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篇一 本科大學(xué)生畢業(yè)設(shè)計開題報告
本科大學(xué)生畢業(yè)設(shè)計開題報告
本科大學(xué)生畢業(yè)設(shè)計開題報告
一、課題的依據(jù)和意義：
1、依據(jù)：時尚是有藝術(shù)品位的生活，時知務(wù)也，尚在品質(zhì)!時尚一族的生活是藝術(shù)化的，所追求的生活隨著時間的變化也會不斷的提高的，但不變的是一直在追求高品質(zhì)的生活。為了滿足這一人群的需要，時尚產(chǎn)品也在不斷的更新，向更高的品質(zhì)發(fā)展。
概念車可以理解為未來汽車，汽車設(shè)計師利用概念車向人們展示新穎、獨(dú)特、超前的構(gòu)思，反映著人類對先進(jìn)汽車的夢想與追求。概念車往往只是處在創(chuàng)意、試驗階段，也許永不投產(chǎn)。與大批量生產(chǎn)的商品車不同，每一輛概念車都可以擺脫生產(chǎn)制造工藝的束縛，盡情地夸張地展示自己的獨(dú)特魅力。時尚一族這個人群在未來的社會中，隨著生活水平和精神追求的提高將會愈來愈龐大。為了滿足這一人群的旅游出行進(jìn)行交通設(shè)計是又必要性的。
概念車的最大功能就是發(fā)現(xiàn)與引導(dǎo)這些變化的方向?？蠆W庫亞馬說過世界在變，汽車在變，在今后的10年到20年內(nèi)會變得很劇烈。交通工具也要隨著這種變化不管更新、改變。未來概念車的設(shè)計可以推動我們的交通發(fā)展，解決很多我們生活中現(xiàn)有的一些問題，使我們未來的出行、旅游更加方便。
天馬行空、隨心所欲在設(shè)計中不再是不切實際，對于概念車的設(shè)計天馬行空的創(chuàng)意和隨心所欲的想象已經(jīng)成為一種珍貴財富。舞動的概念、迸發(fā)的理念塑造了經(jīng)典概念車的楷模。概念車體現(xiàn)了汽車設(shè)計師的靈感和風(fēng)格，概念車甚至不受量產(chǎn)車的條件限制，可任意采用未經(jīng)充分驗證的新工藝、新材料和新設(shè)計，充分發(fā)揮想象力和創(chuàng)造力。
針對時尚一族的概念車設(shè)計需要打造出時尚、藝術(shù)、高品位的產(chǎn)品，因為品質(zhì)與美是要藝術(shù)的手法去塑造，藝術(shù)提高品位，藝術(shù)是脫俗的，出類拔萃的;時尚是高尚的，時尚離不開藝術(shù)，藝術(shù)可以創(chuàng)造時尚。
2、意義：時尚賦予人們不同的內(nèi)涵和神韻，帶給人的是一種愉悅的心情和優(yōu)雅、純粹與不凡感受，能體現(xiàn)不凡的.生活品味，精致、展露個性。人類對時尚的追求，在精神上的或是物質(zhì)上的追求都促進(jìn)了人類生活。
概念車是汽車中內(nèi)容最豐富、最深刻、最前衛(wèi)、最能代表世界汽車科技發(fā)展和設(shè)計水平的汽車。概念車是時代的最新汽車科技成果，代表著未來汽車的發(fā)展方向，因此它展示的作用和意義很大，能夠給人以啟發(fā)并促進(jìn)相互借鑒學(xué)習(xí)。因為概念車有超前的構(gòu)思，體現(xiàn)了獨(dú)特的創(chuàng)意，并應(yīng)用了最新科技成果，所以它的鑒賞價值極高。概念車也是藝術(shù)性最強(qiáng)、最具吸引力的汽車。
針對時尚一族未來型概念車的設(shè)計，將會改變未來生活的方式，改變時尚潮流的走向，引領(lǐng)未來生活中交通方式的發(fā)展方向。
二、國內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢：
1、國內(nèi)概況：中國概念車設(shè)計的起步較晚，1999年在上海國際車展，中國以吉祥動物麒麟為名的第一款概念車吸引了世人的目光，這是第一輛由中國人設(shè)計，在中國制造并面向中國市場的經(jīng)濟(jì)型汽車。稚嫩的車型，俗氣的顏色，平平的參數(shù)是人不得不感慨中國汽車設(shè)計的落后。但是他最大的意義就是喚起了中國概念車的設(shè)計。
2003年的鯤鵬是中國感念車的一個亮點(diǎn)。終于有了對外形和顏色的思考，但是不得不說造型依然很丑。雖然不足還有很多，但是鯤鵬對所在微型車細(xì)分領(lǐng)域的全新探索，演練了低成本構(gòu)造，泛亞以每兩年一輛概念車的速度成長，這使得中國汽車廠商在目睹這一個又一個的中國概念車之后開始醒悟，中國需要概念車的設(shè)計。
2、國外概況：國外概念車的設(shè)計尤其是歐美國家的概念車設(shè)計較為成熟，不論技術(shù)上、造型上、色彩搭配上、還是使用方式等創(chuàng)新都處在世界的前端。
發(fā)展趨勢：
