面向智能家居的红外3D手势识别技术研究

发布时间：2017-06-09 12:19

  本文关键词：面向智能家居的红外3D手势识别技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着计算机和互联网的迅速普及,人们的生活质量有了巨大的提高,居住条件也得到极大改善,人机交互愈发成为日常生活的重要组成部分。手势识别技术以自然直观的人手作为输入方式,提供给用户和谐、自然的交互方式,是人机交互领域的研究热点。传统的手势识别主要是基于可穿戴传感器或计算机视觉的手势识别,前者需要用户佩戴专业的机械设备,人机交互体验“自然性”不佳,适用范围窄；后者改善了用户体验性,但受使用环境或设备位置角度的限制,携带不便,识别算法复杂。本文结合智能家居的应用场景,提出了一种基于红外的3D手势识别方法和技术,旨在提高对几种常用手势的识别正确率。通过研究红外手势识别原理,建立多光源红外场阵列模型,研究手势识别系统,包括系统硬件设计和算法设计两部分。其中硬件设计部分包括硬件选型和电路设计,且为了拓展应用加入红外学习功能,算法设计部分主要是提出了一种基于区间分布概率特征的手势识别算法。利用红外传感技术获取不同手势的红外反射数据,对数据进行预处理,然后根据不同手势的运动特征,提取区间分布概率特征,并通过建立不同手势的区间分布概率特征模版分类识别,输出显示。其中平面手势采用最大最小分布概率区间识别,Z轴手势采用KNN分类识别。最后,论文研究的基于红外的3D手势识别技术成功应用到2种典型的智能家居设备输出控制上,通过实验验证,实现了对自定义的6种常用操作手势的识别,每种手势识别50次,共300次,平均识别正确率达97%,实验结果表明,面向智能家居基于红外的3D手势识别系统具有操控简单安全、识别率高、识别成本低和兼容性好等优点,特别适合或补充现有智能家居人机交互界面,可以推广应用到多种场合,具有广泛的应用前景。
【关键词】：智能家居 手势识别 红外传感 区间分布概率
【学位授予单位】：广东工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP391.41
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 绪论11-23
• 1.1 研究背景及意义11-12
• 1.2 国内外发展状况12-21
• 1.2.1 智能家居概述12-13
• 1.2.2 手势识别技术发展13-19
• 1.2.3 手势识别方法介绍19-21
• 1.3 本文研究内容与论文结构安排21-23
• 1.3.1 主要研究内容21-22
• 1.3.2 章节安排22-23
• 第二章 基于红外的3D手势识别系统设计23-29
• 2.1 红外传感手势识别原理23-25
• 2.2 红外场阵列模型构建25-27
• 2.3 手势集定义27-28
• 2.4 手势识别系统总体结构28
• 2.5 本章小结28-29
• 第三章 基于红外的3D手势识别系统硬件设计29-37
• 3.1 手势识别系统硬件总体结构29-30
• 3.2 红外传感模块30-31
• 3.3 信号处理模块31-32
• 3.4 信号调理与采集模块32-33
• 3.5 红外学习模块33-34
• 3.6 其他电路设计34-35
• 3.7 本章小结35-37
• 第四章 基于红外的3D手势识别算法设计37-51
• 4.1 手势识别总体流程37-38
• 4.2 信号采集38-39
• 4.3 信号预处理39-43
• 4.3.1 运动检测39-40
• 4.3.2 滤波归一40-42
• 4.3.3 插值规整42-43
• 4.4 信号特征提取43-48
• 4.5 手势建模及手势识别48-49
• 4.6 本章小结49-51
• 第五章 手势识别系统在智能家居上的实验测试51-59
• 5.1 实验平台51-55
• 5.1.1 硬件平台51-53
• 5.1.2 软件平台53-55
• 5.2 实验过程55-58
• 5.2.1 手势遥控风扇55-56
• 5.2.2 手势遥控台灯56-58
• 5.3 实验结果58-59
• 总结与展望59-61
• 参考文献61-65
• 攻读硕士学位期间发表的论文65-67
• 致谢67

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1 ;新型手势识别技术可隔着口袋操作手机[J];电脑编程技巧与维护;2014年07期

2 任海兵,祝远新,徐光，

本文编号：435459