基于多点触摸的交互手势分析与设计

非接触式电子设计—手势感应、手势识别芯片IC

非接触式的好处：健康、安全和便利 如果接触式按键和触摸屏工作正常，为什么要替换它们呢？其实，红外线系统不会取代现有的系统，而是增强用户使用体验。增强的集成度和小型化正在改变客户使用电子产品的方式。现如今人们随身携带着智能手机、个人媒体播放器、电子书和平板电脑，“计算机”不再仅仅使用于用户家中或办公桌面。 咖啡馆、餐厅、健身房、巴士站、飞机候车厅，甚至卫生间正在成为新一代嵌入式电子产品的使用环境。在这些不同的操作环境中，用户的手有时会被占用、变脏、出汗或沾有食物 - 所有这些条件不利于触摸屏操作。如果客户是在健身房阅读电子图书，希望在跑步机上一边跑步一边翻页，这将更容易通过非接触式手势识别来翻页，而不是物理接触触摸屏或按下一个小按钮。 阿达电子公司 ADD01S、ADD01T手势识别芯片设有HMI人机对话接口，芯片内部集成最基本的手势识别和照明调光的控制功能，用户无需增加额外的单片机以及复杂的软件工作，是一款完整功能的手势识别解决方案，适用于所有类型的照明应用中，也可广泛应用于开关、探测物体、调光等多种非接触式的手势感应产品中。除此之外，该手势识别解决方案也为用户预留有一定的空间，可根据实际的需求进行一些个性化的设计和优化。 无需看到即可控制设备有很多好处。例如，一个非接触式界面，可以让汽车司机使用非接触式挥手实现安全的启动/结束通话或调整音量，而不需要找到复杂仪表上的调整按钮。并非所有的设备需要带触摸屏的复杂图形显示，非接触式用户界面能够提供新颖和差异化的操作方式。 多-LED感应系统可以基于用户是否接近系统而改变系统操作。机顶盒或HVAC控制面板显示器可以保持关闭，直到系统检测到一定距离内的用户才打开，这能有效降低功耗。电视也可以基于手势输入打开或关闭、公共场所的小型视频广告牌可以基于用户的靠近或远离而改变显示内容，可以使用手势输入与潜在客户交流，这是一种比采用触摸屏更卫生的方法。这种“环境感知”电子产品能够使终端产品更加智能， 同时也更加省电。 融合多-LED接近感应器和主机MCU（例如阿达电子公司的电容式触摸感应微控制器）的设计，打开了灵活使用电容式触摸和红外线非接触式技术实现用户界面的大门。主机触摸感应MCU提供必要的计算能力去解释红外线感应器的输出，帮助调整非接触式手势的时序和灵敏度。MCU还可以用于感应器的实时配置，

交互设计_教学大纲

教学大纲 （2013-2014学年第一学期） 课程名称： 交互设计 课程代码： GC2012 计划学时： 34 学分： 2 程性质：专业、选修 面向专业：数字媒体技术（移动互联网游戏 开发) 课程负责人： 一、课程的性质、地位和作用 本课程是理论实践课程,所教课程围绕“以人为本”的设计原则，重点讲述人机交互的基本概念和重要意义以及发展历程、软件系统的人 机交互设计原则和方法、网络系统的人机交互设计原则和方法、人机交 互技术与设备、人机交互开发工具与环境，简要介绍人机交互的认知心 理学、计算机硬件的人机交互设计、人机交互技术的发展趋势,并培养 学生利用网络交互设计制作做实际作品的能力。 二、教学目的和要求 1．掌握交互设计及其软件的基本概念、基本结构、工作原理及设计方法，最终了解和掌握其工作原理，具有初步的设计能力。 2．学会使用设计类工具分析、设计，通过全面培养学生的分析、设计、开发、使用能力，提高学生分析问题、解决问题的自主创新能力。 3．通过“课程实验——实验课程——设计训练”循序渐进的训练，锻造学生的数据系统分析、设计、实现能力。 三、课程的主要内容，课程内容的深度、广度、重点、难

点 第一部分：理解目标导向设计 第一章交互设计概论 1.1什么是交互设计 1.2 提出交互设计的背景 1.3交互设计和周边学科 第二章基于UCD的用户需求研究 2.1 UCD的基础设计理论 2.2心理模型和实现模型 2.3用户研究：理解用户需求及搭建用例图第三章提供高效能和愉悦 3.1设计体贴的软件、设计智能软件 3.2改进数据检索，改进数据的输入 3.3为不同的用户需要进行特定设计 第四章设计模式应用及细节应用 4.1外观设计 4.2隐喻—图标的外观设计内涵 4.3习惯用法和启示。 第五章交互细节：鼠标及其操作 5.1直接操作和定点设备 5.2鼠标的选择和拖放 5.3操作控件 5.4对象及链接 5.5思考如何精确定位鼠标 第六章控件及其行为 6.1窗口行为 6.2使用控件 6.3菜单及使用菜单

手势识别技术综述

手势识别技术综述 作者单位：河北工业大学计算机科学与软件学院 内容摘要： 手势识别是属于计算机科学与语言学的一个将人类手势通过数学算法针对人们所要表达的意思进行分析、判断并整合的交互技术。一般来说，手势识别技术并非针对单纯的手势，还可以对其他肢体动作进行识别，比如头部、胳臂等。

