基于Leap Motion的手势识别在虚拟交互中的研究*

针对虚拟场景中的自然手势交互进行了研究,提出了基于Leap Motion的动态指尖手势轨迹识别方法。首先借助Leap Motion设备采集指尖在场景中运动时产生的坐标并同时对数据进行预处理,然后从这一系列坐标中找出起始和结束位置并提取出有效的手势轨迹,再进行轨迹优化和手势初步分类,基于加权欧氏距离将轨迹和手势模板进行相似度计算,得到识别结果。采集200组手势数据进行实验,结果证明提出的方法具有很高的识别率,将方法应用在手势交互系统中,实现使用自然手势和虚拟物品进行交互,增加了交互乐趣,改善了交互体验。     

基于Leap Motion的手势控制技术初探

最新体感设备Leap Motion的面世提供给用户一种全新的体验, 即通过跟踪探测动态手势可以进行体感游戏、虚拟演奏、凌空绘画等的非接触式人机交互. 文章首先对Leap Motion的技术特点进行介绍, 并对同类型设备进行对比总结, 介绍了Leap Motion的相关应用和发展前景. 文章分析了Leap Motion的原理和技术基础, 然后提出基于Leap Motion的手势控制技术, 最后以一个基于Unity 3D的手势控制虚拟场景中的物品运动的具体实例, 对Leap Motion手势控制技术的实现进行了细节介绍.     

基于Leap Motion的动态手势识别方法

伴随虚拟现实（Virtual Reality,VR）技术的发展,以及人们对人机交互性能和体验感的要求提高,手势识别作为影响虚拟现实中交互操作的重要技术之一,其精确度急需提升^[1].针对当前手势识别方法在一些动作类似的手势识别中表现欠佳的问题,提出了一种多特征动态手势识别方法.该方法首先使用体感控制器Leap Motion追踪动态手势获取数据,然后在特征提取过程中增加对位移向量角度和拐点判定计数的提取,接着进行动态手势隐马尔科夫模型（Hidden Markov Model,HMM）的训练,最后根据待测手势与模型的匹配率进行识别.从实验结果中得出,该多特征识别方法能够提升相似手势的识别率.     

Leap Motion体感控制器及其在飞机结构展示系统中的应用

由于现有的展示系统主要是依靠传统的鼠标和键盘实现控制,在人机交互和效率上存在很大的问题。针对这种情况,提出采用Leap Motion体感控制器代替传统鼠标键盘的程序控制方法。采用Leap公司的Leap Motion作为传感器,建立不依赖于传统手持设备的手势交互飞机结构展示系统。通过手势变换和手势识别实现飞机结构的放大、缩小、平移和旋转等基本功能。应用实例表明,Leap Motion体感控制器是一种非常直观、自然、有效的人机交互设备,可以广泛应用于人机交互领域。     

基于Leap Motion的三维手势交互系统研究

手势识别的快速发展及体感设备的不断更新为三维手势交互提供了灵感,基于Leap Motion 手势识别和最邻近算法,建立了一种三维手势交互系统。首先对手势设计理论和交互手 势设计原则进行研究,基于此设计手势功能和建立手势库,并将手势库分为 8 种手势;其次进 行手势特征提取,建立手指关键点模型,获取手势特征的角度特征;然后计算 KNN 算法和 SVM 算法的手势识别效率,KNN 改进算法取得较好的识别效率;最后,设计三维交互系统,手势分 类为 4 个模块,每个模块有 2 个手势任务;20 名测试者中提取 1 600 组手势数据,并进行总采 集样本关节点均值的数据分析;设计三维交互系统模块,在 Unity3D 中创建的三维交互系统中 导入 1 600 组手势数据,根据自定义的 8 种手势驱动虚拟手完成交互设计过程,完成用户体验 分析和手势识别效率统计。通过研究发现,基于 Leap Motion 手势识别具有较高的识别效率, 三维手势交互系统富有创新性。     

基于双Leap Motion的三维可视化交互方法研究

由于Leap Motion硬件设备识别范围和其图像识别算法的局限性,当交互手势中手指平面平行于Leap Motion视觉探测方向时容易因产生手指混叠现象,降低手势识别的精度而影响交互体验.为解决手指遮挡问题提高交互体验,提出在不同角度设置双Leap Motion的方法.首先垂直设置双Leap Motion于预定位置;然后对上边Leap Motion探测数据进行矩阵转换;最后对双Leap Motion数据进行数据融合计算,得到手势运动类型.一系列用户对比实验结果表明,该方法在减少手指混叠现象、提高易用性方面有明显作用,具有实际应用价值.     

