基于PSO改进的BP神经网络数据手套手势识别-论文.pdf

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1、第18卷第8期电机与控制学报Vol_18No．82014年8月ElectriCMachineSandControlAug．2014基于PSO改进的BP神经网络数据手套手势识别李东洁，李君祥，张越，曾稹(1．哈尔滨理工大学机电控制及自动化技术研究所，黑龙江哈尔滨150080；2．哈尔滨工业大学通信技术研究所，黑龙江哈尔滨150080)摘要：针对5DT数据手套手势识别这一问题，提出BP神经网络和PSO算法相结合的识别方法。首先利用特征提取和归一化方法建立通用手势模板，并基于此模板采用BP神经网络进行训练学习，同时通过PSO算法修正BP神经网络的权值和阈值，将训练完毕的神经网络用于实际操

2、作过程中的手势识别。该方法既保留了BP算法结构简单、易于实现的优点，同时避免了不同操作者复杂的标定过程。仿真和实验结果表明，所提出的控制方法有效的缩短了学习时间，并且提高了识别过程的实时性和精确性。关键词：手势识别；BP神经网络；PSO算法；数据手套；机器人中图分类号：TP391．4文献标志码：A文章编号：1007—449X(2014)08—0087—07GesturerecognitionofdataglovebasedonPSO-ImprovedBPneuralnetworkLIDong-jie，LIJunxiang，ZHANGYue，ZENGZhen(I．Instituteo

3、fEleetromechanicalControlandAutomationTechnology，HarbinUniversityofScienceandTechnology，Harbin150080，China；2．CommunicationResearchCenter，Ha~inInstituteofTechnology，Harbin150080，China)Abstract：Forthe5DTdataglovegesturerecognition，therecognitionmethodthatcombinestheBPneuralnetworkwithPSO(Particl

4、eSwarmOptimization)algorithmwasproposed．Featureextractionandnormali-zationmethodwasadoptedtoestablishthecommongesturetemplate．TheBPneuralnetworkwastrainedtolearntheestablishedgesturetemplate．MeanwhiletheweightsandthresholdsoftheBPneuralnetworkweremodifiedbyPSOalgorithm．Thenthetrainedneuralnetw

5、orkwasusedtorecognizegesturesinactualmanipulationprocess．Thismethodavoidsthecomplexcalibrationofdifferentoperators．TheadvantagesofBPalgorithm，includingsimplestructure，easyrealizationareretained，andthereal—timeperform—anceandaccuracyintheidentificationprocessareimprovedwiththeintroductionoftheP

6、SOalgorithm．Thesimulationandexperimentalresultsshowthattheproposedcontrolmethodshortensthelearningtimeeficientlyandimprovesthereal-timeperformanceandaccuracyofrecognitionprocess．Keywords：gesturerecognition；BPneuralnetwork；PSOalgorithm；dataglove；robot收稿日期：2013—02—25基金项目：国家自然科学基金(51105117)；黑龙江省高

7、校青年学术骨干支持计划项目(1254G023)；黑龙江省博士后科研启动基金；哈尔滨理工大学青年拔尖人才资助计划(2013)作者简介：李东洁(198l一)，女，博士，教授，研究方向为微纳操作机器人、机器人遥操作；李君祥(1991-)，男，硕士研究生，研究方向为机器人遥操作；张越(1991-)，女，硕士研究生，研究方向为机电控制系统仿真；曾稹(1985一)，女，博士研究生，研究方向为认知无线电。通讯作者：李君祥88电机与控制学报第18卷0引言1手势设计数据手套作为一种新型