趨勢一：傳統(tǒng)車型分類被打破交叉車型成趨勢。如今越來越多的車型打出了交叉車型的概念。如大眾概念車concepta亮點(diǎn)：運(yùn)動轎車與suv的結(jié)合;斯柯達(dá)概念車yeti亮點(diǎn)：suv、轎車、旅行車等集于一身。
趨勢二：傳統(tǒng)能源殆盡新能源汽車代替。能源問題是目前汽車技術(shù)的最大課題，其也直接影響到節(jié)能、環(huán)保等一系列技術(shù)。如雪佛蘭sequel氫燃料電池車亮點(diǎn)：最先進(jìn)的氫燃料電池車型;福特reflex柴電混合動力概念車亮點(diǎn)：利用太陽能的柴油電力混合動力。
趨勢三：打破汽車結(jié)構(gòu)的未來智能行走機(jī)器。設(shè)計師們不滿足于這些傳統(tǒng)汽車概念，他們需要打破常規(guī)的、面向未來的智能行走機(jī)器。如豐田全新未來概念車fine-t亮點(diǎn)：智能交通下的未來車。
趨勢四：個性化的突破設(shè)計。外形設(shè)計的突破性，是一款概念車的基本要求。如雷諾zoe概念車亮點(diǎn)：不對稱的車門設(shè)計;福特iosis概念車亮點(diǎn)：奠定福特未來風(fēng)格的雕塑感設(shè)計
三、研究內(nèi)容及基本思路：
1、研究內(nèi)容：
造型上，整車為流線型設(shè)計，考慮空氣力學(xué)，要有效地減小風(fēng)阻，車體設(shè)計時尚前衛(wèi)，動感活力，遵循簡約主義的同時又要凸顯個性。整車將采用仿生學(xué)進(jìn)行形態(tài)設(shè)計，將會運(yùn)用一些中國傳統(tǒng)元素穿插在設(shè)計之中。把中國風(fēng)貫徹在在設(shè)計中，要體現(xiàn)原創(chuàng)性。
結(jié)構(gòu)上，整車為兩廂設(shè)計，發(fā)動機(jī)中置，車門為雙開門上旋打開方式。車型初步定為跑車類汽車。
材料上，材料主要以環(huán)保型材料取代鋼鐵和塑料，可能采用碳纖維，不過更多的將會使用采用鋁或者鋼這樣的常見材料。
色彩上，定位人群為時尚一族，因此選用較亮麗的彩色，多種配色方案。
人機(jī)上，考慮人與機(jī)器的關(guān)系，遵循人機(jī)工程學(xué)。
2、基本思路：
打造一款時尚的未來型概念跑車，形態(tài)上擁有張力，在年輕的90后上尋找靈感，根據(jù)時尚的90后們的喜好來進(jìn)行設(shè)計。收集一些相關(guān)的資料，研究90后時尚人群中的習(xí)慣和遇到的問題，這些研究在設(shè)計中得以體現(xiàn)。結(jié)構(gòu)設(shè)計會在現(xiàn)有的一些汽車結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，盡量保持楔形車型。
四、進(jìn)度安排：
1、前期階段(20xx.09.01-10.13)：
1)09.01-10.12制定工作計劃，指導(dǎo)教師資格審定;
2)10月13日下午召開畢業(yè)設(shè)計(論文)動員大會(全院);
3)10.13-10.16指導(dǎo)老師制定畢業(yè)設(shè)計題目，學(xué)生進(jìn)行選題;指導(dǎo)老師與學(xué)生雙向選擇，題目
上要求做到一人一題。下達(dá)具體任務(wù)書;
2、中期階段(20xx.10.13-寒假前)
1)10.17-10.30開題報告，畢業(yè)設(shè)計調(diào)研分析及材料整理;前期發(fā)散草圖;
2)11.01-11.31課題研究報告，畢業(yè)設(shè)計前期方案、方案初選及深入;
3)12.01-12.17方案定稿，深入草圖，畢業(yè)論文前三章初稿。
4)20xx年12月18日學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)中期檢查;
5)12.18-寒假放假畢業(yè)設(shè)計建模、渲染、版面，寒假放假前集中檢查;
6)上報實習(xí)單位及地點(diǎn)。
3、后期階段(寒假開學(xué)-20xx.06.20)
1)寒假開學(xué)-20xx.05.03畢業(yè)實習(xí)并繼續(xù)在老師指導(dǎo)下完成畢業(yè)設(shè)計，完成畢業(yè)設(shè)計模型制作;
2)5月4日開會集中;在校內(nèi)集中精力撰寫畢業(yè)論文，整理材料，完善設(shè)計圖紙及模型，準(zhǔn)備答辯;
2)5月24-26日第1次畢業(yè)答辯;
3)6月9日第2次畢業(yè)答辯;
4)6月10-20xx進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計相關(guān)材料歸檔整理，向教務(wù)報送成績，完成全部畢業(yè)設(shè)計工作。
