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No commits in common. 'master' and 'game_control' have entirely different histories.

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      .gitignore
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      README.md
  3. BIN
      __pycache__/con_signal.cpython-38.pyc
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      __pycache__/gesture_detector.cpython-38.pyc
  5. BIN
      __pycache__/utils.cpython-38.pyc
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      con_signal.py
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      gesture_detector.py
  8. BIN
      img/主平台自动化测试结果.png
  9. BIN
      img/手柄控制.gif
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      img/手柄控制.mp4
  11. BIN
      img/游戏演示.mp4
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      main.py
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      requirements.txt
  14. BIN
      source/adsadad.png
  15. BIN
      source/bark.png
  16. BIN
      source/left.png
  17. BIN
      source/right.png
  18. BIN
      source/speedup.png
  19. BIN
      source/start.png
  20. BIN
      source/unknow.jpg
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      sprint1/sprint1-planning.md
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      sprint1/迭代计划.md
  23. BIN
      sprint1/隔空手势识别系统Sprint1.pptx
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      sprint2/sprint2.md
  25. BIN
      sprint3/Sprint 3 技术文档:手势识别与游戏控制.pptx
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      sprint3/sprint3.md
  27. BIN
      sprint4/WaveControl-sprint4.pptx
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      test.py
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      test_gui.py
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      test_xbox.py
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      utils.py
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    -306
      项目测试文档.md
  33. BIN
      项目测试结果.xlsx

+ 7
- 1
.gitignore View File

@ -1,3 +1,9 @@
.vscode/
node_modules/
src-py/__pycache__/
dist/
build/
model/
.vite/
src-tauri/
~$项目测试结果.xlsx
db.sqlite3