基于Leap Motion和Unity3D的虚拟沙画手势识别及交互

虚拟仿真技术的快速发展及体感设备的不断更新为沙画动画这一全新的艺术创作形式带来新的灵感。针对沙画现场作画工序复杂的问题,结合Leap Motion设备和Unity3D开发环境完成手势识别并驱动虚拟手实现虚拟沙画效果。首先,依据Leap Motion捕捉到的手势坐标及方向信息提取手部关键点;然后提出角域划分的方法并引入新的特征向量,将其与提取信息串联作为手势分类依据;最后,根据自行定义的沙画手势语义驱动虚拟手完成虚拟沙画创作。实验证明,利用Leap Motion完成近距离手势识别效果较其他方法结果更加精准,实时性较高,手势跟踪稳定,虚拟沙画绘画过程沉浸感强。     

基于Leap Motion传感器的自适应动态手势识别

基于视觉的手势识别是实现新型人机交互的一项关键技术,针对手势普适性与识别率问题,在改进隐马尔可夫模型学习机制的基础上提出一种新的基于Leap Motion传感器的自适应动态手势识别方法。该方法首先采用几何特征法识别静态手姿以确定动态手势起始点与结束点,然后基于角度对动态手势轨迹进行特征提取与分类,并引入修正的重估方法计算隐马尔可夫模型参数,最后在对非定义手势识别的基础上自动学习更新隐马尔可夫模型,以提高动态手势识别率,并最终实现对26个小写字母的动态手势识别。实验结果表明,所提出的动态手势识别方法具有良好的自适应性与精确性。     

基于奇异值分解和隐Markov模型的动态手势识别

提出了基于奇异值分解(Singular Value Decomposition,SVD)特征矩阵压缩和隐Markov模型(Hidden Markov Model,HMM)的动态手势识别方法。该方法通过SVD对特征矩阵进行时间维度的压缩,然后通过HMM的方法对提取的动态手势进行识别。通过对特征矩阵压缩可以显著地减少训练HMM的迭代计算量,提高模型的训练效率。采用Leap Motion体感控制器追踪并提取自定义的10个阿拉伯数字的动态手势特征。实验验证结果表明,该方法对这些动态手势在当前有限样本条件下的总识别率均在96%以上。     

基于证据理论融合的手势识别方法研究

针对证据理论能将多源数据有机合成为具有更高可信度结果的特点,提出基于证据理论融合的手势识别方法。方法先采用Leap Motion采集手势视频序列,提取手势运动轨迹的方向角作为特征;采用隐马尔科夫模型和支持向量机分别对手势进行训练,进而在识别中通过证据理论将两种方法所计算的手势基本概率分配进行决策融合,实现最终的手势识别;将该方法应用于医疗可视化系统中,实现了自然直观的手势交互。实验结果表明,该方法结合了隐马尔科夫模型和支持向量机的优点,可有效提高手势识别率和交互准确性。     

虚拟农业技术及其应用

计算机和信息技术对世界各地农业和农村发展发挥着重要的作用.虚拟农业技术将农业科学和信息技术、虚拟现实技术相结合,开辟了农业信息技术研究和应用的新途径.在给出了虚拟农业概念的基础上,分析了虚拟农业的组成、应用范围和发展方向.针对虚拟农业的一个典型应用--虚拟农作物,研究了虚拟农作物系统的结构,并采用植物三维重建法建立了虚拟农作物模型.     

