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面向自然交互的手势编码与设计方法研究
| 论文题名： | 面向自然交互的手势编码与设计方法研究 |
| 关键词： | 手势识别;车辆驾驶;自然交互;手势编码;表达意图 |
| 摘要： | 随着传感技术的成熟和人们对自然交互需求的提升，手势交互以其丰富、简便而自然的语义表达已经成为自然人机交互的重要发展方向之一。目前手势交互已经在医疗、驾驶、虚拟与增强现实、机器人遥操作等领域得到了广泛应用，相关研究数量和领域呈现出持续的上升趋势。 然而，当前能够集成在软硬件中的手势数量却非常局限，在实际应用中的手势识别的稳定性也有待提升。手势交互通道的丰富性和灵活性与当前应用中手势的数量和姿态上的局限性之间存在着巨大的鸿沟。造成这一现象的原因是目前缺乏针对交互手势的科学合理的表征方法和设计方法。 针对这一问题，本文尝试提出统一客观的手势表征框架以及科学的手势设计流程，旨在将用户的意图表达结果应用到工程实践中来，以提升手势交互的自然性和可靠性。本文的主要研究成果和创新点包括： （1）提出了一种人机交互中的手势统一编码方法。该方法将人的连续动作映射到离散意图空间中，并采用字符串的表征形式，可以兼顾人的手势感知意图、表达意图以及机器的识别和存储。 （2）提出了一种通用性参与式手势设计方法。该方法以手势编码为基础，通过参与式手势设计方法提出建议手势，通过无意识手势的收集和在建议手势中排除无意识手势来解决无意识手势的干扰问题，并通过手势距离的计算来解决手势差异度过低所导致的识别和记忆困难的问题。 （3）开发了一款用于手势交互的辅助设计软件。该软件以手势编码和手势设计方法为基础，通过编码模块、译码模块、无意识手势收集模块、手势快速识别开发模块、手势距离计算模块以及识别算法可用性计算模块等六个功能模块，实现方便直观的手势编译码功能和手势辅助设计。 本文以驾驶场景为例阐述了本文所述编码方案、优化设计方案以及辅助设计软件的应用实例，并最终产出了车辆驾驶环境下的自然交互手势集。实践证明，文本的研究对于手势交互设计具有指导意义。 |
| 作者： | 贾乐松 |
| 专业： | 设计学 |
| 导师： | 薛澄岐;周小舟 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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