1. 研究目的与意义（文献综述）

人与计算机的交互活动已经成为人们日常生活中的一个重要组成部分，而手势交互是近年来人机交互领域中新兴的一个研究热点，它以人手直接作为计算机的输入设备，使人机间的通信变得非常简洁、自然，用户只需挥挥手就可以对周围的设备进行控制。

手势交互研究作为人机交互理论与技术的一个重要组成部分，其意义主要表现在它能够提供给用户一种自然、高效的交互手段，不仅为使用者解除空间和线缆的束缚，使其能在自由的空间完成相应的人机交互，并且能够支持输入各种形状图案和文字数字信息。这种新型的输入设备越来越受到研究领域和工业界的重视。2004年，三星综合技术研究院提出了在三维空间中书写字符并在线识别的方案；2007年，西安科技大学的王玺实现了基于空间加速度计算的无线电子画笔的设计；2011年，湘潭大学提出一种基于陀螺仪传感器的三维手势交互方案。而在现实应用中，早在2006年任天堂设计了wii体感游戏机，通过无线手柄进行工作；2009年，sony推出了ps move，它不仅会辨识上下左右的动作，还会感应手腕的角度变化；2010年6月14日，微软随xbox360的体感外设3d摄像机kinect；用结构光编码技术来获取图像的深度信息，拥有价格低廉，分辨率高的特点。

最新推出的leap motion体感设备，给人们创造了研究手势的新机会。leap motion系统依赖于内置的双目相机和红外led高精度的捕获、跟踪和跟踪手的运动，再通过图像处理出软件处理图像数据，并将其转化成手势和触摸事件。因此可以检测并跟踪手、手指或杆状物体，以高精确度、高跟踪帧率实时获取它们的位置，并识别相关手势和动作。该系统的可视范围大约在设备上方25至600mm，呈倒金字塔形状，可以追踪小到0.01mm的动作，这种精度是以前任何一个类似的民用都不曾达到的高度。因此，可利用其特性开发手势控制系统。同时，当前的智能家居系统多以触屏电脑控制，虽然具有一定便捷性，但使用上具有一定的门槛限制，尤其对于老年人需要一定时间的学习时间。若能利用手势控制，则可以缩短学习时间，降低门槛，因而具有相当的理论及应用研究价值。

2. 研究的基本内容与方案

2.1研究的基本内容

1、学习leapmotion的原理，调试编译环境，完成对人体动作和手势的识别。

2、利用leapmotion控制单片机系统，进而完成对各元件的控制。

3. 研究计划与安排

第1周—第3周 查阅资料和制定方案；

第4周—第8周 构建传感器系统，进行识别算法设计，并编写相应软件；构建单片机系统，编写相关程序；

第9周—第13周 对系统进行调试；

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 徐崇斌, 周明全, 沈俊辰, 等. 一种基于 leap motion 的直观体交互技术[j]. 电子与信息学报, 2015, 37(2): 353-359.

[2] 蒋逸皇. 基于体感交互的教育游戏的设计与开发[d].江西科技师范大学,2015.

[3] brannock e, napier n, tsoi m y. computational art using leap motion (calm): integrating creativity with programming: conference workshop[j]. journal of computing sciences in colleges, 2016, 32(2): 174-176.