但是这其中手势占大多数。本文通过对手势识别的发展过程、使用工具、目的与市场等进行综述，梳理出手势识别发展的思路，让读者对手势识别有一个总体上的认识，同时也可以让读者在此基础上进行合理想象，对手势识别的未来有一个大体印象。 Abstract: Gesture recognition is an interactive technology using mathematical arithmetic to the analysis,judge and assembly meaning that people want to convey which belongs to computer science and Linguistics.In general, gesture recognition technology is not for simple gestures expressed by hands ,it can also aim to other body movement recognition, such as the head, arm and so on. But the gesture accounted for most of the analysis. In this paper, by describing the development process, tools used , objective and market of gesture recognition , we can sort out the ideas of the development of gesture recognition, and let readers have an overall understanding of gesture recognition. At the same time, it can let the reader imagine that on hand gesture recognition based on reason ,and have a general impression of its future. 1.定义 说到手势识别，首先要对手势识别中的手势有一个清晰的认知。手势在不同的学科中有不同含义，而在交互设计方面，手势与依赖鼠标、键盘等进行操控的区别是显而易见的，那就是手势是人们更乐意接受的、舒适而受交互设备限制小的方式，而且手势可供挖掘的信息远比依赖键盘鼠标的交互模式多。在学术界，人们试图对手势定义一个抽象、明确而简洁的概念以为手势及其应用的研究提供依据。1990年Eric Hulteen和Gord Kurtenbach曾发表的题为“Gestures in Human-Computer Communication”中定义：“手势为身体运动的一部分，它包括一部分信息，而且是一种能被观察到的有意义的运动。挥手道别是一种手势，而敲击键盘不是一种手势，因为手指的运动没有被观察，也不重要，它只表示键盘

基于STM32的手势识别控制器的设计

0 引言 操作控制器作为一种人机交互设备有着广泛的应用，比如在日常生活中，各种家电玩具的遥控器、触摸屏等，在工业生产领域各种仪器仪表设备的操作、设置和校验等。传统的操作控制器主要是通过人机接触的方式进行操作，比如按键，触摸屏等，这种操作方式容易产生静电，对于敏感的精密仪器设备影响较大，产生干扰[1]。有些设备会安置在高温高压或者有辐射的环境中，人机接触会给人体带来伤害，安全性低。市面上有些仪器仪表配有手持操作设备可以通过无线通信的方式进行操作，这种方式成本高，手持操作设备携带不方便。本文基于ARM 处理器芯片和光学数组式传感器设计了一种非接触的手势识别操作器，可将手势动作转化为控制信号，对于目标设备进行操作，安全便捷，可靠性高，具有广泛的应用场景[2]。 1 系统总体设计 本文设计的手势识别操作控制器系统总体分为三大模块,如图1所示，分别是手势检测模块，系统控制模块，和信号传输模块。 手势检测模块的主要任务是实时感应监测范围内的手 势活动，将感应到的手势活动信息转化为电信号并传输给控制系统模块。控制系统模块的功能是根据接收到的手势检测模块的电信号，经过处理识别具体的手势动作并转化为数字信号生成控制信息，通过信号传输模块对于目标设备进行操作[3]。 2 系统硬件设计 2.1 手势检测模块 手势识别传感器模块采用了采用原相科技（Pixart）公司的PAJ7620U2芯片，芯片结构如图2所示，该芯片内部集成了光学数组式传感器，以使复杂的手势和光标模式输出，可以检测出九种手势动作，支持上、下、左、右、前、后、顺时针旋转、逆时针旋转和挥动的手势动作识别，以及支持物体接近检测等功能。芯片结构功能如图所示，该芯片具体积小、灵敏度高、支持中断输出、兼容3.3V/5V 系统、使用方便等特点。 手势检测模块电路设计如图3所示，通过两个3.3V 超低压差稳压芯片，给PAJ7620芯片供电，外部分供电电源使用5V。IIC 通信时钟线IIC_SCL、IIC 通信数据线IIC_SDA 和中断输出引脚配有4.7引上拉电阻用于稳定信号输出。PAJ7620内部自带LED 驱动器，传感器感应阵列、目标信息提取阵列和手势识别阵列。PAJ7620工作时通过内部LED 驱动 器，驱动红外LED 向外发射红外线信号，当传感器阵列在有效的距离中探测到物体时，目标信息提取阵列会对探测目标进行特征原始数据的 获取，获取的数据会存在寄存器中，同时手势识 are operated by recognizing gesture movements. The application shows that the design is easy to operate, small size, high security, and can be widely used in scenarios.Key words : gesture recognition; sensor; STM32; operator 图1 系统结构图