五、主要參考文獻(xiàn)
篇二 大學(xué)生畢業(yè)設(shè)計開題報告怎么寫
1. 開題報告方法介紹：
開題報告是指開題者對科研課題一種文字說明材料。這是一種新應(yīng)用寫作文體，這種文字體裁是隨著現(xiàn)代科學(xué)研究活動計劃性增強(qiáng)跟科研選題程序化管理需要應(yīng)運(yùn)而生。開題報告一般為表格式，它把要報告每一項內(nèi)容轉(zhuǎn)換成相應(yīng)欄目，既便于開題報告按目填寫，避免遺漏；又便于評審者一目然，把握要點(diǎn)。
2. 開題報告基本內(nèi)容及其順序：
一、 開題報告封面：
論文題目、系別、專業(yè)、年級、姓名、導(dǎo)師
二、 論文背景、目跟意義
（目要明確，充分闡明該課題重要性）：
1.論文背景；
2.理論意義；
3.現(xiàn)實意義
三、國內(nèi)外研究概況
（應(yīng)結(jié)合畢業(yè)設(shè)計題目，與參考文獻(xiàn)相聯(lián)系，是參考文獻(xiàn)概括）：
1.理論淵源及演進(jìn)過程；
2.國內(nèi)有關(guān)研究綜述；
3.國外有關(guān)研究綜述
四、論文理論依據(jù)、研究方法、研究內(nèi)容
（思想明確、清晰，方法正確、到位，應(yīng)結(jié)合所要研究內(nèi)容，有針對性）
五、研究條件跟可能存在問題
六、預(yù)期結(jié)果
七、論文擬撰寫主要內(nèi)容 （論文提綱）
八、論文工作進(jìn)度安排
（內(nèi)容要豐富，不要寫得太簡單，要充實，按每周填寫，可2-3周，但至少很5個
時間段，任務(wù)要具體，能充分反映研究內(nèi)容）
九、參考文獻(xiàn)
下面是開題報告模板：
*****大學(xué)
畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告
課 題 名 稱：
學(xué) 生 姓 名： 學(xué)號： 指 導(dǎo) 教 師： 職稱： 所 在 學(xué) 院：專 業(yè) 名 稱：
****大學(xué)
年 月 日
篇三 大學(xué)生畢業(yè)設(shè)計開題報告參考
一、本課題選題的依據(jù)
在現(xiàn)代素質(zhì)教育的形勢下，建設(shè)為素質(zhì)教育服務(wù)的、現(xiàn)代化的、功能完善的教育教學(xué)資源系統(tǒng)，拓展學(xué)生自主學(xué)習(xí)的空間，發(fā)展學(xué)生的多種能力，特別是創(chuàng)新能力，已經(jīng)成為中學(xué)教育必須研究的課題。
現(xiàn)代信息技術(shù)特別是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，使我們的教育模式產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍，網(wǎng)絡(luò)化教育將成為信息時代的重要標(biāo)志和組成部分。探索、研究并構(gòu)建適宜于在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的教育教學(xué)模式，是教育界亟待解決的課題，也是我們責(zé)無旁貸的使命。在網(wǎng)絡(luò)教育時代，不僅需要有先進(jìn)科學(xué)的教學(xué)手段、高效互動的教學(xué)方式，更需要有豐富實用的教學(xué)資源、完備的教學(xué)體系。在網(wǎng)絡(luò)化教育的大環(huán)境下，教師應(yīng)該成為網(wǎng)絡(luò)教育的主導(dǎo)力量。而目前，我們的教師對信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)教育尚不熟悉，利用網(wǎng)絡(luò)實施教育教學(xué)尚有距離，尤其是建立“在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的教育教學(xué)新模式”還有待起步，基于此，我們提出了本課題的研究。
二、本課題研究的條件
開展本課題研究具有以下有利條件：
背景條件：國家教育部大力推進(jìn)信息技術(shù)教育，虛擬學(xué)校、遠(yuǎn)程教育等應(yīng)運(yùn)而生；重慶市教委大力普及信息技術(shù)教育，通過評選信息技術(shù)示范校加大力度；渝中區(qū)率先建立局域網(wǎng)，并通過已經(jīng)實施了三年的“雙創(chuàng)課題”研究，使教師的教學(xué)理念有了極大改觀；隨著課改的進(jìn)一步深入，現(xiàn)代技術(shù)特別是信息技術(shù)在教育教學(xué)中得到了廣泛的應(yīng)用。