+ 68
- 108
README.md View File

@ -1,149 +1,109 @@
# 📡 WaveControl 隔空手势控制系统
# 基于 Mediapipe 与虚拟手柄实现的沉浸式赛车游戏交互系统
> 一套融合**手势识别**与**语音控制**的非接触式人机交互系统,包含主控制平台、手语学习平台 WaveSign、赛车游戏控制模块三大子系统,致力于打造自然、高效、多场景适配的“举手即控”体验。
------
## 一、项目简介
本项目基于 Google 的 MediaPipe 手部追踪系统,结合自定义几何规则与信号滤波算法,实现了无需物理手柄的赛车游戏操作方式。用户通过简单自然的手势(如拇指上扬、手掌倾斜等),即可完成加速、刹车、转向等核心动作,实现“举手即控”,打造更**自然流畅、沉浸感强**的赛车体验。
## 项目简介
系统已成功应用于 Steam 游戏 **《Rush Rally Origins》**,在实机演示中展现出流畅、精准的控制体验,广泛适用于支持 Xbox 手柄输入的竞速类游戏。
在厨房、医疗、演讲等“无法触控”或“不便触控”的环境中,传统鼠标/键盘交互模式效率低、操作受限。**WaveControl**以此为切入点,构建了一个基于摄像头识别的隔空控制系统,融合手势识别与语音识别,实现对系统级输入(键盘/鼠标)、手语教学以及游戏控制等功能。
------
项目采用模块化架构设计,包含三大子系统:
## 二、核心功能亮点
1. **主控制平台**:支持窗口操作、媒体控制、鼠标替代、游戏映射等功能
2. **赛车游戏交互系统**:实现与《Rush Rally Origins》等赛车游戏的隔空手柄交互
3. **WaveSign 手语通**:面向听障人群的手语学习与社区互动平台
为提升可视性与操作便利性,系统配套开发了基于 PySide2 的图形界面,集成摄像头画面、手势识别反馈、指令图标展示与灵敏度调节等功能,支持完整的交互闭环。
**主要功能:**
| 功能项 | 实现细节 |
| ------------ | ---------------------------------------------------- |
| 实时画面展示 | OpenCV 摄像头采集 + QImage 渲染窗口 |
| 手势图标反馈 | 根据识别结果在界面中央展示代表性图标(如加速、左转) |
| 文本提示 | 显示当前识别出的指令(如“加速”、“左转”) |
| 灵敏度调节 | 滑动条实时控制手势判断敏感度(用于调试与个性化) |
| 平滑识别 | Kalman Filter + Sigmoid 映射,过滤角度抖动与误判 |
| 虚拟控制输出 | 手势状态映射为 Xbox 指令,传递至 `vgamepad` 接口 |
## 测试信息
**稳定机制:**
本项目配套了完整的[测试文档](./项目测试文档.md),涵盖以下子模块:
- 采用手势状态组合(如 `"left_up"`、`"unknown_bark"`)构建指令队列;
- 取历史 N 次指令中出现频率最高的结果作为最终决策;
- 实现多帧确认机制,避免“瞬时误识别”导致错误控制。
- ✅ **主控制系统测试程序**:手势识别 → 键盘鼠标映射 → 交互反馈
- ✅ **游戏控制测试程序**:手势实时识别 → 虚拟手柄信号发送 → 赛车游戏响应验证
- ✅ **手语识别与打分测试程序**:摄像头实时捕捉动作 → MediaPipe评分 → UI动画与文本反馈
- ✅ **用户交互测试**:社区发帖、点赞评论、任务管理、日程提醒等核心功能均有覆盖
**部分功能:**
测试方式支持浏览器调试 + 控制台运行日志追踪,若遇白屏可通过 Chrome DevTools 检查模块加载或路径引用情况。
- 👋 中心图标实时展示当前识别手势
- 📷 窗口左上角显示摄像头原始图像流
- 🎚️ 窗口底部滑动条调整灵敏度
- 🔘 “退出”按钮关闭程序
> 项目整体已形成:摄像头采集 → 手势识别 → 稳定判断 → 图像反馈 → 虚拟控制 的完整闭环。
------
## Git 分支说明
## 三、 技术栈一览
| 分支名 | 描述 | 跳转链接 |
| -------------------- | ------------------------------------------------------------ | ------------------------------------------------------------ |
| `master` | 主分支,已完成整合,适用于演示与部署 | [🔗 master 分支](https://gitee.com/wydhhh/software-engineering/tree/master/) |
| `finalv1` | 前后端初步融合尝试,手势 → 页面响应逻辑测试阶段 | [🔗 finalv1](https://gitee.com/wydhhh/software-engineering/tree/finalv1/) |
| `finalv2` | 完成手势识别与前端事件联动,页面按钮联动测试 | [🔗 finalv2](https://gitee.com/wydhhh/software-engineering/tree/finalv2/) |
| `finalv3` | 增加语音识别、手势控制切换、音乐控制、手语平台接入、各子系统联调优化 | [🔗 finalv3](https://gitee.com/wydhhh/software-engineering/tree/finalv3/) |
| `gesture` | 手势识别逻辑独立开发模块 | [🔗 gesture](https://gitee.com/wydhhh/software-engineering/tree/gesture/) |
| `gesture_for_chrome` | 针对 Chrome 插件开发的手势控制方案(PPT翻页) | [🔗 gesture_for_chrome](https://gitee.com/wydhhh/software-engineering/tree/gesture_for_chrome/) |
| `gesture-game` | 初步游戏控制实验,控制小球移动 | [🔗 gesture-game](https://gitee.com/wydhhh/software-engineering/tree/gesture-game/) |
| `game_control` | 控制《Rush Rally Origins》赛车游戏,已支持加速转向等 | [🔗 game_control](https://gitee.com/wydhhh/software-engineering/tree/game_control/) |
| `wavesign` | 手语通子系统开发主线,包括教学评分、社区、日程等 | [🔗 wavesign](https://gitee.com/wydhhh/software-engineering/tree/wavesign/) |
| `web` | 最初的网页原型设计,UI 静态草稿 | [🔗 web](https://gitee.com/wydhhh/software-engineering/tree/web/) |
| `screenshot` | 手势控制截屏模块,用于快速抓取操作界面 | [🔗 screenshot](https://gitee.com/wydhhh/software-engineering/tree/screenshot/) |
| `vosk_inc` | 接入 VOSK 实现语音识别与实时字幕展示 | [🔗 vosk_inc](https://gitee.com/wydhhh/software-engineering/tree/vosk_inc/) |
| 模块 | 技术方案 |
| -------- | ---------------------- |
| 图像处理 | OpenCV |