交互设计笔试题总结

1平面设计工作的流程 1)进行设计需求分析； 2)提供设计构思； 3)收集整理资料； 4)选择相关软件进行制作； 5)根据领导或客户的意见进行修改； 6)成稿。 2用户体验（UE）是一种纯主观的，在用户使用产品过程中建立起来的感受。但是对于一个界定明确的用户群来讲，其用户体验的共性是能够竟有良好的设计实验来认识到。好的用户体验，是一种“自然”的体验。 一、问答题。 3对用户体验及相关行业阅读过的书籍。 4列出至少5个国内外对应网站 Google VS 百度 Face book VS 人人 Twitter(140字符) VS 微博eBay VS 淘宝 Amazon VS 京东YouTube VS 优酷土豆 groupon VS 拉手网 5 jpg和gif格式的不同点，各自应用在哪些场合。 1).jpg格式是由一个软件开发联合组织制定的有损压缩格式，用最少的空间得 到较好的图像品质。对色彩的信息保留较好，适合应用于互联网和需要连续色调的图像如照片。 2).gif格式是一种基于LZW算法的连续色调无损压缩格式，它的另一个特点是 可以存多幅彩色图像，可以构成最简单的动画。GIF文件支持透明特性，有大量的软件使用GIF图像文件，它还适用于icon图。 3).png格式是基于公共专利压缩算法的无损压缩格式，支持8位和24位图像。 PNG文件也支持透明特性，8位的PNG图片与GIF图片基本相同，24位的PNG

可以支持Alpha透明效果，适合用于需要与背景完美融合场合。 6怎样理解“设计”二字 7好的设计有什么标准 8中国web设计与外国的同行比较有哪些优势和不足。 9说说优秀的设计师需要哪些素质和能力。 10一句话解释交互设计 11比较一般的网页翻页设计和移动平台产品的翻页设计。 12网站首页常常会放大量的分类信息和导航栏，怎样改进并提升用户体验 13为什么现在的网站注册名都要用邮箱地址 二、分析题。 14列出至少5个生活中用户体验不方便的案例，如电梯的上与下。选择上述5个案例之一进行分析并解决之。 15说一下你觉得用户体验最好的互联网产品有哪些，为什么 16近三个月着重观察的互联网产品列表。 17小A是一个交互设计师，某日接到一个任务，设计一个表单，一共只有三个输入框，而且都是必填项。小A就开始犯愁了：如果有一项是必填的，我可以给它加上”*”，那剩下的两项就不是必填的。但现在三项都是必填的，我怎么

基于手势识别的智能电视交互专利技术综述

基于手势识别的智能电视交互专利技术综述 智能电视具有操作系统，支持第三方应用资源实现功能扩展，支持多网络接入功能，具备人机交互、与其他智能设备进行交互等。随着计算机视觉的发展和人机交互的需要，手势识别研究取得了蓬勃的发展，通过手势识别对智能电视进行控制和操作，能够更轻松、高效地使用电视设备。文章利用专利数据库对智能电视手势识别技术进行了数据统计和分析，对该领域的专利申请趋势等情况做了归纳总结。 标签：智能电视；手势识别；发展状况；专利 Abstract：Intelligent TV has the operating system，which supports the third party application resources to realize the function expansion，supports the multi-network access function，has the man-machine interaction，and carries on the interaction with other intelligent devices. With the development of computer vision and the need of human-computer interaction，the research of gesture recognition has made great progress. By controlling and operating intelligent TV through gesture recognition，one can more easily and more efficiently use TV equipment. This paper makes use of patent database to analyze the data of intelligent TV gesture recognition technology，and summarizes the trend of patent application in this field. Keywords：intelligent TV；gesture recognition；development status；patent 引言 电视是家庭娱乐休闲必不可少的家用电器。如今，电视依然是最为普及的信息传播载体，用户在观看普通节目的同时，还可以上网、娱乐等。从用户的角度出发，通过自然简单、人性化的方式完成交互，无疑是用户完成电视操作的最佳方式。而手势具有直观、自然、丰富的特点，是一种符合人们日常习惯的交互手段，是表達信息和特定意图的良好载体，由于手势具有上述特性，因此在对智能电视进行操控中得到了良好的运用，实现了对智能电视自然灵活地操作。 1 基于手势识别的智能电视控制技术发展状态分析 1.1 技术分解 本文通过检索获得的专利申请进行统计分析，对基于手势识别的智能电视控制所涉及的具体技术和应用领域进行分解。 根据手势采集设备可以将手势识别系统大致分为基于数据手套和基于视觉的两种手势识别系统。其中，数据手套通过多个传感器反馈各关节的数据，并通过位置跟踪器返回人手所在的三维坐标，从而获取手势在三维空间中的位置信息和手指的运动信息。通过数据手套可以直接获取人手在三维空间中的位置和运动

回顾：人机交互中的手势的可视化解释

本科毕业设计（论文） 外文参考文献译文及原文 学院机电工程学院 专业数字媒体技术 年级班别2008级（1）班 学号3109000746 学生姓名李林钢 指导教师冯开平 2013年6 月

