3.4 静态手势实验识别结果及其分析 16

3.5 本章小结 19

4 基于VisualGestureBuilder的动态手势识别 20

4.1 动态手势的模型建立 20

4.2 动态手势识别结果及其分析 21

4.3 本章小结 23

5 手势识别遥操作人机交互系统设计 24

5.1 人机交互手势定义 24

5.2 人机交互系统实现 24

5.3 本章小结 26

结 论 27

致 谢 29

参考文献 30

1绪论

1.1 研究背景与意义

高压带电作业的工作环境以劳动强度大、强电磁场环境下危险系数高而著称，为了提高高压带电作业的安全性与自动化程度，从上世纪末开始，国外相继开始了高压带电作业机器人的研究工作，如日本、西班牙、美国、加拿大、法国等[1]。针对中国高压电网的实际情况，研制一款适用于国内高压带电作业的机器人也是十分必要的。

带电作业机器人主要包括操作机械臂、升降系统、工具系统、绝缘防护系统四个部分[1]。高压带电作业机器人的完全智能化自动作业目前来说是有难度的，如果在需要操作人员指挥操作时，采用主从式遥操作的形式，就可以减轻带电工作者的劳动强度，降低危险性[1]。目前存在的遥操作形式多通过键盘、操作杆进行控制。

本文面向研发带电作业机器人的应用需求，设计基于Kinect手势识别的遥操作机械臂人机交互系统。利用Kinect可得到图像的深度信息及运动捕捉功能，获得操作者手势动作，设计相应的界面程序识别、分析和理解手势含义，为带电作业机器人的遥操作建立一个更加自然的人机交互系统。

1.2 国内外研究现状

遥操作系统已经被用在很多要求操作人员与工作区域分离的场合，操作员通过一些输入设备与系统交互，通常采用键盘或操作杆来发送一系列指令或命令给远端设备[2]。但是当在高空复杂带电作业环境中控制一个多自由度的机器人时，由于工作区域和环境的限制，这种方法就有了局限。解决这种难题的一种可行性方案是使用Kinect系统。

Kinect是微软为视频游戏Xbox360控制器开发的用来识别游戏者身体运动的一种设备。它允许使用者不使用传统的电脑游戏控制器即可与Xbox360游戏互动。尽管Kinect刚开始是为游戏开发的，但由于它的潜力，它已经在不同的科学场合有了很多应用。通过获得操作者手势动作，设计相应的程序识别、记忆、分析和理解手势含义，可以为带电作业机器人的遥操作建立一种更加自然的人机交互系统。