基于人体姿态的小车运动控制系统设计院（系部）机械及电气(附件)【字数：11427】
摘 要随着现代智能化的提升，人们越来越倾向于依靠简单的人体动作来完成复杂的工作或者工艺流程，因此也延伸出来许多基于人体姿态的设备和控制系统。姿态传感器将采集到的人体数据经过某一特定程序处理之后，在PC、单片机以及可编程控制器中进行数据的数模转换，把人体的姿态数据变化转换成直观的机械或者控制系统效果，使人体姿态得到越来越多的应用，成为现代工艺一个智能化的一个卓著体现。本文主要完成了利用MPU6050姿态传感器采集数据，通过TTL电平通讯协议将数据传送给单片机，从而能驱使智能小车动作。在本文的硬件设计中，将两台电动机固定于电路板的前端，每台电动机各自对应一个轮子，互不干扰，后部安装两个起稳定重心的轮子，防止在智能小车行进中发生车体倾斜。外部将姿态传感器采集到的数据传输给单片机中的数据存储单元，进行数模转换之后将数据传给STC89C52系列单片机的内部数据处理模块，以此来实现对智能小车的控制。对于姿态感器的应用上，采用的是一种人体运动中姿态的新坐标算法。首先建立一个虚拟的人体模型，是为了逼真的反应出人体的结构以及动作时的肢体变化。采用坐标算法可以更加准确地记录姿态的变化角度，在人体肢体动作或者移动式，数据不会受到人体所处空间以及环境的影而发生混乱。
目 录
第一章 绪论
1.1引言.............................................4
1.2基于人体姿态的小车运动控制系统研究的目的和意义...4
1.3研究现状.........................................5
1.4论文内容概要与组织结构...........................5
第二章 基于人体姿态的小车运动控制系统的方案设计与论证
2.1人体姿态识别方案设计.............................6
2.2小车运动控制方案设计.............................7
2.3人体姿态与小车运动控制映射关系设计...............8
2.4 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
姿态传感器与小车通信方案设计.....................9
2.4.1：方案一（通过蓝牙通讯单片机与传感器）
2.4.2：方案二（通过较长数据线通讯单片机与传感器）
2.5基于人体姿态的小车运动控制系统方案设计..........10
第三章 系统的软硬件设计
3.1姿态传感器的人体姿态识别模块选型与实现..........12
3.2单片机小车设计..................................12
3.3单片机程序的编写................................13
第四章 基于人体姿态的小车运动控制系统实现及实验
4.1人体姿态实验数据的采集..........................14
4.2小车运动控制实验................................16
4.3基于人体姿态的小车运动控制实验..................17
第五章 总结
5.1本文总结.........................................21
5.2展望.............................................21
谢辞.................................................22
参考文献.............................................23
附录.................................................25
第一章 绪论
1.1引言
在现代智能化的快速发展，智能化的出行方式以及自动控制的电动汽车[1]的应用越来越多，在人们的占据着越来越重要的地位。而随着智能车辆的兴起，智能化的车辆运动控制系统[2]也成为人们热门的研究对象，这其中就涉及到了很多方面还是得应用。比如说车辆的自动导航系统设计[3]，还有本课题中的基于人体姿态的小车运动控制系统。
现行最多的就是基于单片机进行系统的控制，因为单片机结构小，价格也较为便宜[4]。通过对单片机的掌握学习编写程序，做出适合现实出行或者运动的控制系统，这是十分重要的。而智能化则是使人的生活更加的简单便捷，于是就基于人体姿态传感器来设计一些方案[5]。而关于人体姿态的采取和使用，首先传感器要灵敏便捷，易于携带，其次是对于人体姿态的结算要准确无误，这就涉及到人体姿态的算法问题，在文献[6]中也有详细介绍。在此基础之上就是要对原理真正的明白，能够更加灵活的应用姿态传感器和单片机，可以通过实时采集人体的运动状态，将这些数据反馈给单片机[7]，随着人体动作的增多，那么车辆的功能以及表现形式将更加的多元化，人性化。
鉴于传感技术、信息处理、人工智能和自动控制等科学技术的迅猛发展，本课题设计了基于人体姿态的小车运动控制系统。通过研究可以来利用简单人体动作，中间经过姿态传感器的检测，来触发智能化小车的相对应动作。使小车的运动控制系统更加的智能化与简单快捷，在一定基础之上可以建立自己对于传感器以及单片机的掌握，为日后的深入中可以打下坚实的基础。
1.2基于人体姿态的小车运动控制系统设计的研究目的和意义
人体的动作姿态的研究在当前社会的计算机之中占着十分重要的地位，是研究人员的研究热点，因此也投入了大量的人力和物力。通过对于人体姿态的识别，向人们展示了一种新型的“语言”，这种语言是一种全新的信息处理方式。通过身体的语言也就是通过人体姿态和动作来表达出人体在某一种状态之下的语言，比如在一些生活场所、工作场所、公共场所等，采用手势、动作、面部表情等来表达出一种姿态信息。然后通过特制的传感器采集并且传输到计算机进行分析。这种新型的人机交换的技术在一定程度上能够表现出比语音信息、视频信息更加的准确和直接，使当下的智能产品更加的人性化。以及基于人体动作所代表信息等领域，人体动作姿态的识别都具有广泛的应用前景和长处。这些年来，人体姿态的识别已经取得了非常可观的效果，表现出了这种新型语言的优越性。但是同时它还存在着许多问题和未攻克的难点，主要集中在只是对人体一些简单肢体动作信息的采集，例如手部的动作、肢体的动作、蹲、跳、跑等在固定姿态下的肢体晃动的简单动作。很难做到对于一些细节方面的采集，例如面部表情得识别以及一些细微的动作。而且识别的基本是都是针对单体个人的运动，没有能够实现多对象捕捉，多行为捕捉。通过人体的动作姿态来控制小车的动作，在这一基础之上可以延伸出许多其他的设备，或者运用于其他的领域，使日后的生活更加智能化，只需做出某个简单动作即可交由设备来完成所需的结果。
