基于Leap Motion手势识别的Arduino智能车控制

胡荐苛，丁哲通，蒋〓晨
(东南大学自动化学院，江苏 南京〓211100)

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随着虚拟现实技术的快速发展，人们逐渐体验到人机交互带来的生活便利。智能手环、智能手表等可穿戴设备能实时记录佩戴者的运动数据并监测其健康状态，家庭游戏机允许人们直接使用肢体动作与虚拟游戏场景互动。2012年，Leap Motion公司推出Leap Motion Controller小型运动控制器，能够以200帧/s的速度追踪双手，并且达到0.01mm的识别精度［1］。
众所周知，手势以其直观和生动的特点成为人类生活中广泛使用的表达方式之一，而Leap Motion具有高精度的手势识别能力。因此可以把手势作为控制输入用于操控实体设备，帮助人们在自身行动不便的情况下完成某项工作，例如利用手势控制小车、机械手臂运载、抓取物品等。本文主要针对三维空间中的手势识别进行研究，并通过处理后的数据得到可以使智能车运动的指令以操纵其运动。

1〓系统设计
1.1〓系统分析
本文的控制系统主要包括3个组成部分：手势识别、数据传输以及智能车控制，如图1所示。

图1〓系统结构

1.1.1〓手势识别
手势识别部分主要以Leap Motion控制器为主体，在获取到输入手部各个细节的位置信息后通过识别算法得到其特征，然后根据特征进行判断，最后得到输入手势类型。

1.1,2〓数据传输
传输方式为无线传输，其核心器件为nRF24L01无线射频芯片，辅以简单的保护电路。

1.1.3〓智能车控制
智能车在Arduino硬件平台搭建，通过PWM信号控制电机转速的变化，实现智能车前进、后退、左右转向、停止等不同的运动。

1.2〓系统硬件结构
硬件系统包括LeapMotion控制器、电脑MacBook Pro、Arduino开发板和智能车。控制者给出手势后，Leap Motion获取手部信息通过识别算法得到指令，指令从电脑传给通过串口连接的Arduino开发板，Arduino开发板作为发送器，通过nRF24L01发送给作为接收器的智能车上的Arduino开发板，智能车接收到指令后即做出对应的动作，图2为系统硬件之间的关系示意图。

图2〓系统硬件关系示意图……


作者简介：胡荐苛(1996—)，男，四川达州人，东南大学本科生，专业为自动化。



（文章来源《机械设计与制造工程》杂志如需详细资料请联系江苏机械门户网客服QQ:2980918915,电话025-83726289）

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