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题名

基于柔性导光材料的一体式可穿戴手套及手势识别研究

其他题名
INTEGRATED WEARABLE GLOVE BASED ON FLEXIBLE LIGHT-GUIDE MATERIALS AND GESTURE RECOGNITION RESEARCH
姓名
姓名拼音
LI Xiaoyu
学号
12132539
学位类型
硕士
学位专业
0856 材料与化工
学科门类/专业学位类别
0856 材料与化工
导师
易正琨
导师单位
中国科学院深圳先进技术研究院
论文答辩日期
2023-05-18
论文提交日期
2023-06-29
学位授予单位
南方科技大学
学位授予地点
深圳
摘要

可穿戴设备技术作为人机交互技术中最具前景的一部分,近年来已经得到了飞速发展。其中,基于可穿戴设备的手势识别有着广阔的应用前景,例如手语翻译、医疗康复和虚拟现实交互等。相比于视觉方案,基于可穿戴设备的手势识别能够克服照明条件、视野遮挡和算力限制等缺点,但目前多数相关研究存在传感器数量难以匹配手部多个自由度的问题。因此相近手势的识别率较低。此外,在算法方面,以往常用的时序网络对于静态手势并不完全适用,需要新的网络模型来解决这个问题。

本文针对可穿戴手套的硬件和算法进行了相关研究。在硬件方面,本文设计了一款体积极小的光电式弯曲传感器。该传感器以焊有发光二极管和光敏二极管的电路板为单元,单元间使用导光材料作为光路。当手指弯曲带动光路产生变化,光敏二极管所接收的光强也随之变化,从而实现手指的弯曲检测。线性序列扫描实现了多个单元间的元件复用。针对柔性导光材料本文也进行了选材与实验。后续将多个传感器布置在全手手指关节两侧位置制作了可穿戴手套,实现了对手部的15个关节弯曲信号的采集。基于制作的可穿戴手套采集了手势数据集,并使用数据降维验证了数据集的质量。在算法方面,本文基于深度学习,利用图卷积网络的空间性,将传感器的空间位置信息通过图卷积网络加入到算法中。实验结果显示,将提出的算法与时序网络结合组成时空网络,能够实现24个静态字母手势的高准确率识别。

关键词
语种
中文
培养类别
独立培养
入学年份
2021
学位授予年份
2023-07
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所在学位评定分委会
材料与化工
国内图书分类号
TP212.1
来源库
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成果类型学位论文
条目标识符http://sustech.caswiz.com/handle/2SGJ60CL/544508
专题中国科学院深圳理工大学(筹)联合培养
推荐引用方式
GB/T 7714
李晓宇. 基于柔性导光材料的一体式可穿戴手套及手势识别研究[D]. 深圳. 南方科技大学,2023.
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