一种面向三维交互界面的手势速度估计方法

摘要

本发明的一种面向三维交互界面的手势速度估计方法，为体现用户不同运动速度，首先利用数据手套确立手势速度与手势图像变化之间的基本关系；其次根据这种关系，分阶段建立速度估计模型；最后通过手势图像估计人手运动参数，得到实时的人手运动速度，使三维虚拟手势速度与实际人手运动速度保持一致。本发明的有益效果是：本发明与基于行为模型的手势跟踪算法相比较，平均运行时间降低了26％；在不同的运动速度下，本发明跟踪精度与数据手套对比，总体误差为10％。本发明提出的模型已经用于三维手势交互界面，通过对原型系统的测试表明，具有良好的用户体验。

主权项

一种面向三维交互界面的手势速度估计方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，在计算机中建立三维虚拟手势模型，该模型运用若干自由度参数描述手势姿态；步骤2，构建虚拟场景，并在虚拟场景中搭建人机交互平台，实验者利用数据手套和USB摄像头进行抓取物体的人机交互实验，通过实验统计数据得出结论为，人手在抓取和释放物体过程中，人手关节角度变化量与对应的人手面积变化量之间的关系近似高斯曲线和抛物线，然后利用高斯曲线和二次多项式进行拟合，将人手抓取释放物体用数学表达式：抓取阶段：$y_i=a_i{e}^{-{\left(\frac{x-b_i}{c_i}\right)}^2};$释放阶段：y_i＝a_ix²+b_ix+c_i；其中，x表示人手面积变化量，y表示人手关节角度变化量；步骤3，选取人手抓取和释放物体过程中的任意时刻t，t>0时，计算t时刻的人手面积与初始时刻人手面积的变化量x(t)，并带入步骤2中的数学表达式内计算出人手关节角度变化量y(t)，结合初始时刻的人手关节角度值，得出t时刻的人手关节角度值，并作为自由度参数实时输入给三维虚拟手势模型。