目录 译文：回顾：人机交互的手势的可视化解释 (1) 1 引言 (1) 2手势建模 (3) 2.1定义手势 (3) 2.2手势分类 (5) 2.3 手势的暂时性模型 (5) 2.4空间建模手势 (6) 3手势分析 (7) 原文： Visual Interpretation of Hand Gestures for Human-Computer Interaction: A Review(见同名文献) .................................................. 错误！未定义书签。 1 INTRODUCTION .......................................................................... 错误！未定义书签。 2 GESTURE MODELING ................................................................ 错误！未定义书签。 2.1 Definition of Gestures .......................................................... 错误！未定义书签。 2.2 Gestural Taxonomy ............................................................... 错误！未定义书签。 2.3 Temporal Modeling of Gestures ........................................... 错误！未定义书签。 2.4 Spatial Modeling of Gestures ............................................... 错误！未定义书签。 3 GESTURE ANAL YSIS ..................................................................................... 错误！未定义书签。

人机交互技术及其应用科普_百度文库

人机交互技术及其应用（科普） 信息技术的高速发展对人类生产、生活带来了广泛而深刻的影响。高科技成果为人们带来便捷、快乐的同时，也促进着人机交互技术的发展。作为信息技术的重要内容，人机交互技术比计算机硬件和软件技术的发展要滞后许多，已成为人类运用信息技术深入探索和认识客观世界的瓶颈。因此，人机交互技术已成为21世纪信息领域亟需解决的重大课题和当前信息产业竞争的一个焦点，世界各国都将人机交互技术作为重点研究的一项关键技术，例如，在美国21世纪信息技术计划中，将软件、人机交互、网络、高性能计算列为基础研究内容，美国国防关键技术计划也把人机交互列为软件技术发展的重要内容之一，在我国的“863”、“973”和自然科学基金等项目中，也将人机自然交互理论与方法作为信息技术中需要解决的关键科学问题。 一、人机交互的概念 人机交互（Human-Computer Interaction，HCI）是关于设计、评价和实现供人们使用的交互式计算机系统，且围绕这些方面主要现象进行研究的科学，狭义的讲，人机交互技术主要是研究人与计算机之间的信息交换，它主要包括人到计算机和计算机到人的信息交换两部分。人们可以借助键盘、鼠标、操纵杆、数据服装、眼动跟踪器、位置跟踪器、数据手套、压力笔等设备，用手、脚、声音、姿势或身体的动作、眼睛甚至脑电波等向计算机传递信息，同时，计算机通过打印机、绘图仪、显示器、头盔式显示器、音箱等输出或显示设备给人提供信息。人机交互与计算机科学、人机工程学、多媒体技术和虚拟现实技术、心理学、认知科学和社会学以及人类学等诸多学科领域有密切的联系，其中，认知心理学与人机工程学是人机交互技术的理论基础，而多媒体技术和虚拟现实技术与人机交互技术相互交叉和渗透。作为是信息技术的一个重要组成部分，人机交互将继续对信息技术的发展产生巨大的影响。 二、人机交互的研究内容 人机交互的研究内容十分广泛，涵盖了建模、设计、评估等理论和方法以及在移动计算、虚拟现实等方面的应用研究与开发，在此列出几个主要的方向：人机交互界面表示模型与设计方法（Model and Methodology） 一个交互界面的好坏，直接影响到软件开发的成败。友好人机交互界面的开发离不开好的交互模型与设计方法。因此，研究人机交互界面的表示模型与设计方法，是人机交互的重要研究内容之一。 可用性分析与评估（Usability and Evaluation） 可用性是人机交互系统的重要内容，它关系到人机交互能否达到用户期待的目标，以及实现这一目标的效率与便捷性。人机交互系统的可用性分析与评估的研究主要涉及到支持可用性的设计原则和可用性的评估方法等。

产品系统设计案例分析

一 首先当然是产品必须要有用户需求，以及用户真正的需求是什么。用户需求最有代表性的一个例子是“赛格威”，这款产品拥有优秀的工程学设计以及漂亮的外观设计，但产品的商业计划是基于一系列不确定性的假设，以及过大地估计了目标市场的规模。 所以，在开始昂贵的产品开发之前，我们最需要做的事情就是确认用户需求并检查你对市场和产品的假设以减少风险。作为产品经理，首先要质疑一个新产品的基本观点，并通过一系列工具将需求工作落到实处，认真评估用户是否有足够的动力去真正使用该产品。 需求往往是隐藏的，自带含混性，我们往往意识不到。如何深刻地理解人们真正想要解决的问题并知道为什么，是这个部分最重要的事情。此部分可参考的书是清华大学出版社出版的《探索需求-设计前的质量》，其核心内容就是探讨如何降低需求的含混性。另外，可以通过一些问题来设问自己。 ?它是普遍性的吗？具体是哪些人有这样的难题，会影响很多人吗？ ?它是亟待解决的吗？人们希望马上解决这一难题，还是可以等等看？ ?它有替代解决办法吗？

?它是有价值的吗？这个难题究竟让人们有多头疼，他们愿意花钱解决它吗？ ?它有利可图吗？我们解决该难题的成本比难题本身的价值多还是少？ 失败案例：2015年我刚接手一款产品时就犯了一个典型错误，当时公司计划推出一款新的硬件产品，我们就想当然地假设我们能获得多少市场份额，对自己的技术也有信心，投入人财物后，产品是做出来了，但一直没有销量。原因有几个方面，一是市场容量有限；二是产品使用低频；三是客户接受度偏向于进口产品，扭转这个认知需要耗费过多的资源；四是客户可以选择其他方式间接代替产品；这些原因叠加起来，公司市场部就没有意愿和动力去推广，产品就变成了鸡肋。 二 初步确定产品在市场中的定位和需求后，接下来我的经验是快速做出一个产品原型。 目前流行的做法是创建一个最小可行产品（Minimum Viable Product，简称MVP），用于早期市场投放，测试产品是否有效地解决某一市场难题。但在实际执行中，我发现这一方法时常被误用。

