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基于MEMS加速度传感器的手势语识别系统研究

作　者: 闵昆龙
导　师: 朱莉
学　校: 东北林业大学
专　业: 农业电气化及自动化
关键词: MEMS 加速度传感器手语识别数据手套
分类号: TP391.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 319次
引　用: 3次
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内容摘要

手语是人类的一种肢体语言,它根据手势的动作变化来模拟语言行为以表达一定意思或词语,它是有听力障碍的人(即聋哑人)互相交际和交流思想的一种手的语言,它是有声语言的重要辅助工具,而对于有听力障碍的人来说,它则是主要的交际工具。目前,我国有聋哑人2000多万,因此对手语的研究是非常有意义的。本系统在设计时,引用了中国哑语中30个手语字母作为系统的识别对象进行识别。系统的识别方法采用了基于MEMS技术的加速度传感器进行手势语的识别。主要是通过MEMS三维加速度检测手指在空间的运动轨迹,然后进行识别。本文通过对国内外手语识别技术的发展现状进行调研和分析的基础上,提出了基于MEMS技术的加速度传感器进行手势语识别方法的研究方案。在文中首先介绍了MEMS加速度传感器MXR9500的加速度测量原理及传感器的内部结构设计,并对传感器的性能参数和在系统设计时的使用方法进行了具体的介绍。文中论述了传感器信号采集电路、传感器的安装、系统状态指示电路、系统通信电路等系统各部分硬件电路的设计过程。给出了硬件设计方法描述和基于MEMS加速度传感器手势语识别系统的算法设计。介绍了从传感器信息的采集到信息的处理、演算、分析、识别,直到得出最终识别结果的输出的全部算法设计过程。并对设计完成的系统的试验运行结果和系统参数进行了分析和总结,提出了继续研究的改进方案。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
1 绪论  7-12
  1.1 本课题研究背景  7-8
  1.2 本课题国内外的研究现状  8-9
  1.3 课题研究意义  9-10
  1.4 课题研究内容及论文结构  10-11
  1.5 本章小结  11-12
2 手势语识别系统设计方案论证  12-18
  2.1 常见手势语识别方案简介  12-14
    2.1.1 基于视频采集和图像识别技术的手势语识别方案  12-14
    2.1.2 基于数据手套的手势语识别方案  14
  2.2 常见手势语识别方法对比  14
  2.3 基于MEMS 加速度传感器的手势语识别系统的设计  14-17
    2.3.1 系统的设计目标  15-16
    2.3.2 系统的传感器分布及识别方法  16-17
  2.4 本章小结  17-18
3 MEMS加速度传感器性能分析  18-24
  3.1 MEMS加速度传感器介绍  18-21
    3.1.1 传感器的内部结构设计及测量原理  19-20
    3.1.2 内部测量电路设计  20-21
  3.2 MEMS加速度传感器的性能参数  21
  3.3 MEMS加速度传感器在本系统中的应用  21-23
    3.3.1 静加速度的测量  22
    3.3.2 动加速度的测量  22-23
  3.4 本章小结  23-24
4 手势语识别系统硬件设计  24-34
  4.1 手势语识别系统设计框架  24-25
  4.2 手势语识别系统处理器外围电路设计  25-26
  4.3 传感器信号采集部分设计  26-28
    4.3.1 传感器外围电路设计  26-27
    4.3.2 传感器采集电路设计  27-28
  4.4 语音信号输入输出电路设计  28-30
    4.4.1 语音采集电路设计  28-29
    4.4.2 语音输出电路设计  29-30
  4.5 系统运行状态指示电路设计  30-31
  4.6 系统通信电路设计  31-33
  4.7 本章小结  33-34
5 手势语识别系统算法程序设计  34-43
  5.1 系统数据采集程序设计  34-35
  5.2 系统识别目标静态模型库建立  35-37
  5.3 系统识别目标动态模型库建立  37-38
  5.4 手势语识别算法的实现流程  38-42
  5.5 本章小结  42-43
6 手势语识别系统测试数据分析  43-48
  6.1 实验方案及实验数据统计  43-45
  6.2 误差分析  45-47
  6.3 系统改进措施  47
  6.4 本章小结  47-48
结论  48-49
参考文献  49-52
附录  52-59
致谢  59-60
攻读学位期间发表的学术论文  60-61

基于MEMS加速度传感器的手势语识别系统研究

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