智能的交警手势识别系统

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1、实用标准文案智能交警手势识别系统1.作品介绍1.1作品概述：本产品采用先进的动作识别技术提供手势识别方案，解决交警实际指挥中的重要问题。具有识别可靠性高、速度快、可读性强等优点。在恶劣天气或夜间可以起到增加可视距离、保证交警执法安全等作用。1.2系统构成：系统框图：图一（系统框图）1.2.1手持端（信号采集模块）采用MXR9500采集手部挥动所产生的加速度，加速度相应的模拟量通过nRF24E1内部的ADC转换为8位的数字量，并使用nRF24E1内部的2401模块通过2.4G无线频段发射出去。由于MXR9500产生的电压范围超出了nRF24E

2、1上ADC的参考电压，所以采用电阻分压来降低电压，随之而来的误差将在识别算法中被修正。手持端采用锂电池供电，电源管理相对简单。过流保护板与锂电池电压转换芯片构成稳定电源，再配以相应电容就得到芯片与传感器的电源。充电使用通用充电器直接连接保护电路即可，同时电压转换芯片将保护系统芯片不受充电电流影响。精彩文档实用标准文案图二（手持端示意图）nRF24E1发射信号可设置发射频率，并可设置地址码，同时其内部有CRC校验功能，这样使用同一信道的信号也不会错误接收。本系统使用两个nRF24E1同时在不同的频段发射信号，并通过一个nRF24E1来轮询接收

3、。对于本系统，nRF24E1的信道切换速度足够识别需求。1.2.2主机（核心处理模块）采用nRF24E1接收手持端传来的无线信号，经过简单处理通过串口发送至ATmega128微处理器。微处理器将传来的信号进行软件算法滤波之后进行识别处理，并对识别数据与数据库中数据进行比对，最终得出识别结果，通过IO口传递给挂载在一条总线上的下一级芯片。下一级芯片可以是：声音芯片、车载显示屏驱动芯片、佩戴式显示屏驱动芯片或者其他功能扩展模块（如温度、噪声、GPRS模块等）。识别过程中需要处理的数据是加速度在时域中的变化值。手部动作虽然具有规律，但所产生的加速

4、度值会与挥动速度、挥动力度有关系。同一个动作可能存在着多种路径，所以在识别的时候需要考虑这些不确定因素。滤波采用简洁高效的时域滤波法，将时域中一定时间内的数据进行加权平均得出较平滑的波形。之后对波形进行采样提取特征值，和数据库中已存的特征值进行对比，最终即可识别出动作名称。1.2.3扩展模块扩展模块包括：车载显示屏驱动模块；佩戴式显示屏驱动模块；声音驱动模块；温度或噪声采集模块以及其他扩展模块。1.2.3.1车载显示屏驱动模块采用ATMega16实现，将显示屏内容通过IO精彩文档实用标准文案串行送入车载LED显示屏，并同时产生行选信号。显示

5、模式为逐行扫描模式1.2.3.2佩戴式显示屏模块采用ATMega8控制，在演示产品中使用市面上可购买到的电子胸卡，该胸卡采用串口接收数据并显示。用ATMega8模拟PC串口所发送的控制数据对电子胸卡进行控制，以实现显示内容。1.2.3.3声音驱动模块采用凌阳单片机实现，通过IO口获取识别结果，并使用其内部语音模块驱动扬声器播放声音。所有扩展模块均通过统一标准的IO口接入主控识别芯片，并可实现同一模拟总线上同时挂载多个模块。1.3.开发流程1.3.1系统构架为了实现手势识别并将结果显示在车载屏幕上，所以采用无线信号采集解决方案。为使系统可以扩

6、展更多功能以便接入未来立体信息化交通管理系统，系统采用分工明确的模块化结构。整个构架包括信号采集、信号处理、信号识别、结果显示及扩展功能部分。核心为信号识别部分，该部分负责信号的识别，并将识别结果通过一条模拟总线发送给下一级功能模块。1.3.2芯片选型无线传输为本系统的基本框架，选择低功耗、通用性好的无线传输芯片是选型的主要参考。nRF24E1除了具有2.4G无线发射接收模块，其内部还带有增强型的51控制器，并且有ADC及UART功能模块。可以直接将传感器产生的模拟信号转换成数字信号并进行无线传输。该芯片在无线传输时还可进行硬件CRC校验，

7、可保证传输信号安全可靠。核心处理模块选型的主要参考有：处理速度、存储器容量、通用性。ATmege128具有足够的识别运算能力，并且具有128K的Flash存储器，可完整保存识别对比数据。同时该芯片所需外围电路简单，通用性好，可大大缩短开发周期。1.3.3识别算法建模首先建立硬件信号采集环境，将采集到的数据通过串口发送至PC进行分析以得出识别算法。PC端使用Labview获取串口数据，对数据进行简单索引拆分后生成波形图表。（如下图）图三（Labview窗体）精彩文档实用标准文案Labview通过对波形分析，发现同一动作所产生的六路波形的包络十

8、分相似，但在幅度以及时域尺度上有所区别。如果采用波形包络进行对比识别的可行性较大，但这样会面临一个主要问题：开始点与结束点的确定。因为对数据进行做差再比较需要对波形整体进行时域中