智慧型交警手勢識別系統

內部的2401模組 為了實現手勢識別並將結果顯示在車載螢幕上,所以採用無線信號採集解決方案。 核心為信號識別部分,該部分負責信號的識別,並將識別結果通過一條模擬匯流排傳送給下一級功能模組。

在機動車行駛時經常會遇到如下問題:首先,接近90%的司機不能完全識別交警的指揮手勢含義,造成交警指揮效率降低,行車安全無法保證;其次,在雨雪天氣或夜間行車時,能見度低,交警手勢難以識別;再有,交通管制路段車流量很大時由於車輛阻擋,交警手勢指揮距離有限。針對上述問題我們開發出一種
輔助手段來解決,採用手勢識別系統對交警執法動作進行識別,並在車載或佩戴式顯示屏上清晰顯示出來。這樣司機就可以獲得明確的指揮信息,並及時做出反應,降低事故發生幾率,保護交警安全。

系統概述

系統採用先進的動作識別技術提供手勢識別方案,解決交警實際指揮中的重要問題。具有識別可靠性高、速度快、可讀性強等優點。在惡劣天氣或夜間可以起到增加可視距離、保證交警執法安全等作用。

系統構成

手持端(信號採集模組)

採用 MXR9500 採集手部揮動所產生的加速度,加速度相應的模擬量通過nRF24E1 內部的ADC 轉換為 8 位的數字量,並使用 nRF24E1 內部的2401模組 通過 2.4G無線頻段發射出去。 由於 MXR9500 產生的電壓範圍超出了 nRF24E1 上 ADC 的參考電壓,所以採用電阻分壓來降低電壓,隨之而來的誤差將在識別算法中被修正。
手持端採用鋰電池供電,電源管理相對簡單。過流保護板與鋰電池電壓轉換晶片構成穩定電源,再配以相應電容就得到晶片與感測器的電源。充電使用通用充電器直接連線保護電路即可,同時電壓轉換晶片將保護系統晶片不受充電電流影響。

主機(核心處理模組)

採用 nRF24E1 接收手持端傳來的無線信號,經過簡單處理通過串口傳送至 Atmega128 微處理器。微處理器將傳來的信號進行軟體算法濾波之後進行識別處理,並對識別數據與資料庫中數據進行比對,最終得出識別結果,通過 IO 口傳遞給掛載在一條匯流排上的下一級晶片。下一級晶片可以是:聲音晶片、車載顯示屏驅動晶片、佩戴式顯示屏驅動晶片或者其他功能擴展模組(如溫度、噪聲、GPRS模組等)。
識別過程中需要處理的數據是加速度在時域中的變化值。手部動作雖然具有規律,但所產生的加速度值會與揮動速度、揮動力度有關係。同一個動作可能存在著多種路徑,所以在識別的時候需要考慮這些不確定因素。
濾波採用簡潔高效的時域濾波法,將時域中一定時間內的數據進行加權平均得出較平滑的波形。之後對波形進行採樣提取特徵值,和資料庫中已存的特徵值進行對比,最終即可識別出動作名稱。

擴展模組

擴展模組包括: 車載顯示屏驅動模組 ; 佩戴式顯示屏驅動模組 ;聲音驅動模組 ;溫度或噪聲採集模組以及其他擴展模組。

系統構架

為了實現手勢識別並將結果顯示在車載螢幕上,所以採用無線信號採集解決方案。為使系統可以擴展更多功能以便接入未來立體信息化交通管理系統,系統採用分工明確的模組化結構。整個構架包括信號採集、信號處理、信號識別、結果顯示及擴展功能部分。
核心為信號識別部分,該部分負責信號的識別,並將識別結果通過一條模擬匯流排傳送給下一級功能模組。

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