基于FDC2214的手势识别系统设计与实现

? 159 ? ELECTRONICS WORLD ? 技术交流 系统采用了STM32作为核心控制芯片，使用FDC2214芯片获取电容值，通过滤波后，与样本数据对比，找到最短的k 个样本，判断其类型数量，达到识别手势的目的。 1.总体设计 系统总体设计框架如图1所示，采用了STM32F103ZET6作为核心控制芯片，而核心检测芯片则采用的是TI 公司的FDC2214来处理极板与手之间的容值。得到的数据通过卡尔曼滤波和knn 算法来判断出不同手势之间的区别。 以独立按键来调节菜单和录入手势模板，通过oled 显示屏做出反馈并显示结果。 将手势录入一边，系统会自动处理好数据，再进入判决模式就 可以识别手势。 图1 系统总体设计框架 2.系统硬件设计 2.1 控制部分 本系统的控制核心采用了STM32单片机，它具有72M 主频，64K RAM 和512K ROM ，拥有多达14个定时器，自带PWM ，ADC ，DA,实时时钟等功能。非常满足作为嵌入式系统的控制需求。2.2 检测部分 电容检测部分是整个系统中最为重要的一部分，它决定了系统的识别率高低与否，整个系统的数据采样与检测都是建立在电容检测芯片的准确性上，因此选取TI 公司的FDC2214芯片来做为电容检测芯片，这是一种非接触式电容传感器，还有一个重要特性就是采用了EMI （抗电磁干扰）架构，因此它可以屏蔽高噪声环境干扰，在复杂环境确保传感器数据的准确性（周孟强，刘会衡，基于FDC2214手势识别装置的设计与实现：电子制作，2019）。2.3 极板部分 极板采用的是三层结构，最下面一层使用亚克力板，主要用作 的oled 显示屏，它小巧精致，分辨率高，相比液晶屏幕它更加节能，非常适合作为系统的显示模块。 输入部分由4个独立按键组成。4个独立按键分别作为切换键，确认键，返回键和系统复位键。 2.5 供电部分 电源部分采用了两块锂电池作为电源，使用稳压模块将电压降为5v 并后接入整个系统。 3.系统软件设计 软件系统流程图如图3所示。3.1 数据滤波算法设计数据滤波是去除噪音干扰的有 基于FDC2214的手势识别系统设计与实现 杨凌职业技术学院 陈 阳 图2 极板实物图支撑。中间一层使用铝箔胶带作为极板的金属层。最上面一层采用硬质透明塑料膜，有防止手直接和铝箔接触和保护极板的作用（郭霞，谭亚丽，申淼，基于FDC2214的手势识别系统：传感器与微系统，2018）。这样的设计好处在于可以很方便的自行调整和更换极板上的铝箔来达到不同的检测要求。2.4 人机交互部分 人机交互部分由显示部分和按键输入组成，分别采用oled 显示屏和独立按键组成。 显示部分采用了0.96 英寸 图3 系统软件流程图 效方法，本系统采用卡尔曼滤波算法，这是一种当下使用非常广泛的滤波算法，它有计算量小，易于计算机实现等特点（张辉，卜雯意，施豪，基于FDC2214电容传感器的手势识别装置的设计与实现：巢湖学院学报，2018 ）。将极板上采集的数据进行实时的处理，将数据中 图4 系统整机实物图的噪音清除，把误差降到最小。3.2 数据分类算法 kNN （k 最近邻算法）是一种数据分类方法，在学习模式下，将多次手势进行采样并滤波后，获取其特征向量作为样本数据，之后进入判定模式，系统会实时采样当数据稳定后，得到其特征向量，计算其特征向量与样 本数据之间的欧氏距离，找到相 距最短的k 个样本，判断其类型，即可识别手势（张硕，基于KNN 算法的空间手势识别研究与应用：吉林大学，2017）。 表1 石头，剪刀，布手势测试结果 手势实测结果石头石头正确石头石头正确石头石头正确石头石头正确石头石头正确剪刀剪刀正确剪刀剪刀正确剪刀剪刀正确剪刀剪刀正确剪刀剪刀正确布布正确布布正确布布正确布布正确布布 正确 正确率：100%

