面向空间人机交互的惯性运动捕捉方法研究

摘要

在太空空间的特殊环境下,传统的控制方法如摇杆、按钮等都不适合,而且用计算机在线编程也不方便,视觉的控制方法对环境的高求较高,也不能达到此效果,所以发展小型集成的传感器运用到宇航领域就尤为重要.惯性测量单元(Inertial Measurement Unit,简称IMU)是可不依赖于外部环境变化的传感器,本文用IMU进行运动动作的捕捉,提出了一种有效的手势识别方法:通过提取分析手势的运动学特征,用IMU测出在线实时的运动特征数据,并提取手势的加速度和角速度信号特征量,用Lavbview和Matlab软件积分得到速度和位姿的数据图形,截取手势信号段,用滤波器对数据进行分类和分析,并设计明显的特征性手势,同时根据手势信号的变化规律可实时识别具体的手势.该方法在20次较小范围实验中获得了88.6％的平均准确率,在时间小于1s的时间内,实验结果表明该滤波方法能较快速准确地识别手势,满足了实时人机交互的要求.