单片机应用论文提纲

论文题目：基于STM32单片机的智能手势识别手套的设计与应用

摘要：随着科学技术的进步以及人们需求的日益增加,人机交互技术的方式已经从以计算机为中心逐渐转变为以人为中心。手势识别技术的研究在目前人机交互领域中受到越来越多的重视,已经成为了一项热门研究课题。手势识别作为一种重要的人机交互方式,其具有广阔的潜在应用场景,具有重要的研究意义。本文基于方便、可靠、实时、稳定的原则,采用模块化设计思想设计了一款基于传感器手势识别方式的智能手套。系统利用Flex2.2弯曲度传感器和MPU-6050传感器采集手势动作的手指弯曲度信息、加速度、角速度信息,结合滤波算法在信号采集端对数据进行平滑处理。然后提取手势数据特征,由Zigbee无线传输模块将数据发送到手势识别端进行数据融合,最终与手势库特征模型比对,实现手势的分类识别。并设计了音乐播放器上位机作为手势识别结果的应用平台。将手势识别结果作为音乐播放器的控制指令对音乐播放器进行曲目选择、切换、播放/暂停以及音量调节等操作。文中对智能手套系统的硬件实现和软件实现进行了详细的介绍。主要工作包括器件的选型、传感器的安装、硬件系统方案设计以及基于弯曲度传感器、MPU-6050传感器手势识别系统的算法设计。为了提升识别效果,本文设计稳压电源和50Hz陷波器来降低噪声信号对手势识别结果的影响。同时,采用均值滤波算法对数据进行平滑处理,提出以数据的波峰、波谷数量作为特征向量。并结合卡尔曼滤波算法将加速度、角速度信息进行数据融合。通过对设计实现的智能手套系统的实验数据进行分析,验证了基于STM32单片机的智能手势识别手套的识别效果良好,识别率达到了85%以上,具有较好的稳定性,可用于解决聋哑人的沟通障碍问题。并且系统的成本低廉、使用灵活、适用性高,可应用场景广泛,具有较高的鲁棒性和可拓展性。最后也给出了后续研究的优化方案。

关键词：人机交互;手势识别;MPU-6050传感器;场景应用

学科专业：工程硕士（专业学位）

摘要

Abstract

1 绪论

1.1 论文研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 主要研究内容和创新点

1.4 论文结构安排

2 智能手套系统相关技术研究

2.1 系统总体概述

2.1.1 智能手套设计需求分析

2.1.2 智能手套功能规划

2.1.3 系统结构描述

2.1.4 传感器布局

2.2 手势的定义

2.2.1 静态手势

2.2.2 动态手势

2.2.3 手势库建立

2.3 手势数据的处理

2.4 传感器的数据融合分析

2.5 本章小结

3 智能手套硬件平台设计

3.1 硬件总体架构

3.2 信号采集端的设计与实现

3.2.1 微处理器模块

3.2.2 传感器模块

3.2.3 电源模块

3.2.4 50Hz陷波器的设计

3.3 手势识别端的设计与实现

3.3.1 无线通信模块

3.3.2 语音合成模块

3.3.3 显示模块

3.4 本章小结

4 智能手套系统的软件设计

4.1 总体软件架构

4.2 信号采集端软件实现

4.2.1 信号采集

4.2.2 数据处理

4.3 手势识别端软件实现

4.3.1 数据融合

4.3.2 分类识别

4.4 语音合成

4.5 手势应用音乐播放器

4.6 本章小结

5 智能手套系统实验与分析

5.1 手势识别实验

5.1.1 实验设计

5.1.2 数据处理效果

5.1.3 实验结果与分析

5.2 上位机测试实验

5.3 本章小结

6 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

致谢