目 录
第一章 绪论
1.1引言.............................................4
1.2基于人体姿态的小车运动控制系统研究的目的和意义...4
1.3研究现状.........................................5
1.4论文内容概要与组织结构...........................5
第二章 基于人体姿态的小车运动控制系统的方案设计与论证
2.1人体姿态识别方案设计.............................6
2.2小车运动控制方案设计.............................7
2.3人体姿态与小车运动控制映射关系设计...............8
2.4 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
姿态传感器与小车通信方案设计.....................9
2.4.1：方案一（通过蓝牙通讯单片机与传感器）
2.4.2：方案二（通过较长数据线通讯单片机与传感器）
2.5基于人体姿态的小车运动控制系统方案设计..........10
第三章 系统的软硬件设计
3.1姿态传感器的人体姿态识别模块选型与实现..........12
3.2单片机小车设计..................................12
3.3单片机程序的编写................................13
第四章 基于人体姿态的小车运动控制系统实现及实验
4.1人体姿态实验数据的采集..........................14
4.2小车运动控制实验................................16
4.3基于人体姿态的小车运动控制实验..................17
第五章 总结
5.1本文总结.........................................21
5.2展望.............................................21
谢辞.................................................22
参考文献.............................................23
附录.................................................25
第一章 绪论
1.1引言
在现代智能化的快速发展，智能化的出行方式以及自动控制的电动汽车[1]的应用越来越多，在人们的占据着越来越重要的地位。而随着智能车辆的兴起，智能化的车辆运动控制系统[2]也成为人们热门的研究对象，这其中就涉及到了很多方面还是得应用。比如说车辆的自动导航系统设计[3]，还有本课题中的基于人体姿态的小车运动控制系统。
现行最多的就是基于单片机进行系统的控制，因为单片机结构小，价格也较为便宜[4]。通过对单片机的掌握学习编写程序，做出适合现实出行或者运动的控制系统，这是十分重要的。而智能化则是使人的生活更加的简单便捷，于是就基于人体姿态传感器来设计一些方案[5]。而关于人体姿态的采取和使用，首先传感器要灵敏便捷，易于携带，其次是对于人体姿态的结算要准确无误，这就涉及到人体姿态的算法问题，在文献[6]中也有详细介绍。在此基础之上就是要对原理真正的明白，能够更加灵活的应用姿态传感器和单片机，可以通过实时采集人体的运动状态，将这些数据反馈给单片机[7]，随着人体动作的增多，那么车辆的功能以及表现形式将更加的多元化，人性化。
鉴于传感技术、信息处理、人工智能和自动控制等科学技术的迅猛发展，本课题设计了基于人体姿态的小车运动控制系统。通过研究可以来利用简单人体动作，中间经过姿态传感器的检测，来触发智能化小车的相对应动作。使小车的运动控制系统更加的智能化与简单快捷，在一定基础之上可以建立自己对于传感器以及单片机的掌握，为日后的深入中可以打下坚实的基础。
1.2基于人体姿态的小车运动控制系统设计的研究目的和意义
人体的动作姿态的研究在当前社会的计算机之中占着十分重要的地位，是研究人员的研究热点，因此也投入了大量的人力和物力。通过对于人体姿态的识别，向人们展示了一种新型的“语言”，这种语言是一种全新的信息处理方式。通过身体的语言也就是通过人体姿态和动作来表达出人体在某一种状态之下的语言，比如在一些生活场所、工作场所、公共场所等，采用手势、动作、面部表情等来表达出一种姿态信息。然后通过特制的传感器采集并且传输到计算机进行分析。这种新型的人机交换的技术在一定程度上能够表现出比语音信息、视频信息更加的准确和直接，使当下的智能产品更加的人性化。以及基于人体动作所代表信息等领域，人体动作姿态的识别都具有广泛的应用前景和长处。这些年来，人体姿态的识别已经取得了非常可观的效果，表现出了这种新型语言的优越性。但是同时它还存在着许多问题和未攻克的难点，主要集中在只是对人体一些简单肢体动作信息的采集，例如手部的动作、肢体的动作、蹲、跳、跑等在固定姿态下的肢体晃动的简单动作。很难做到对于一些细节方面的采集，例如面部表情得识别以及一些细微的动作。而且识别的基本是都是针对单体个人的运动，没有能够实现多对象捕捉，多行为捕捉。通过人体的动作姿态来控制小车的动作，在这一基础之上可以延伸出许多其他的设备，或者运用于其他的领域，使日后的生活更加智能化，只需做出某个简单动作即可交由设备来完成所需的结果。
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