关于计算机视觉的手势识别综述

关于计算机视觉的手势识别综述 蒋指挥 （江苏科技大学江苏镇江 213022） 摘要：计算机技术的高速发展也产生了许多新领域，在此对以计算机视觉为基础的手势检测识别技术展开综述。主要阐述该技术的发展历程、实现方法、研究现状以及其存在的不足之处和发展方向。结果表明简单的可穿戴设备的手势识别和深度视觉传感器的手势识别和多方法交叉融合的手势识别是未来该领域的发展方向。 关键词：计算机视觉；手势识别；人机交互 A survey of gesture recognition in computer vision//Jiang Zhi Hui Abstract;With the rapid development of computer technology, a lot of new fields have been developed. In this paper, the technology of gesture detection and recognition based on computer vision is reviewed. This paper describes the development of the technology, the realization method, the research status and its shortcomings and development direction. The results show that the simple wearable device for hand gesture recognition and depth vision sensor for hand gesture recognition and multi method cross fusion for gesture recognition is the future direction of the development of the field. Key words:Computer vision; gesture recognition; human-computer interaction 计算机在我们的生活中越来越不可或缺，我们同时也对计算机提出了更高的要求，计算机视觉的手势识别正是对计算机应用拓展的重要途径，例如现在的VR技术，就是应用了手势识别才实现的。ABIResearch公司高级分析师约书亚·弗拉德（JoshuaFlood）指出：“免提操作或手势识别很快将成为高端旗舰智能手机、媒体平板电脑和智能眼镜区别于其他同类产品的一个关键因素。三星电子最新推出银河S4已经将这项技术用于其手机中，并以其全新的用户体验获得用户交口称赞。此外，在一系列新型智能眼镜产品即将发布之时，不难想象这类技术将被采用。”其实手势识别技术涵盖了许多领域，比如物理学、生物学等，实现手势识别的方式有很多种从一开始的二维手型识别、二维手势识别到后来的三维手势识别，正是计算机视觉技术的发展使得手势识别的实现方式更加多样。但目前的技术仍然很繁琐，冗杂的可穿戴设备就直接影响了使用者的舒适感，其还有很大的发展空间。 1、手势识别的发展历程及其实现方法

基于手势识别的人机交互综述

基于手势识别的人机交互综述 摘要：近年来，得益于虚拟现实、人机界面技术、计算机视觉等领域的发展，基于手势识别的人机交互技术得到大力的推动。本文就基于手势识别的人机交互技术展开综述。首先概括手势交互的涉及领域，回顾其发展史和国内外研究现状。接着阐明它的基本界定和分类，并在此基础上分析其热点关键技术。然后实例讨论了几种类型手势交互的典型应用。最后给出了结论。 关键词：虚拟现实；手势交互；计算机视觉；手势识别；特征跟踪 1．引言 人机交互技术通过输入、输出设备，以有效的方式实现交互主体与交互客体的对话。当前的人机交互技术已经从过去交互主体适应交互客体，发展为交互客体不断地适应交互主体的习惯和以交互主体为中心的新阶段[1,2,3,4]。以用户为中心的，新型、自然的人机交互技术逐渐成为开发者和科研工作者的关注重点。这类交互方式要求输入与输出能够最大限度地符合交互主体的行为习惯，并能够在交互主体的脑中顺利构建交互环路。由于手势具有极强的信息表述功能，加之人手操作行为本身就是人与世界相互作用的主要方式，因此，基于手识别的人机交互技术相关研究有着重要的理论价值和应用价值。基于手势识别的人机交互技术涉及计算机科学、认知心理学、行为学等诸多方面的知识。本文不能面面俱到，仅就手势交互的基本问题：手势语义的分类，以及当前发展概况、研究热点技术和典型系统应用等相关问题进行综述。 2．研究现状 目前，基于视觉的手势交互已被广泛的研究，由于手势本身的多义性及时空差异性，加之手形变的高维度及视觉问题本身的不适定性，基于视觉的手势识别一直是一项极富挑战性的究课题[5]。需要解决的核心问题是对手形的识别，对手势的跟踪等。传统的方法主要分为两大类：（1）基于模型（model-base）的方法；（2）基于表征(appearance-based)的方法[6]。这些方法及其衍生算法极大程度地依赖于计算机科学中虚拟现实、机器视觉、模式识别、人机交互等多个领域的交流与合作。相关的国际会议：CHI、ICCV、CVPR、ICAT、IEEE VR 为研究者提供了一个能充分交流的空间，并吸引了越来越多的研究人员共同参与合作。此外，学科之间的交流也吸引了心理学研究人员的共同参与。他们以从用户为中心出发，为基于手势交互研究和开发提出了宝贵意见[7]。纵观手势交互的发展历程，其研究重点也从早期简单的系统框架、低层特征提取[8]、手形模板匹配[8]等问题转变到关节式物体跟踪[9,10, 11]、跟踪性能评价[12]、操作型手势解析[14]等问题上。我国在基于手势识别的人机交互领域的研究近年来得到了长足的发展。研究机构集中在国内的研究所和高校的科研单位。目前国内手势交互的研究成果主要有：中国科学院软件研究所[15]的研究中，对二阶自回归过程动力学模型（Auto-Regressive Process, ARP）进行训练和学习，进而建立基于ARP 的预测模型，实现了人手运动的鲁棒性跟踪，在出现跟踪丢失的情况下在后续序列中可以自动恢复正确跟踪。中国科学院自动化研究所模式识别实验室提出一种基于区域的多连接体(手指)的三维运动跟踪算法[13]，用多约束融合的方法以及手指的运动特性，建立多刚体的三维运动描述，通过三类基本约束条件，把跟踪问题归结为一个约束误差优化问题。清华大学的崔锦实博士，提出一种基于回归－优化方法的关节式物体的姿态估计方法[16]。该方法把回归分析与全局优化搜索相结合，保证了估计的精度和连续性；针对现有滤波器在高维非线性多峰

