面向航天測(cè)發(fā)任務(wù)的虛擬手交互技術(shù)研究.pdf

1、航天測(cè)發(fā)任務(wù)是一項(xiàng)高風(fēng)險(xiǎn)，高投資的復(fù)雜系統(tǒng)工程，在測(cè)試過(guò)程中對(duì)試驗(yàn)場(chǎng)操作人員的現(xiàn)場(chǎng)操作能力要求較高。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為信息傳遞與交流的手段，為測(cè)發(fā)任務(wù)提供虛擬環(huán)境，操作人員可以通過(guò)驅(qū)動(dòng)虛擬手在虛擬環(huán)境中完成檢測(cè)任務(wù)，以此提高操作效率。論文以航天測(cè)發(fā)任務(wù)為研究背景，主要研究基于MEMS慣性傳感器的手部跟蹤技術(shù)，實(shí)現(xiàn)手勢(shì)識(shí)別以及語(yǔ)義交互的設(shè)計(jì)。
　　為實(shí)現(xiàn)虛擬手的運(yùn)動(dòng)跟蹤，開(kāi)發(fā)了一套基于慣性傳感器的手部運(yùn)動(dòng)跟蹤系統(tǒng)。通過(guò)分析人手的骨骼結(jié)

2、構(gòu)和運(yùn)動(dòng)特性，構(gòu)建了三維手部骨骼模型。對(duì)手部初始姿態(tài)進(jìn)行標(biāo)定，將傳感器坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到手部骨骼坐標(biāo)系，并提出了一種手部骨骼比例的推算方法，使虛擬手更加真實(shí)。通過(guò)基于運(yùn)動(dòng)學(xué)的虛擬手位置解算，實(shí)現(xiàn)了手部運(yùn)動(dòng)的實(shí)時(shí)跟蹤。
　　對(duì)設(shè)計(jì)的典型手勢(shì)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，提取行為特征來(lái)表示手勢(shì)，通過(guò)主成分分析法對(duì)手勢(shì)特征數(shù)據(jù)進(jìn)行降維，應(yīng)用網(wǎng)格搜索和5折交叉驗(yàn)證的SVM分類算法。針對(duì)分類算法，分別使用多項(xiàng)式核函數(shù)，徑向基核函數(shù)以及組合核函數(shù)對(duì)比識(shí)別率，選取最