一、文献综述
(一)国内外研究现状
二十一世纪以来,世界科技持续不断进步的同时,计算机突飞猛进发展和普及,人机交互技术在世界各国的可持续发展中日益重要起来。人机交互主要指人与计算机直接通过某些特定的交互方式(如鼠标、手势、声音等),为了完成指定任务产生信息交换的过程。人们研究人机交互技术的主要目的是实现人和计算机之间的沟通和交流,使得计算机能按照人的意图去运作、帮助人们提高生活质量,构建更加智能的社会。
近年来,伴随着虚拟现实、增强现实、可穿戴计算相关技术的出现,此时的人机交互技术越来越难以满足人们的需求。故而多渠道的自然用户交互界面应运而生,从名字上可以看出,在原有的以计算机为中心、传统的、基于键盘和鼠标、单一的交互技术的基础上加入了手势、唇语、语音、表情、眼神、意念等人类运用自然的信息进行多渠道的交互。同时进一步的是,我们不仅可以和计算机交互,还可与手机、智能电视等智能设备进行交互。
交互技术不断的改革升级,引领交互方式更新迭代。人机之间的交互进程发生着变革性的颠覆,由机器中心变为用户中心,由专业操作变为大众操作;有单一输入变为多种形态输入。手势识别被认为是新媒体环境下最有可能的人机交互方式,以它更为自然和谐的互动方式,以及它的趣味性、直接性、距离性、便捷性不断融入当下的智能环境。从智慧城市的提出,到现在智能家居、智能出行、智能旅游......不断提出、推广与应用,智能环境成为未来环境发展的主流形态。手势识别这一技术不免在这样的发展环境下得到应用,力求带来更和谐、更自然的使用感受。
目前手势识别有利用数据手套和基于视觉、依靠摄像头两种采集方式。数据手套通过用户在手部佩戴数据手套,将用户手部状态及运动轨迹实施反馈到机器,从而调配数据,发布命令。而基于视觉、依靠摄像头则不使用外部工具的识别,通过摄像头,直接对用户手部形状和运动进行捕捉图像序列识别。无论是哪一种,手势识别都是最符合人对于机器使用的自然交互。
(二)研究主要成果
手势识别在这呢环境下得到了具体的应用,如智能出行和智能家居。
随着汽车的智能时代来临,手势识别在一些概念车中已经有所应用,通过简单的手势动作识别发布命令,主要有开始、拖拽、确认、滑动、显示等命令,驾驶员伸出右手做出相应动作即可进行操控。在小型车载交互中主驾驶位上的交互主要是中控屏、HUD的交互,在车内可以完成接挂电话、选择歌曲、调节音量等基础操作,画面显示效果中手形识别可以触动画面特效,2018年君马SEEK5就是典型的例子。Delphi 为宝马 7 系配备了手势识别系统,在车内对空气挥手就能操作信息的场景在现实中得到实践。大型车载交互中,除驾驶员可以进行人机交互外,乘客的交互需求也有所考虑。乘客可以利用手势识别对座位前的显示屏进行人机互动,完成一些娱乐性操作,如拍照、听音乐等。
现今家居生活里,手势识别具有天生优势,完成操作需求之余还可为用户带来方便、有趣的额外体验。以纽约的Hayo公司为例,其主要研究智能家居中空间与家具的控制联系。Hayo公司运用空间分析技术为智能家居提供一种综合远程的控制方式,通过摄像头感知空间,从而让用户和远程控制器进行互动,以达到遥控家居的目的。Hayo建造家居环境的3D图像映射,设置手势触发开关从而发布命令,如拍拍桌角就开启灯光、摆出指挥家的手势就播放音乐等。手势识别不仅在开关控件上发挥作用,且在特殊情景或人群下,也具有特殊的优势。