社区工作案例分析及解决方案设计.doc

案例分析及方案设计 一、案例分析题 案例五： 某居民小区位于本市郊区外环线边缘，小区内有住户1840户，长住居民5300多人，基本上都是由二十世纪五六十年代支边支农回城的人员、动迁人员和外地入住人员组成。小区人员有三大特点：一是无业和生活困难的居民多；二是六十岁以上的老人多；三是外来人员多。小区接上级综合治理部门的通知，要求在小区各楼道内安装电子防盗门。然而有的居民认为，外来人员多的楼道，安装防盗门的实际意义和效果不大；有的居民觉得经济困难，拿不出钱来安装；还有人顾虑，防盗门质量不一定有保障，等等。面对不少居民都拒绝安装电子防盗门的情况，如何将该项工作顺利推进。社区干部前来向社会工作者求助。 问题：1．上述案例属于社区社会工作的哪个范畴? 2．试分析部分居民拒绝安装电子防盗门的深层原因是什么。 3．社会工作者应采取什么样的介入方法，帮助社区干部有效推进工作开展? 答题要点：1．本案例属干社区治安工作。 2．深层原因：(1)社区内生活困难人员多，难以支付安装费用；(2)社区居民结构复杂，难以统一思想；(3)对防盗门的产品功能及质量不信任等。 3．介入方法和策略：(1)运用小组工作方法，听取各居民住户的意见和建议，必要时还可以召集小区内的党员、意见较多人员和部分骨干开座谈会；(2)运用社区居民领袖教育的方法。召开楼组长、楼代表会议，传达工作精神，统一他们的思想；(3)采取行动策略：对于防盗门质量问题，可以与生产安装企业进行沟通，在小区内现场展示和演示几种防盗门的样品；(4)加大宣传力度，对社区冷漠居民和反对居民进行个案工作，有针对性地提供心理安抚和调适。 案例六： 某个寒冬凌晨，某居民小区的一幢老式砖木结构居民住宅由于户外电气故障而遭受了火灾。大火烧毁了3户居民的全部家当，还殃及了另外19户居民，使他们的家庭财产蒙受了不同程度的损失。当时正值一年一度的春节即将来临之际，火灾使受灾居民的正常生活受到了严重的影响。怎样才能让这些居民安心过年呢，社区干部急在心头。 问题：1．试分析上述案例中受灾居民面临的困难有哪些方面。 2．为了帮助这些居民平稳过好年，社会工作者应采取哪些策略? 答题要点：1．面临的困难：(1)如何在家财尽毁的情况下，有安身之地，对抗严寒；(2)怎样在最短时间内，置办起生活必需品；(3)怎样从悲伤中重新走出来，用积极的心态迎接新年；(4)如何重建家园，等等。 2．采取的策略可以有：(1)运用社会工作研究方法。深入了解每家每户的不同问题和需求；(2)运用个案或小组社会工作，帮助受灾居民走出阴影，树立乐观心态；(3)动员社区居民伸出援手，捐款捐物，帮助他们渡过难关；(4)运用社区工作方法，发现、挖掘、调动、整合社区内外资源．帮助居民们重修房屋。 二、方案设计题 案例一： 每年初三学生都会面，临严重的中考压力，学校为了帮助同学们更好地度过这个阶段，准备开展一些活动。作为一名学校社工，请你针对初三学生的特点和需求，拟订一份活动服务方案。

产品设计人机性分析案例

南京航空航天大学人机工程学课程报告书 自行车设计中的人机工程学案例分析 指导教师：陈炳发 姓名：郭霞 班级学号：SQ09055044002 2010-07-03

自行车设计中的人机工程学案例分析 一、人一自行车系统 组成自行车的功能是供人骑行，就发挥自行车的功能作用而言，把人看作自行车的组成部分是完全合理的。因此，人在骑车时组成了人一车系统，该人一车系统中的人一车界面关系可由图1-1来进行分析。 1．人与支撑部件关系 图1-1 人-车界面关系 支撑部件主要有车架、前叉、鞍座和车把等，是自行车的构架。支撑部分将其他零部件固定在相互间正确的位置上，保证自行车的整体性，实现自行车的功能。从人机关系来看，鞍座、车把和车架等的位置和大小，以及它们间的相互关系，与骑车人的位置和肌肉的动作有着性的设计参数。 2．人与动力接受部件关系 动力接受部件主要是脚蹬和曲柄。动力是靠骑车人的双脚踩在脚蹬上，下肢运动的力使曲柄转动而产生的。为了使人省力和有舒适感，必须在骑自行车人的体格和体力与自行车元件的尺寸关系上下功夫，即研究人体下肢肌肉的收缩运动与曲柄转动之间的能量转换问题。 3 ．人与传动部件关系 传动部件主要是滚珠、链条和链轮。人的作用力是通过链条和链轮传动而带动后轮转动，