基礎(chǔ)條件：我校通過一年多的艱苦奮斗，信息技術(shù)無論在硬件上，還是軟件上，都打下了堅實的基礎(chǔ)：
硬件上：我校建成了以光纖為網(wǎng)絡(luò)骨干，采用千兆高速以太網(wǎng)，集視頻教學(xué)、監(jiān)控、信息服務(wù)、學(xué)校管理于一體的校園網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)了“班班通”；全校所有的教室都安裝了數(shù)字投影機(jī)、實物展示臺、100英寸電動玻珠屏幕、多功能講臺、監(jiān)控攝像機(jī)、29英寸電視機(jī)，上課教師人手一臺筆記本電腦。
軟件上：我校初步建成了具有求精特色的 “教育信息資源庫”，包括《k12學(xué)科資源庫》、《數(shù)字圖書館》（近兩萬冊電子書籍）、《信息技術(shù)與課程整合》電子期刊等大型教育數(shù)據(jù)庫、試題庫、資料庫，涵蓋國情教育、心理咨詢、青春期教育、健康教育、藝術(shù)教育、升學(xué)指南、教育法規(guī)等教育信息庫，能充分滿足現(xiàn)代教育管理和一線教學(xué)的需要。
人員上：我校成立了信息技術(shù)中心，配備了專業(yè)人員，無論從理論上，還是實踐上，都有相當(dāng)造詣。信息技術(shù)中心，對全校教職員工進(jìn)行了信息技術(shù)素質(zhì)修養(yǎng)和實際操作的培訓(xùn)，全校教職員工基本掌握信息技術(shù)教育，能滿足在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下進(jìn)行教育教學(xué)的需要。
三、本課題研究要解決的問題
1、觀念問題：有了好的硬件環(huán)境，如果觀念不更新，只是“換湯不換藥”，那就失去了研究價值。本課題必須著力解決教師教育觀念更新的問題。
2、理論問題：目前網(wǎng)絡(luò)教育缺乏科學(xué)、系統(tǒng)的教育理論作指導(dǎo)，本課題應(yīng)在實踐中創(chuàng)造性地應(yīng)用現(xiàn)有的理論，不斷探索、總結(jié)、歸納、概括，形成適用于網(wǎng)絡(luò)教育的理念、原則、策略。
3、技術(shù)問題：信息技術(shù)，顧名思義，技術(shù)性是很強(qiáng)的。如何使教師技術(shù)精湛，使精湛技術(shù)與優(yōu)質(zhì)教育緊密結(jié)合，培養(yǎng)適應(yīng)知識經(jīng)濟(jì)時代需要的人才，是一個值得認(rèn)真探討的問題。本課題希望在這方面能作出一點(diǎn)貢獻(xiàn)。
4、實踐問題：網(wǎng)絡(luò)是一個新環(huán)境，如何在這個平臺上，創(chuàng)造出符合自己實際的教育教學(xué)模式，需要從實踐中不斷總結(jié)，不切實際地模仿別人，拷貝別人，是不可取的。本課題倡導(dǎo)教師努力進(jìn)行實踐。
四、本課題研究的目標(biāo)、內(nèi)容和創(chuàng)新之處
1、本課題研究的目標(biāo)是：建立一個基于網(wǎng)絡(luò)平臺的符合當(dāng)代教育理念、具有現(xiàn)代教育特色、綜合教育效益很高的新型教育教學(xué)模式。
2、本課題研究的內(nèi)容是：
（1）21世紀(jì)的教師應(yīng)該思考自己的角色定位問題：
①在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中教師應(yīng)該采用什么樣的教育教學(xué)模式實施教育教學(xué)。
②在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，教師應(yīng)該采取什么樣的再教育模式接受終身教育以保持新鮮活力，促成教育教學(xué)可持續(xù)發(fā)展。
③適應(yīng)現(xiàn)代教育的`新趨勢——網(wǎng)絡(luò)教育，對教師素質(zhì)到底有哪些新的要求。
（2）21世紀(jì)的學(xué)生應(yīng)該
思考自己的學(xué)習(xí)問題：
①在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，如何變更傳統(tǒng)學(xué)習(xí)模式，建立新的學(xué)習(xí)方式。
②在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，如何學(xué)會學(xué)習(xí)。
③在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，如何培養(yǎng)創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。
