基于声呐的Android手机手势跟踪系统的设计与实现

摘要

随着计算机技术的发展，单纯的使用鼠标键盘等机械交互手段，来作为人机交互方法的手法，已经不能满足人们日益增长的对人机交互手段智能化的需求。人机交互技术，已经逐渐成为当今世界计算机发展的主流方向之一。而手势识别技术，作为一种极为方便，直观的人机交互手段，是人机交互技术发展的重要方向之一。本文提出了一种基于声呐的Android手机手势跟踪系统，旨在在声音领域拓展手势识别的研究。
　　本文通过手机发射经过OFDM调制的声音信号，并检测信号的回声到达时间来计算出手势距离手机的距离，再以此计算出手势相对于手机的坐标，从而实现手势跟踪的目的。依据研究过程中的各项难点和重点，该基于声呐的Android手机手势跟踪系统，可以分为以下几个部分：Android手机声呐测距的可行性分析，声呐测距原理，坐标检测原理。上述研究用以探索在仅包含一个扬声器和两个听筒的手机硬件条件下，实现手势跟踪系统的可能性。研究中使用的Android手机为华为荣耀系列，Android开发平台为Android Studio，本文利用以上开发工具和平台在手机上完成了手势跟踪系统的实现。
　　系统通过使用声呐以及OFDM技术，提出了一种新颖的仅利用Android手机实现手势跟踪的方法。该方法能够在距离手机5-35cm位置处实现厘米级精度定位，并且不同于以往需要使用复杂外设的方法，系统仅需一台Android手机即可运行，具有高度的便捷性以及精确性。

目录

声明

1 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 国内外研究概况

1.3 本文的工作安排

2 手势跟踪系统原理与框架

2.1 手势跟踪系统的基本原理

2.2 手势跟踪系统框架

2.3 本章小结

3 声呐测距的可行性分析

3.1 声呐信号选择

3.2 声呐信号平滑

3.3 实验步骤

3.4 实验结果及分析

3.5 本章小结

4 关键技术研究

4.1 模糊测距原理

4.2 精确测距原理

4.3 二维坐标跟踪

4.4 本章小结

5 系统实现

5.1 发送端模块的实现

5.2 接收端模块的实现

5.3 二维坐标计算模块的实现

5.4 本章小结

6 实验结果及数据分析

6.1 实验结果及分析

6.2 本章小结

7 展望与总结

7.1 论文展望

7.2 论文总结

致谢

参考文献