟合较适用于四阶次的多项式拟合的结论,从而为进一步研究机械手的轨迹规划和控制问题提供了理论依据.     

多段连续结构的外骨骼手指功能康复机器人

针对现在手部功能康复机器人存在的不足,如刚性结构带来的机构复杂、质量大,运动过程中难以保证刚性连杆的转动中心与关节中心时刻对准而带来的安全问题,以及软体气动-液压结构存在的气压源-液压源体积质量大导致的便携性差等问题,提出了一种新型的由单层弹簧片驱动的多段连续结构的外骨骼手指功能康复机器人,以协助患者进行双向的屈曲、伸展运动。该结构具有良好的柔顺性,使得人手与外骨骼机器人之间的相互作用更加安全,设计的机构可以将线性运动转化为手指关节的旋转运动,通过单个电机输入即可协助患者在足够大的运动范围内进行康复训练。对该外骨骼机器人的特性测量实验表明,该外骨骼可以协助患者在一定角度范围内进行手指的屈曲和伸展运动,并能够在指尖产生足够的指尖力。提出的设计对其他的康复机器人有一定的参考作用,具备工程使用价值。     

机器人多指手协调操作中的约束运动及规划

以点接触滚动约束为模型对手指尖与物体之间的运动关系进行研究，目的是在被操作物体、手指轮廓及物体运动已知的前提下，为确定手指及手指上接触点的运动和位置提供一种有效的求解方法，对约束运动规划作了讨论，提出了一个用于运动规划的性能指标，即任务空间的力椭球。     

基于径向对称变换的实时指尖检测算法

对于很多基于视觉的徒手人机交互系统,指尖的检测是其中的关键环节.为此提出了一种新颖简单但高效的方法来实现不同背景下的指尖检测,该算法不需要进行任何前景分割来辅助定位.针对指尖自身的形状所具有的径向对称性质,采用改进的径向对称变换算法先检测出指尖的候选点,然后通过肤色判别操作来帮助实现指尖的准确定位.实验结果表明,本文算法在不同的实际背景下都具有很好的检测效果,对光照的鲁棒性也较高,并且能够达到实时.     

贵州少数民族舞蹈数字化保护与传承

本文通过采用光学式运动捕捉技术获取少数民族舞蹈的运动数据并进行动作编辑,利用3DSMAX对舞蹈者、服饰等复杂模型建模,并利用运动捕捉系统得到的运动数据驱动模型,生成数字化运动模型,研究了OPENGL的运行机制,结合3D SMAX与OPENGL各自的优点,实现对舞蹈动作的人机交互控制。     

机器人多指手协调操作中的约束运动及规划

以点接触滚动约束为模型对手指尖与物体之间的运动关系进行研究，目的是在被操作物体、手指轮廓及物体运动已知的前提下，为确定手指及手指上接触点的运动和位置提供一种有效的求解方法，对约束运动规划作了讨论，提出了一个用于运动规划的性能指标，即任务空间的力椭球。     

基于MATLAB的双足仿生电动移动平台设计

通过MATLAB设计了一种新型代步工具平台——双足仿生电动移动平台.利用MATLAB平台下的虚拟现实工具箱,视频采集工具箱以及GUI,Simulink仿真等软件,建立并驱动人体下肢三维模型,完成人体下肢运动控制仿真;在GUI人机交互界面,通过摄像头对人体下肢运动情况进行运动捕捉,提取髋骨关节、膝关节及踝关节在运动过程中...     

三星新专利:摄像头变身为指纹识别器

<正>据报道,根据美国专利商标局公布的最新专利申请文件,三星已经想出了一种在移动设备上非接触式识别指纹的方法。专利文件显示,借助这一技术,用户可以将指尖放在移动设备的摄像头前,设备将从内存中存储的有效指纹图像中搜索可匹配的图像。该技术能够自动操作摄像头对焦,直到找到扫描指纹图像的合适方位。和当前使用的完全接触式指纹识别方法相比,非接触式指纹识别技术准确率更高,易于识     

复演对指运动的康复机械手机构学探讨

以连续被动运动(continuous passivemotion,CPM)康复理论为基础,设计一种可以完成对指运动的手指康复训练机械手.在分析人体手指结构及运动特点的基础上,通过动态运动捕捉系统采集手指末端运动轨迹参数,并结合图谱法进行手指康复训练机器人机构的尺度综合.最后,通过Simulink仿真实验验证了其可行性.     