开展虚拟实验系统的研究和应用

虚拟实验系统是指应用虚拟现实技术来仿真实际物理实验的计算机应用系统。本文首先介绍了国内外虚拟实验系统的发展状况 ,然后给出了建立虚拟实验系统的原因 ,最后对开展虚拟实验系统的研究提出了一些建议     

微电子机械虚拟设计系统研究

本文提出了基于虚拟现实技术的MEMS虚拟设计系统，给出了MEMS计算机辅助设计系统 的解决方案．通过这套MEMS虚拟设计系统，设计人员可以观察并评测其设计的外观和功能， 使得在实际MEMS器件制作工艺之前，就能获得大量的器件运行数据和修正信息，提高MEMS器 件设计制作的效率，缩短开发周期.     

浅析虚拟现实技术

虚拟现实技术是一门综合性很强的高新技术,该技术被广泛应用于先进制造、军事模拟、数字城市、生物医学等众多领域.本文追溯了虚拟现实技术的起源,探讨了该技术的三大特点:沉浸感、交互性和构想性,并根据沉浸的不同程度将虚拟现实技术分为四大类型:桌面式虚拟现实、沉浸式虚拟现实、增强现实的虚拟现实以及分布式虚拟现实.     

A Virtual Enterprise in Mexico: From Concepts to Practice

Latin American economy is growing fast and national enterprises are looking for new ways of improving their competitive position against international firms, specially small and medium enterprises. The concept of Virtual Enterprises can be a new way to do business and exploit business opportunities for these companies. In this report we will discuss the Framework for Virtual Enterprises developed in the Alfa Project called COSME-GVE (Global Virtual Enterprise) and a case of study based on experiences of a Mexican Company is also presented.     

Collaborative networks: a new scientific discipline

Collaborative networks manifest in a large variety of forms, including virtual organizations, virtual enterprises, dynamic supply chains, professional virtual communities, collaborative virtual laboratories, etc. A large body of empiric knowledge related to collaborative networks is already available, but there is an urgent need to consolidate this knowledge and build the foundations for a more sustainable development of this area. The establishment of a scientific discipline for collaborative networks is a strong instrument in achieving this purpose. In this article the main characteristics of a “discipline” are analyzed in the context of collaborative networks, showing that the pre-conditions necessary for building this new discipline are available.     

微操作机器人系统拟实环境的建模与实现

建立微操作机器人的拟实环境结构, 应包括微操作环境的建模、微操作工具的建模及模型叠加三部分; 本文就微操作环境的建模与实现和微操作工具的建模与实现这两部分的关键技术: 图像传输、虚拟微操作器的生成、虚拟显微镜、虚拟成像过程及虚拟控制器给出了实现方案, 并在基于微机的硬件结构和VisualC ++及OpenGL组成的软件环境里, 得到了虚拟微操作环境和虚拟微操作工具的动态模型.     

POTENTIAL: A highly adaptive core of parallel database system

POTENTIAL is a virtual database machine based on general computing platforms,especially parllel computing platforms.It provides a complete solution to high-performance database systems by a ‘virtual processor virtual data bus virtual memory‘ architecture.Virtual processors manage all CPU resources in the system,on which various operations are running.Virtual data bus is responsible for the management of data transmission between associated operations.which forms the higes of the entire system.Virtual memory provides efficient data storage and buffering mechanisms that conform to data reference behaviors in database systems.The architecture of POTENTIAL is very clear and has many good features,including high efficiency,high scalability,high extensibility,high portability,etc.     

构建网络虚拟实验室

较详细地介绍了构建基于虚拟仪器的网络实验室的方法,包括其实现原理和软、硬件组成.在此基础上更进一步讨论了几种网络虚拟实验室的实现技术,分别为Java、ActiveX、VRML、ASP和交互式Flash.     

基于VC/OpenGL的虚拟海大校园导航系统

创建了一个方便直观的信息查询导航系统,具有基本的自主漫游和按固定路径漫游的功能,可按目的地自动地生成漫游路径、定位鸟瞰图、漫游中途经的楼宇和景点介绍等.