使用者僅需購買加速度感測器套件(像藍芽耳機).ppt

研究實作紀錄滾動、跌倒、撞擊三種意外情況動作，可觀察到意外發生時候的X、Y、Z 三軸變化，可設定警報的秒數，並可看到意外發生的紀錄。 * 實驗環境與設備包含了加速度感測器(Wii Remote)及行動運算設備(嵌入式系統開發板)，而軟體部分，採用Linux作業系統，以C/C++ 和QT作為軟體開發環境撰寫應用程式，類似手機與藍芽耳機的連接方式，藉由藍芽兩端連線後，由行動運算設備端收集三軸加速度變化作為動作特徵分析。 實驗者共七人，分別建立自己的手勢，並紀錄使用手勢的辨識率，測試出動作辨識系統的precision、recall 還有matching rate 等實驗結果，驗證本系統可用性與可靠度。 * 在作了實驗，討論本系統的 precision 及recall 等統計參考，並提供不同情境下設定門檻值的依據，我們可以發現大多數的門檻值都在40%~50%左右，若設定適當的門檻值，就可得到不錯的辨識率，在不同的情境具有相當程度的可用性。 另外值得一提的是，對於水平、垂直的直線動作判斷準確性會降低，原因在於直線或水平移動對存在一定量的偏移(直線:左右偏移;水平:上下偏移)，對人是正常的偏移，對電腦判斷卻已經是不同動作變化，關於這點可在往後使用模糊理論改善判斷精準度。 * 本系統結合近年熱門的動作辨識與開放嵌入式系統平台，使用加速度感測元件配合開發原創辨識演算法，收集不同動作之加速度變化資料，如在空中簽名等動作之加速度變化，計算分析出動作特徵，應用於生活各種情境中，如身分驗證、教學輔助、多媒體控制、安全照護的危險警報…等，提供多人使用後的實驗結果。 在日常生活中，可當作數位鑰匙、控制器…，使用不同門檻值篩選動態調整驗證的嚴謹度，降低門檻達到共享密碼或提高門檻加強驗證準確性，彈性在安全與便利性間調整使用，改善以往的人機介面、增進使用親合度，也利用嵌入式系統的可攜性與運算能力，架構成豐富的智慧型人機互動系統。 * 系統未來可繼續擴展延伸應用在生活各種需求中，彈性改善人機介面，像是數位學習與教學輔助、居家看護與安全監控、無障礙設備改善、醫療復健輔助、虛擬實境與遊戲互動、多媒體與家電控制…等豐富的多元情境。 藉由本研究發展的辨識演算法與系統架構，作更多拓展延伸，結合其他如影像擷取、壓力感測等設備，日後若推廣商業普及使用，使用者僅需購買加速度感測器套件(像藍芽耳機)，並在手機等嵌入式系統平台安裝設計好的軟體服務，便可輕易享受到簡便親切的人機介面技術，讓本研究貢獻更多便利的數位生活應用。 * * * 摘要 動機與目的 研究方法 系統架構 動作辨識演算法 技術應用與實作 實驗設計與結果 結論與未來展望 * 人機介面和手持式行動裝置技術在近年一直是重要的研究課題，相關成果也常在產學界做技術轉移，不僅是快速的開發且銷售到消費市場，產生巨大產值。 嘗試使用加速度感測器的概念，設計一辨識人體3D動作特徵之演算法，將之應用在生活多種情境，以改善以往人機介面、增進使用親和度。 * 許多應用隨著科技的突破應運而生，全世界對智慧型手機的研發與應用形成一股不可抵擋的熱潮。 * 有別於影像辨識動作技術， 以加速度感測元件(Accelerometer Sensor) 作為動作辨識之感測設備，再以更簡單、便利且直覺的操作，獨立使用或輔助搭配其他技術來改善辨識互動運算搭配普及運算(Ubiquitous Computing)的概念，將其技術應用在以下… * 本研究在硬體上採用 Wii 的遙控器-“Wii-mote”作為加速度感測設備，將訊號資料正規化、雜訊過濾與強度縮減及轉換動作特徵向量，再將此動作向量與動作知識庫中動作向量做相似度比對，最後根據不同情境設定之門檻值與狀態，判斷出最有可能的動作與意義。 為更符合人性便於使用，減少事前繁複的人機訓練過程，並顧慮即時性的人機反應，將三維資料轉換為一維序列的動作序列，採用運算簡單快速的共同子序列比對演算法(Longest Common Subsequence; LCS)作為計算相似度的依據，彈性應用在不同的使用情境中，建構出無所不在的數位生活。 * 本動作辨識系統有別於影像辨識動作之技術，利用Wii 直覺的動作，配合動作辨識演算法，結合加速度控制器與Samsung S3c2440 開發平台，再利用藍芽作為通訊介面，與可攜式平台做連線，軟體部分，採用Linux 作業系統，搭配藍芽driver 與加速度感測器做連線 * 運作流程：動作辨識系統是基於動作由加速度感測器擷取以後，產生動作序列，再進行正規化得到特徵序列，此特徵序列在依照不同情境需求存入動作軌跡資料庫，提供不同情境比對使用。 * 本系統中，是以Samsung S3c2440(如下圖)和PC做為開發應用平台，並可外接USB 藍芽接收器和加速度控制器。 嵌入式系統平台是以Li