面向智能轮椅的三维指尖检测应用研究

发布时间：2020-03-29 03:52

【摘要】：随着人口老龄化和残疾人士数量增加,人们对代步工具的需求日益增加,智能轮椅逐渐成为社会和科研机构关注的焦点。智能轮椅作为一种针对老年人、残疾人的辅助医疗设备,具有摇杆控制,肢体控制,导航,避障,康复等功能。摇杆控制作为传统的轮椅交互方式,拥有良好的控制性能,但对于肢体运动不便或肌无力患者来说,摇杆控制方式受到了很大的制约。为使用户更加方便、自然的控制轮椅,本文提出一种利用三维指尖信息的交互方法,实现无接触轮椅控制。本文在指尖识别的基础上,将三维指尖信息用于智能轮椅人机交互系统,实现无接触智能轮椅控制。首先,利用手部可能出现的空间范围先验信息结合肤色特征在点云数据中检测手部区域,其中颜色区域增长后利用点云簇的RGB分量均值实现快速手部检测。然后,利用三维凸包算法提取手部轮廓,生成指尖候选点,在此基础上利用改进的三维K曲率算法完成指尖点实时提取。之后,指尖点信息被用于智能轮椅交互控制,实现模式设置、运动控制等主要功能。本文设计两组实验:一、对比传统方法,并验证指尖提取的精度和鲁棒性;二、验证指尖控制效果。前者在不同背景、光照等条件下,测试对不同手形的检测效果,常用手形1的识别率能够达到94%,优于传统方法。后者捕捉控制过程中完整的指尖点运动轨迹,通过指尖点运动轨迹判定手势动作,利用手势动作发送控制指令,实现轮椅实时控制。
【学位授予单位】：南京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TH789;TP391.41

【参考文献】

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本文编号：2605398