从而使自行车前移。传动部分的设计关键是要有较高的传动效率和可靠性，且有易操纵的变速机构。保证较高的传动效率，才能使人用一定的肌力而获得较大的输出功率。 4 ．人与工作部件关系 工作部件就是车轮，即车圈、轮胎等。绝大部分轮胎是充气的，少数是实心的。车轮一方面把骑车人的肌肉力量，有效地转换为同地面接触而向前运动的力；另一方面将骑车人的握力转换为与接地部分所产生的刹车阻力。在设计自行车的各部分尺寸、车闸及变速器等时，应该着眼于骑车人一动力一传动一工作的连贯性，才可能设计出同骑车人手的大小或握力相适应的闸把、刹车力适当的车闸，才不会发生刹车阻力不够而造成失误现象。 二、影响自行车性能的人体因素 影响自行车性能的人体因素很多，如图1-2 所示。现主要分析下述几点： 1．人的体格因素 以身高 H 为基本因素，其他身体的能力与 H 成比例，并有与H2、 H3成比例的特性。如手臂、腿、气管等的长度与身高成比例，从而以骨关节为中心所产生的力矩、步幅等，都取决于H的大小。肌肉、大动脉、骨骼的截面积以及肺泡的表面积等都可看成与 H2成比例。肺活量、血液量、心脏容量等都可看成与 H3成比例。体格对出力性能的影响，从理论上讲，弹跳能力与H成比例，速度能力与 H2成比例，作功能力和 H3成比例。但实际上因每个人身体素质不同，常有20％以上的偏差。 2．人的下肢肌力 自行车骑行的原动力，主要是骑车人的下肢肌力。人骑车时，骨骼肌肉内部的化学能转换为肌肉收缩的机械能。自行车脚蹬的转动就是通过腿肌收缩出力而完成的，一般说腿肌长的人比腿肌短的人有利。肌肉收缩时产生的力，一般与肌肉的截面积成比例，约为每平方厘米40--50N，通过一定训练的人可提高到65N 。

基于FDC2214设计的手势识别系统

- 75 - 第2期 2019年1月No.2January，2019 现介绍一种利用电容及谐振等原理，基于FDC2214非接触式电容传感器设计的手势识别系统的方法[1]，该设计方案简单、动态响应速度快、稳态精度高、抗干扰能力强，将此方法应用在人工智能、无人驾驶、智能家居等某些方面，取得了很好的控制效果。1 设计方案及工作原理1.1 设计方案 采用FDC 传感器的一个通道，每个通道的两个输入端各接一个铜板，相当于电容板的两个极板，两个极板并排放置，通过一个通道的频率值判断手势，具体如图1所示。 图1 总体方案框图 1.2 工作原理 FDC 电容传感器4个通道每个通道接一个LC 谐振回路，且每个通道接两个铜板，相当于电容极板，根据电容定义： 4k S C d επ= （1）当介电常数ε或者极板间距离d 变化，电容也变化。手 势变化导致C 变化，LC 的谐振频率变化[2] ，FDC2214电容传 感器将频率转换为数字量，每一个电容值对应一个确定的数字量，具体如图2所示。2 核心部件电路设计2.1 电源电路设计 系统单片机需要3.3 V 电源供电，而FDC2214EV M 板采用2.7～3.6 V 供电，综合测试方便等各种因素，最 终采用220 V 交流电压经过变压器、整流电路、滤波器、 稳压电路产生5 V 供电电压，为防止芯片损坏以及获得较大的电路输出，采用7805系列芯片输出5 V 电压，然后通过AMS1117_3.3稳压芯片产生3.3 V 。 图2 测试原理图 2.2 FDC2214电路设计 FDC2214采用2.7～3.6 V 供电，激励频率为10 kHz ～ 10 MHz ，设计中采用AMS 1117系列产生3.3 V 电压，采用AMS1117系列稳压芯片产生3.3 V 供电电压。用40 M 有源晶振作为输入激励频率，4个通道分别接LC 谐振电路，电路如图3所示。 图3 FDC2214应用电路 3 系统软件设计 软件设计原理框图如图4所示[3]。 作者简介：黄冬梅（1968— ），女，辽宁岫岩人，教授，硕士；研究方向：嵌入式系统设计，新能源应用技术。 摘 要：文章采用TI 公司FDC2214非接触式电容传感器设计的手势识别系统，系统依据电容并联求和及LC 谐振原理，通过 FDC 测量返回信号的频率计算出相应的电容，从而达到通过测量电容变化进而感知手势变化的一种测量方式。此外，当环境以及人员变化时，该系统具备重新学习以适应变化的环境和人物，且系统抗干扰能力强。该系统的设计机理有望应用在未来无人驾驶、人工智能等方面。关键词：FDC2214；MSP430F5529；手势识别基于FDC2214设计的手势识别系统 黄冬梅1，王树鑫2 （1.哈尔滨职业技术学院 机电工程学院，黑龙江 哈尔滨 150080；2.哈尔滨工业大学 计算机学院，黑龙江 哈尔滨 150001） 无线互联科技 Wireless Internet Technology