面向类人角色动画的骨骼运动数据生成算法

为降低获取与给定类人角色模型相匹配的骨骼运动数据的成本，提高运动数据的可重用性，文章提出一种仅使用较少种类的动作捕捉数据获取多种类角色模型的骨骼运动数据生成算法。该算法首先利用动作捕捉数据训练运动数据自编码器，然后在该自编码器生成的隐变量空间中通过迭代约束求解的方式获得多种不同类人角色模型的骨骼运动数据。在Adobe Mixamo数据库上的实验表明，该文提出的算法具有较好的表现性能，能够有效生成多种类的骨骼运动数据，可以作为一种扩展骨骼运动数据库的方法，能够为影视、动画和游戏等领域降低动画制作的成本。     

欠驱动式外骨骼手指康复机器人的设计和仿真

本文提出一种新的基于脑电信号控制的外骨骼手指康复机器人系统,该系统主要由外骨骼手指康复机器人、脑电信号系统(EEG)、肌电信号系统(EMG)、人机交互系统、电机控制单元、相关传感器和工作站组成.患者通过外界的视觉刺激产生脑电信号,工作站经过对这些信号采集和处理后传递给电机控制单元控制,并驱动电机实现穿戴在患者手上的外骨骼手指机器人运动,辅助其完成康复训练.该机器人主要采用欠驱动的方式,由安装在手背处的电机带动同步齿形带传动机构实现机器的三个关节的弯曲和伸展运动.文章主要利用UG软件对手指机器人进行设计和ADAMS软件进行运动仿真.根据机器人运动轨迹和机器人末端的运动参数曲线可以看出该手指机器人具有运动平稳,不存在运动死点等特点,且机器人能满足人体手指的运动要求,符合人体工学的设计特点,仿真实验证明能够辅助患者进行重复性康复训练.     

手掌即手机 科学家研制出“手掌”触屏手机

你能想象有一天只要用手指在手掌上比划两下．就可以操控手机或者遥控器吗？科学家研制出了一款“手掌”触屏手机，这种手机的用户可以不用接触真实的手机．只要对着摄像头用手指在手掌上点按与手机按键相对应的部位就可完成所期望的操作。     

HMD-VR环境下基于平面辅助物的人机交互系统

针对在沉浸式虚拟现实环境中进行自然高效的交互问题,提出了一种新的头戴式虚拟现实（HMD-VR）空间中的人机交互方法. 使用平面辅助物将智能平板的交互范式引入到头戴式虚拟现实环境中,通过单深度相机对平面辅助物与手部的有效跟踪构建了一个高效的交互系统;针对虚拟空间与真实空间交互平面的尺寸差异所带来的交互错误,提出了一种触觉重定向方法,使得交互操作可以在相邻目标间连续切换,并能有效防止切换时的虚拟手抖动;实验结果表明该交互方法不仅易于使用,而且提高了交互效率和交互准确性.      

基于相对位置的2阶段低级动作分割方法

为了解决由于运动捕捉数据的高维性导致传统低级算法不能很好分割动作的问题,提出了一种基于相对位置的2阶段低级分割方法.该方法使用末端关节相对于根关节(臀)的三维位置信息作为特征,首先采用巴特沃斯滤波器对选取的特征进行降噪,之后结合过零点检测和阈值方法找出各维分割点,并将属于同一个末端关节的三维数据上的分割点进行综合,从而获取各个末端关节的分割点,最后从各个末端关节的分割点融合出全身分割点.从卡耐基梅隆大学运动捕捉数据库中选取不同种类动作共12 941帧用以评价所提出的方法.结果表明,该方法能够有效地对动作捕捉数据进行分割,同基于速率的2种方法相比,所提出方法可以获得更高的查全率与准确率.     

人机象棋对弈中棋子的快速捕捉与定位研究

针对人机象棋对弈中变动棋子的快速捕捉问题,提出了一种在动态环境下快速捕捉变动棋子的方法.首先,采用背景差分法判断出棋盘上存在运动目标,使用肤色检测和人手跟踪获取人手运动轨迹,根据运动轨迹变化判断出人手已经落子.然后,获取最新的帧图像与背景图像的差分图像,帧图像再经过肤色检测处理得到对应的运动目标图像,运动目标图像与差分图像进行差分获取最终差分图像.最后,扫描最终差分图像获得两小块白色区域坐标,在提取的帧图像中相同坐标处定位识别棋子,在人手尚未离开棋盘时完成捕捉过程.采用该方法与全棋盘扫描法进行对比实验,实验结果表明:该方法可以在各种人手操控棋子的情况下可靠地捕捉到变动棋子;相比于普通的全棋盘扫描法,棋子捕捉的效率提高了36.27%.     

虚拟环境中面向操作工艺规划的装配建模

交互虚拟装配技术已经广泛应用于产品设计和制造过程,然而由于虚拟装配操作和实际操作在时间和空间上不一致,目前的交互虚拟装配技术仍然难以直接支持装配工位上的操作工艺规划。为此提出了一种基于交互装配操作仿真的操作工艺规划方案,该方案建立包含全部装配要素的装配操作模型,基于该模型,通过交互装配操作仿真获取初始操作序列,再基于标准操作动作要素数据库将该操作序列变换成真实操作动作序列。重点研究支持操作动作序列获取的装配活动模型,以及操作仿真过程的模型求解问题。最后以一个发动机装配实例验证了上述方案和装配操作模型。