（3）21世紀(jì)的學(xué)校應(yīng)該思考建設(shè)新型師資隊伍，培養(yǎng)新型學(xué)生的關(guān)鍵途徑；加強(qiáng)資源庫的建設(shè)，為網(wǎng)絡(luò)教育提供堅實保障等問題：
①如何進(jìn)行資源庫結(jié)構(gòu)的建設(shè)。
②如何強(qiáng)化教師和學(xué)生的網(wǎng)絡(luò)意識。
③合理地充分地使用資源庫，實現(xiàn)新的教育教學(xué)目標(biāo)。
3、本課題研究的創(chuàng)新之處是：
（1）選題富有挑戰(zhàn)性。本選題基于信息化大發(fā)展，傳統(tǒng)教育與新型教育大更替的階段，具有承上啟下的作用。
（2）大膽打破傳統(tǒng)的教學(xué)模式。課題研究中，必須以全新的教育教學(xué)理念為指導(dǎo)，采用生動活潑的網(wǎng)絡(luò)課堂教學(xué)與豐富多彩的課外教育相結(jié)合的形式進(jìn)行教育教學(xué)實踐。
（3）手段先進(jìn)。利用校園網(wǎng)絡(luò)和個人主頁資料，給學(xué)生一個充分自主的學(xué)習(xí)空間和積極思維的素材，強(qiáng)化培養(yǎng)學(xué)生“自我”意識的目的性。
五、本課題的前期準(zhǔn)備工作
xx年3月至xx年2月，對全校教師進(jìn)行了12輪培訓(xùn)，從計算機(jī)的基本操作，到簡單課件制作、網(wǎng)絡(luò)課件制作，以及網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下教學(xué)的基本方式，進(jìn)行了一系列的系統(tǒng)培訓(xùn)，組織課題組成員參加國家、市、區(qū)各級的技能競賽，多人獲獎，從而推動了教師個人素質(zhì)的進(jìn)一步提高。
六、本課題的研究方法
本課題研究的理論基礎(chǔ)是建構(gòu)主義理論、多元智力論、現(xiàn)代教育學(xué)、現(xiàn)代心理學(xué)和科學(xué)研究方法論等。
本課題的主要研究方法為文獻(xiàn)索引法、行動研究法。以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、人工智能、多媒體技術(shù)為基礎(chǔ)的信息技術(shù)作為研究手段，采用觀察、文卷調(diào)查、經(jīng)驗總結(jié)、實驗、對比分析等方法和手段，進(jìn)行多個輪回的研究。
七、本課題研究的成果
1、論文集：本課題研究的報告、總結(jié)、論文、案例、教案精編（內(nèi)部印行，爭取正式出版）。
2、專著：《扣開未來之門——在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的教育模式研究》（正式出版）
3、電子出版物：《求精中學(xué)優(yōu)秀網(wǎng)絡(luò)課件選》（若干輯）
八、本課題研究的進(jìn)度計劃
（一）研究周期
三年，即xx年2月至xx年1月
（二）研究步驟分三個階段
1、xx年2月——5月為準(zhǔn)備階段
宣傳發(fā)動，組成課題組，醞釀?wù)n題實施方案及相關(guān)措施等。
2、xx年6月——xx年8月為實施階段
第一輪（xx年6月——8月），主要工作：課題組統(tǒng)一認(rèn)識；申報課題；確定子課題，各分課題組分別開展研究工作；積累資料；統(tǒng)計分析，寫出可行性研究報告。
第二輪（xx年9月——xx年8月），主要工作：完善方案措施；繼續(xù)開展研究；爭取有一定的成果，并寫出第二期研究報告，接受中期檢查。
第三輪（xx年9月——xx年8月），主要工作：繼續(xù)開展研究，并爭取在某些學(xué)科實現(xiàn)質(zhì)的跨越；爭取每人有論文；寫出第三期研究報告并接受中期檢查。
第四輪（xx年9月——xx年12月），主要工作：繼續(xù)開展研究；出論文集；寫出高質(zhì)量的研究報告；申請結(jié)題。
為了使課題研究順利進(jìn)行，我們將本課題分為四個研究小組，分別在信息技術(shù)、文科類、理科類、藝術(shù)類四個方面開展研究，逐步互相滲透、融合，最終形成一個開放的、立體的學(xué)生自主學(xué)習(xí)的空間。
3、xx年12月——xx年1月，結(jié)題驗收，主要工作：接受專家組審查鑒定；根據(jù)成果獎勵優(yōu)秀參研人員。
篇四 大學(xué)生畢業(yè)設(shè)計開題報告
課題名稱 :基于嵌入式的智能手勢識別器的設(shè)計
一、課題研究背景
1.國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀
