网络化手势运动跟踪系统设计*

陈鹏展， 李　杰, 罗　漫

(华东交通大学 电气与电子工程学院，江西 南昌 330013)



网络化手势运动跟踪系统设计*

陈鹏展， 李杰, 罗漫

(华东交通大学 电气与电子工程学院，江西 南昌 330013)

摘要:设计了一种基于微机电惯性传感器的数据手套。根据惯性导航和刚体动力学原理，构建了基于微型传感器的体感网络，并通过多传感器数据的融合解算以获取运动姿态信息，实现对手指各关节运动数据的捕获。结合计算机图形技术构建三维虚拟手捕获系统进行性能对比评估，实验结果表明：所设计的系统具有良好的稳定性和适应性，能够对手运动信息进行实时有效地捕获。

关键词：运动捕获； 惯性导航； 刚体动力学； 惯性传感器

0引言

手势作为日常生活中人们广泛使用的一种自然而直观、易于学习和高效的交流方式，有很强的表意能力，伴随虚拟现实技术的发展，虚拟手成为了一种新的人机接口应用，利用高效的数据手套可以有效地捕获手势动作参数，实时获取手部动作的信息，可在人机交互过程中完成操作和交流等功能，有效地拓宽了人机交互通道，在体育、医学、军事等方面有着广阔的应用前景[1]。

手势动作测量系统在工程和科学技术领域常用的检测系统主要有光学式[2,3]和机械式[4]两大类。光学式对背景、光线等外部环境依赖性强；机械式设计结构复杂，成本昂贵,且使用存在不便。

MEMS惯性传感器可实现对运动信息的检测，为手势动作信息的捕获带来了新的基础工具和应用环境[5～7]，具有结构设计简单，价格低廉，安装和使用便捷等优点，且不受光线影响。……