论文总字数：26101字

摘 要

现处于工业4.0的信息化时代，其实质是得益于当今的传感器与检测技术以及自动控制理论、无线通信技术，让我们的当今生活越来越舒适、便利，再加上近年来的手势识别、表情识别等体感运动很流行，所以需要更加人性化、简洁、自然的方式和用户进行人机交互、传递信息。所以本设计从儿童玩具出发，设计出一款更受儿童喜爱的控制方式，经过查阅小车的多种控制方式，本设计最终摒弃了早期小车的遥控模式或者是循迹模式，而采用新兴技术手势识别作为驱动小车的新型方式，来使使用者获得更加真实的控制感受。本次设计主要由手持控制端和受控端小车组成。在手持控制端，选用了Arduino NANO单片机作为主控芯片，采用MPU6050实时检测手掌控制端变化的姿态，再通过相应的数值分析，最终通过无线模块NRF24L01 将处理好的数据信息发送给受控端小车。在受控端小车选用Arduino UNO作为主控芯片，以NRF24L01 接收手持端发送的数据，以L298N作为驱动模块，最终使小车根据收到的数据，按照手势要求驱动电机，执行运动命令。

关键字：Arduino; 手势检测; 无线遥控

Simple Smart Car Based on Gesture Recognition

Abstract

Now 4.0 in the industrial era of informatization, the essence of which is due to the current sensor and detection technology and automatic control theory, wireless communication technology, make our life more comfortable and convenient today, coupled with the recent sense of gesture recognition, expression recognition, such as body movement is very popular, so I need more human, concise, and users in a natural way for human-computer interaction, information. So this design from children's toys, designed a more popular with children control mode, through access to a variety of control mode of the car, this design finally abandoned early car remote control mode or tracking, gesture recognition and use of emerging technology as a new way to drive the car, to make the user get more real control feelings. The design is mainly composed of a hand-held control end and a controlled end car. In the handheld control end, Arduino NANO microcontroller is used as the main control chip, and MPU6050 is used to detect the changing attitude of the palm control end in real time. Then, through the corresponding numerical analysis, the processed data information is finally sent to the controlled end car through the wireless module NRF24L01 . In the controlled end of the car, Arduino UNO is used as the main control chip, NRF24L01 is used to receive the data sent by the handheld end, and L298N is used as the driver module. Finally, the car drives the motor according to the received data and the gesture requirements to execute the motion command.

Key words: Arduino; Gesture detection ; Wireless remote control

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 引言 1

1.1选题研究背景及意义 1

1.2当今手势识别的发展情况 1

1.3总体任务 2

1.4设计思路 2

第二章 方案设计 3

2.1方案的设计要求 3

2.2主控芯片选择 3

2.3主要功能部件选取 4

2.3.1手势检测模块选取 4

2.3.2无线发送/接收模块 5

2.3.3电机驱动模块选择 6

2.3.4电源模板 6

第三章 系统硬件设计 8

3.1系统硬件结构 8

3.2系统的主控电路设计 8

3.3系统的受控电路设计 12

第四章 系统的软件分析 15

4.1 软件介绍 15

4.2各模块软件分析 15

4.2.1电机模块软件设计 15

4.2.2手势检测模块软件设计 16

4.3软件设计总流程图 18

第五章 系统测试 20

5.1硬件调试 20

5.2软件测试 20

5.3设计的难点与反思 20

5.3.1难点 20

5.3.2反思 21

第六章 结束语 22

致 谢 23

参考文献（References） 24

附录 25

附录1所用器件电路图 25

附录2 手势检测模块测试数据 28

附录3 完整程序 31

附录4实物图 37

第一章 引言

1.1选题研究背景及意义

当今世界，处在工业4.0的智能化时代，更多人们渴望追求一种更真实、更切实的体验感受，厂家也在不断满足人们当下的要求。比如kinect推出的手握遥控器进行体感游戏、苹果手机的3D人脸识别，晃动手机进行游戏操作。早先人机互动是困扰设计者的一个问题，但是随着新的设计技术、探索方法日益更新升级，在人机交互的领域里的成长已经有了质的提高。用户通过输入相关命令来实现与被控对象的交流就被称作人机交互技术。所以基于手势控制的智能车也是用于实现人机交互的一个小体现。

目前小车的控制方式有多种，其分析如下：

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