目前國內(nèi)外實現(xiàn)的手語識別系統(tǒng)主要分為基于傳感器的系統(tǒng)識別和基于圖像處理的識別系統(tǒng)。利用傳感器識別的系統(tǒng)就是利用空間加速度和角速度這兩個參數(shù)來進(jìn)行的，當(dāng)信息量比較大時，能更方便的獲取到數(shù)據(jù)；缺點(diǎn)是需要在手臂上裝置大量裝置在表達(dá)上帶來了不便性。基于圖像的視覺識別是用攝像機(jī)采集手勢信息進(jìn)行識別的技術(shù)。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是動作的識別更加自然，缺點(diǎn)是圖像處理識別時容易受到環(huán)境的干擾。
手勢識別領(lǐng)域的研究在國外要比國內(nèi)早，國內(nèi)最早開始研究手勢手語的識別是哈工大團(tuán)隊提出了將多種手勢識別算法融合的方法，這種方法在分類時特征和模型的參數(shù)都很少，但這種技術(shù)對手語手勢的識別在那個年代取得了良好的識別效果，通過將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和 hmm 算法相結(jié)合，使系統(tǒng)對簡單靜態(tài)手語的識別率達(dá)到百分之八十以上。隨著技術(shù)的發(fā)展，人們將gmm模型運(yùn)用到手語識別系統(tǒng)中，通過這種方法對手語識別得到的結(jié)果更好。2009 年，南開大學(xué)的李國峰等人研發(fā)了基于mems加速度傳感器的簡單輸入系統(tǒng)，該系統(tǒng)也為自熱的人機(jī)交互研究開啟了新理念。2011年華中師范大學(xué)團(tuán)隊開始了基于加速度傳感器手語識別研究，對預(yù)設(shè)的八種手勢進(jìn)行識別，其識別率達(dá)到了85.3%.2013年，清華研究團(tuán)隊利用semg信號去識別手臂和手指動作采用多電極陣列獲取semg信號，雖然實用性不是很強(qiáng)，識別率不是很高，但是在該領(lǐng)域的探索研究，做出了大量的探索工作。2014年，由于傳感器的手勢識別領(lǐng)域的快速發(fā)展，國內(nèi)學(xué)者張欣和陳勛等人將傳感器技術(shù)與生理信號相互結(jié)合，構(gòu)建了手勢識別系統(tǒng)的遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)，該系統(tǒng)研發(fā)為識別領(lǐng)域注入了新的血液，使得國內(nèi)對相關(guān)領(lǐng)域的研究更加熱衷起來。
2.課題研究的意義
根據(jù)世衛(wèi)組織最近的一項報道表明，在全球有6億多的殘疾人，其中就聾啞人占?xì)埣踩丝诘?0%.截止到2013年末，中國殘疾人的數(shù)量已經(jīng)占到全國總?cè)丝跀?shù)的百分之六，是世界上殘疾人最多的國家。在這些殘疾人當(dāng)中，具有聽力障礙的人占33%,人數(shù)大約為2780萬，這些人中只有少部分人只有聽力或語言障礙，而大多數(shù)人完全失去了與健康人類正常溝通的能力，手語則是它們唯一的交流方式。對于健康的人們來說，除一些專業(yè)人士外大部分人并不能理解手語的含義，那么將手語轉(zhuǎn)換成聲音和圖像并被人們輕易理解就變得很有實用價值。這將清除它們與社會交流的障礙為它們?nèi)谌氲接新暿澜缣峁┝撕艽蟮膸椭?。手勢手語是將人體產(chǎn)生的動作賦予了特定的含義且高度的結(jié)構(gòu)化后的集中體現(xiàn)。
它主要是由人的手勢決定也會有一些面部表情進(jìn)行輔助，因此我們要對手語進(jìn)行識別，首先必須要弄清手勢含義，目前很多對手語的識別是依靠計算機(jī)視頻識別來實現(xiàn)的。自上世紀(jì)九十年代以來，計算機(jī)技術(shù)得到迅猛發(fā)展已經(jīng)深入到生活的方方面面之中影響迅速擴(kuò)大，而且在日常生活中多模態(tài)接口技術(shù)已經(jīng)變得越來越普遍。雖然傳統(tǒng)鼠標(biāo)和鍵盤隨著計算機(jī)技術(shù)飛速發(fā)展而變得越來越先進(jìn)，但是由于人的需求也在發(fā)生著很大的變化，這些傳統(tǒng)設(shè)備也逐漸凸顯出了它們的局限性，在虛擬現(xiàn)實和人機(jī)交互上這種限制是有著明顯的表現(xiàn)。人機(jī)交互中手勢是輸入和輸出的非常重要的方式，所以手勢識別是多模式接口技術(shù)的一個重要部分。
