[发明专利]一种面向三维交互界面的手势速度估计方法

权利要求书

1.一种面向三维交互界面的手势速度估计方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，在计算机中建立三维虚拟手势模型，该模型运用若干自由度参数描述手势姿态；

步骤2，构建虚拟场景，并在虚拟场景中搭建人机交互平台，实验者利用数据手套和USB摄像头进行抓取物体的人机交互实验，通过实验统计数据得出结论为，人手在抓取和释放物体过程中，人手关节角度变化量与对应的人手面积变化量之间的关系近似高斯曲线和抛物线，然后利用高斯曲线和二次多项式进行拟合，将人手抓取释放物体用数学表达式：

抓取阶段：yi=aie-(x-bici)2;]]>

释放阶段：y_i＝a_ix²+b_ix+c_i；其中，x表示人手面积变化量，y表示人手关节角度变化量；

步骤3，选取人手抓取和释放物体过程中的任意时刻t，t>0时，计算t时刻的人手面积与初始时刻人手面积的变化量x(t)，并带入步骤2中的数学表达式内计算出人手关节角度变化量y(t)，结合初始时刻的人手关节角度值，得出t时刻的人手关节角度值，并作为自由度参数实时输入给三维虚拟手势模型。

2.根据权利要求1所述面向三维交互界面的手势速度估计方法，其特征在于：在步骤3中，首先记录初始时刻t＝0时，人手各个自由度为θ_i(0)，手势的面积为S(0)；然后在任意时刻t>0时，计算手势图像面积S(t)，根据计算出人手面积变化量x(t)；再然后将人手面积变化量x(t)带入步骤2中的数学表达式，计算出时刻t手势各个自由度变化量y(t)；最后根据y_i(t)＝|θ_i(t)-θ_i(0)|得到任意时刻t手势自由度值θ_i(t)，并作为自由度参数实时输入给三维虚拟手势模型，通过任意时刻t手势自由度θ_i(t)，实时控制三维虚拟手势运动速度，实现三维虚拟手势与实际人手速度保持一致。

3.根据权利要求1所述面向三维交互界面的手势速度估计方法，其特征在于：在步骤1中，运用X＝(x1,x2,…,x26)描述手势姿态，其中6个全局自由度x1,x2,…,x6，代表手掌中心点在世界坐标系中的坐标位置和方向，20个局部自由度x7,x8,…,x26代表拇指、食指、中指、无名指、小指各关节与手掌平面的夹角及相邻指节间的夹角，对于每个手指，掌骨指关节有2个自由度，近端指关节和末端指关节各有1个自由度。