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近些年,物联网技术快速发展,人机交互应用越来越普遍,而手势作为人机交互的重要一环,在人们生活中扮演了重要角色。目前,基于MEMS惯性传感器的手势识别方法,都需要分析每个手势的加速度和角速度的特征值或者相应的规律,然后根据这些特征值或者规律来识别手势,此方法需要分析每个手势的运动细节,操作者需要根据设计者事先定好的手势进行操作,这样会对用户手势操作造成不便。针对上述情况,本文提出了一种基于运动轨迹的手势识别方法,通过追踪手势的运动轨迹来识别手势,可以避免对每个手势进行运动学分析,只需分析手势运动轨迹特征,方便用户手势操作,同时也增加了手势识别的多样性。 在研究了大量的相关资料的基础上,本文从基本原理出发,介绍了运动轨迹追踪的基本原理和手势识别方法,分析了MEMS惯性传感器误差来源,并建立了加速度和角速度的系统误差模型和随机误差模型。在运动轨迹追踪理论基础上,设计了数据自动截断算法以减少冗余数据,设计了四元数误差处理算法来提高转移矩阵的精度,此外由于重力加速度对运动轨迹计算的影响,设计了重力加速度补偿算法以消除其影响,之后针对积分计算的速度和位移存在误差问题,提出了速度位移重建算法。在手势识别理论基础上,结合实际手势运动轨迹,设计了运动轨迹的特征值和手势分类器以及特征值的提取算法。最后,使用Matlab对运动轨迹的手势识别算法进行仿真,并给出了实验结果,该实验结果表明本系统的手势识别率高于90%,达到预期效果。