隨著技術(shù)的不斷革新，用戶對傳統(tǒng)計算機(jī)的要求已經(jīng)不僅僅局限在便利性和人機(jī)交互的方面，導(dǎo)致傳統(tǒng)設(shè)備在人機(jī)互動方面已經(jīng)無法滿足用戶的需求。而手勢識別就是解決高人工智能領(lǐng)域的局限性問題的，它作為多模式人機(jī)接口技術(shù)已成為當(dāng)前計算機(jī)技術(shù)繼續(xù)深入研究的方向，能使通信在人機(jī)交互界面技術(shù)上使用的更加自然和諧，手勢識別最接近的就是手語識別，對它的研究涉及心理學(xué)、人工智能、計算機(jī)視覺等多領(lǐng)域的學(xué)科研究，而且作為日常生活中溝通的一種方式已開始受到大批專家和學(xué)者的關(guān)注，并在手勢識別研究方向開始投入大量科研經(jīng)費(fèi)和精力，由于手勢手臂本身較為復(fù)雜而且它的時間和空間差異使得手勢識別已經(jīng)成為一個具有挑戰(zhàn)性的多學(xué)科交叉融合的研究課題。
二、課題研究內(nèi)容
1.手勢的表示
手勢表示通常是利用手勢模型和模型參數(shù)來表示的，所以在識別手勢的時候首先要要對手勢建模，識別是根據(jù)手勢表示內(nèi)容而選取手勢特征量與模型匹配，由于環(huán)境文化和地區(qū)的不同會導(dǎo)致了手勢的差異，可能會有使用不同的表達(dá)方式，所以手勢通常是一個不太明確的概念，有時手勢表達(dá)的含義在不同情景下承載的信息是不同的。比如不同地區(qū)表示暫停的時候是左手在上右手在下，而其它地方可能就是右手在上左手在下。
本文設(shè)計的關(guān)鍵是對手勢的建模訓(xùn)練，尤其是對待識別的手勢的確定。具體的應(yīng)用決定了采用什么樣的手勢模式，只有建立準(zhǔn)確的手勢模型才能利用算法進(jìn)行對識別到的手勢做出正確反饋。通常手勢建模和手勢識別所使用到的方法是相異的，采集手勢特征數(shù)據(jù)的方法也不一樣。目前基于數(shù)據(jù)手套的特征捕獲方法是比較常用的采集數(shù)據(jù)信息的方式，通過選擇相應(yīng)的識別算法實現(xiàn)手勢的識別反饋。
2.常用手勢識別算法分析
2.1人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法
這種算法還具有抗干擾能力和容錯性強(qiáng)識別速度快等優(yōu)點(diǎn)，它能把預(yù)處理和識別的過程同時進(jìn)行處理。在目前的識別領(lǐng)域中，運(yùn)用的比較多的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是誤差反向傳播神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（簡稱網(wǎng)絡(luò)）。 bp 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖算法是一種有監(jiān)督式的學(xué)習(xí)算法，它由三部分構(gòu)成輸入層、中間層（也叫隱藏層）和輸出層，其中的輸入層和輸出層的神經(jīng)元節(jié)點(diǎn)是固定的數(shù)目，兩層之間存在從輸入層到輸出層的前饋連接和輸出層至輸入層的反饋連接，只有隱藏層的神經(jīng)元是可以自由定義的。
在人際交互識別領(lǐng)域中應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法進(jìn)行手勢的識別時首先需要有自己的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，再對采集到的手勢數(shù)據(jù)序列進(jìn)行算法的訓(xùn)練，使用訓(xùn)練好的網(wǎng)絡(luò)去識別輸入的手勢數(shù)據(jù)信息數(shù)據(jù)的含義即達(dá)到識別手勢的目的，識別到后經(jīng)由計算處理以實現(xiàn)人機(jī)交互的目的。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)是抗干擾性和容錯能力強(qiáng)，缺點(diǎn)是訓(xùn)練量比較大，擴(kuò)充性不強(qiáng)對時序建模能力差，無法有效處理動作的速率帶來的問題。
2.2動態(tài)時間規(guī)整
動態(tài)時間規(guī)整曾是語音識別的一種主流方式，它是一種將時間歸整與距離測度結(jié)合起來的非線性正則化的技術(shù)，算法是建立一套科學(xué)的時間校準(zhǔn)匹配路徑將測試模式和參考模式建立起聯(lián)系的算法。dtw的算法主要利用的動態(tài)編程技術(shù)（dynamic programming, dp）去實現(xiàn)，它的算法實現(xiàn)是將全局的優(yōu)化分化成眾多的局部最優(yōu)化。所以在使用算法的時候需要將各局部最優(yōu)化，已達(dá)到全部的最優(yōu)化。
在dtw算法中由于容易實現(xiàn)和數(shù)據(jù)的訓(xùn)練簡單等優(yōu)點(diǎn)被用在語音識別中廣泛應(yīng)用，但在手勢識別領(lǐng)域由于其運(yùn)算量太大和較弱的抗噪能力，很難達(dá)到對手勢識別的實時性的`要求。
2.3特征選擇
手勢識別本質(zhì)上是對手勢進(jìn)行多分類任務(wù)，在實際的實驗測試過程中，能夠準(zhǔn)確區(qū)分手部狀態(tài)是進(jìn)行手勢識別任務(wù)的前提條件，且對后續(xù)的分類以及檢測等任務(wù)的精準(zhǔn)度至關(guān)重要。比如在進(jìn)行圖像識別過程中，對拍攝到的圖像進(jìn)行特征提取是判別手勢的第一步，特征性質(zhì)的優(yōu)劣是后續(xù)進(jìn)行圖像信息處理的關(guān)鍵，對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行特征提取，提取過程中如果特征過于簡單就會造成對圖像信息的提取不全，導(dǎo)致最后的判別精確度較低的問題不能滿足手勢識別對人體手勢識別高精確度的要求，而如果不考慮提取到的特征維度問題，容易造成數(shù)據(jù)維度災(zāi)難現(xiàn)象即產(chǎn)生大量的特征數(shù)據(jù)使計算機(jī)無法短時間進(jìn)行處理，這樣不能滿足手勢識別對于現(xiàn)場實時性的要求。
因為在三維空間中執(zhí)行的手勢是動態(tài)的，采集到的加速度和姿態(tài)角的數(shù)據(jù)也是實時變化的，所以對于手勢識別的數(shù)據(jù)是由內(nèi)嵌在手套中的兩個六軸陀螺儀加速度傳感器產(chǎn)生的，當(dāng)手部移動時會產(chǎn)生加速度，角速度姿態(tài)角等實時數(shù)據(jù)信息，處理器通過對傳感器識別的運(yùn)動數(shù)據(jù)進(jìn)行采集計算最終識別手勢的動作。
三、實驗結(jié)果測試與分析
1.實驗手勢
本章主要內(nèi)容是根據(jù)前面內(nèi)容進(jìn)行試驗，通過實驗驗證可穿戴智能手套翻譯器能夠使用改進(jìn)型的識別算法提高手勢的識別率和識別精度。
為驗證嵌入式系統(tǒng)對手勢手語識別的可行性，在進(jìn)行試驗時候從準(zhǔn)備好的手勢模型中各取四個進(jìn)行手勢識別試驗。開始手勢表達(dá)時要按箭頭的方向做軌跡，同時要求一次性完成動作，不能在動作執(zhí)行時有停頓，做完每一個手勢都要停頓一定時間。
2.實驗過程及數(shù)據(jù)統(tǒng)計
本文所采取的實驗方法及過程如下：
首先，實驗所用的手勢模板是已經(jīng)定義好了的手勢集合，實驗時從中選取定義好的手勢集。
其次，從手勢集合中選取部分手勢進(jìn)行算法識別，在這個過程中逐漸將訓(xùn)練樣本數(shù)量由少到多增加，觀察樣本數(shù)量對識別率的影響。
最后，使用改進(jìn)型算法對手勢進(jìn)行識別，同樣將樣本數(shù)量逐漸增多，觀察樣本數(shù)量對手勢識別率的影響，將兩種算法識別的結(jié)果進(jìn)行對比，比較識別率。
整個識別的流程通常是由以下幾步完成的：系統(tǒng)的初始化、檢測動作的狀態(tài)是否開始、記錄數(shù)據(jù)集、檢測動作是否結(jié)束，模型對比和識別結(jié)果。
識別動作時最重要的是準(zhǔn)確判斷手勢的開始時刻，因為每一個手勢動作通?？赡軙B續(xù)擺動來表達(dá)含義，所以在進(jìn)行動作識別時需要采集傳感器信息加速度的變化去判斷是否為開始信號，過程是傳感器采集到數(shù)據(jù)時判斷是否開始，若是開始信號則開始轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)進(jìn)行對手勢的識別，當(dāng)傳感器停止傳輸數(shù)據(jù)時則表動作結(jié)束同時語音播放。
根據(jù)實驗結(jié)果可知手勢識別率總體上是隨著樣本的訓(xùn)練次數(shù)增加有微量上升，因此再一次增加樣本的訓(xùn)練次數(shù)進(jìn)行實驗對比，來確認(rèn)訓(xùn)練的樣本數(shù)對識別率的影響，分別選用經(jīng)過次和次訓(xùn)練的手勢，總體上手勢的識別率是隨著樣本訓(xùn)練次數(shù)的增加而略有提升，不過達(dá)到一定程度之后識別率就基本保持了穩(wěn)定。
四、研究步驟：
x年x月-x年x月，收集資料，建立模型
x年x月-x年x月，開發(fā)軟件
x年x月-x年x月，教學(xué)試驗，評價修改
x年x月-x年x月，擴(kuò)大試驗，歸納總結(jié)
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