| 手势识别 | Mediapipe(21点追踪) |
| 虚拟手柄 | vgamepad(XInput模拟) |
| UI界面 | PySide2(Qt5框架) |
| 数据滤波 | Kalman Filter |
## 技术架构
------
| 层级 | 技术方案 |
| ------------ | ------------------------------------------------------------ |
| 前端 | vue3 + TypeScript +HTML + CSS + Tailwind CSS + JavaScript + PySide2(Qt GUI) |
| 后端 | Django 4.x(主平台 + 手语通) + Python 脚本逻辑(游戏控制) |
| 手势识别 | MediaPipe Hand Landmarker |
| 虚拟设备控制 | 键盘鼠标模拟、vgamepad 虚拟手柄(XInput) |
| 数据处理 | Kalman Filter(手势抖动滤波)、SQLite3 数据库 |
## 四、安装与运行
1. 建议使用 Python 3.8(推荐 Anaconda 创建虚拟环境)
2. 安装依赖库:
```
pip install -r requirements.txt
```
## 模块介绍
3. 运行主程序:
### 1️⃣ 主控制平台(WaveControl)
```
python main.py
```
##### ✌️ **功能特色**
> 请确保电脑已连接摄像头,并支持 DirectShow 接口访问
- 多种预设手势操作(点击、滚动、后退等)
- 手势范围调节与自定义手势库
- 支持语音识别辅助控制
- 界面直观,状态反馈实时
------
##### 🎯 应用场景
## 五、使用说明
- 📺 沙发上追剧时,不再找遥控器,用手势暂停/快进
- 👨‍🏫 教学/演讲中,用手势控制 PPT 流畅翻页
- 🧑‍🍳 厨房做饭时,隔空查食谱不怕弄脏设备
- 🏥 医疗/无菌操作室中,非接触式操作电脑界面
- 🕹️ 游戏中挥手即控,沉浸感倍增
- 启动程序后将自动弹出窗口,显示摄像头画面与实时识别状态
- 系统识别以下手势并映射对应游戏操作:
🖼️ **UI 示例**
| 手势 | 游戏行为 |
| -------------- | -------- |
| 👍 右手拇指上扬 | 加速 |
| 👍 左手拇指上扬 | 刹车 |
| ✋ 手掌向左倾斜 | 左转 |
| ✋ 手掌向右倾斜 | 右转 |
- 控制主面板(准确率/响应时间/识别窗口)
- 手势管理面板(快捷操作映射设置)
------
## 六、项目演示
### 1. 虚拟手柄控制演示
### 2️⃣ 游戏控制模块
展示从摄像头采集 → 手势识别 → 指令生成 → 虚拟手柄控制的全过程,含实时反馈 UI 和多种手势切换效果:
🔗 项目演示:[游戏控制项目演示视频](https://www.bilibili.com/video/BV1H5gLzsEn8?vd_source=46a0e2ec60dfb8a247c96905ee47d378)
<img src="./img/手柄控制.gif" alt="手柄控制演示" width="600"/>
🎮 目标:**无需实体手柄,通过摄像头即可玩赛车游戏!**
------
适配游戏:Steam平台《Rush Rally Origins》及支持 Xbox手柄的其他游戏
### 2. 游戏实录:手势驾驶《Rush Rally Origins》
**实现要点:**
[🔗 B站视频链接(游戏实录完整版)](https://www.bilibili.com/video/BV1H5gLzsEn8?vd_source=46a0e2ec60dfb8a247c96905ee47d378)
| 功能 | 技术说明 |
| ------------ | ----------------------------------------------------------- |
| 摄像头识别 | OpenCV + MediaPipe |
| 手势控制映射 | 👍右手拇指上扬 = 加速 👍左手 = 刹车 ✋左倾 = 左转,右倾 = 右转 |
| 虚拟手柄接口 | vgamepad + XInput |
| 抖动滤除 | Kalman 滤波器平滑动作 |
| UI反馈 | PySide2 构建调试窗口 |
### 3️⃣ 手语通子项目:**WaveSign**
🔗 项目演示:[手语通项目演示视频](https://www.bilibili.com/video/BV1Fig5zHEhq?vd_source=46a0e2ec60dfb8a247c96905ee47d378)
项目定位:帮助听障人群及其家人朋友学习、练习、交流手语的综合平台
**功能模块:**
- ✅ **手语教学与评分系统**:上传视频或用摄像头练习手语动作,系统打分反馈
- 🗺️ **课程地图与互动练习**:任务式学习,配合卡片式巩固练习
- 👥 **社区交流**:发帖、评论、点赞、关注等功能
- 📅 **日程管理**:内置待办事项与日历,辅助学习安排
- 🧭 **生活服务**
- 出行导航(结合地图与实时提醒)
- 辅助器具推荐
- 就业信息推送
- 无障碍亲子/技能活动预告
**技术实现:**
- Django + SQLite 构建用户系统与服务逻辑
- 使用 MediaPipe 实时评分用户手语表现
- 前端页面响应式 + 卡片式交互体验
## 项目成员
王云岱 朱子玥 杨嘉莉
## 📌 项目进度
- ✅ 第一轮:系统原型 + UI设计 + 手势识别框架
- ✅ 第二轮:主平台功能实现 + 手势控制实现
- ✅ 第三轮:打通语音识别 + 游戏交互控制 + 手语通平台初步实现
- ✅ 第四轮:赛车游戏交互实现 + 手语通平台完整搭建
- 🧪 第五轮:综合测试 + 用户体验调优 + 结项演示
说明:展示项目在真实竞速游戏中的使用效果,包括自然过弯、加速等场景。
项目已实现较高精度识别 + 流畅操作体验,证明可作为真实控制手段用于轻量竞速类游戏。

BIN
__pycache__/con_signal.cpython-38.pyc View File


BIN
__pycache__/gesture_detector.cpython-38.pyc View File


BIN
__pycache__/utils.cpython-38.pyc View File


+ 22
- 0
con_signal.py View File

@ -0,0 +1,22 @@
import vgamepad as vg
gamepad = vg.VX360Gamepad()
def gamepad_Control(signal):
gamepad.reset()
angle = signal["Angle"]
if signal["up"] and not signal["bark"]:
gamepad.right_trigger_float(value_float=0.7)
gamepad.left_joystick_float(x_value_float=angle, y_value_float=0.5)
# print("前进")
elif signal["bark"]:
gamepad.left_trigger_float(value_float=0.8)
gamepad.left_joystick_float(x_value_float=angle, y_value_float=-0.5)
# print("后退")
elif not signal["up"] and not signal["bark"]:
gamepad.left_joystick_float(x_value_float=angle, y_value_float=0.5)
gamepad.update()
return

+ 38
- 0
gesture_detector.py View File

@ -0,0 +1,38 @@
import cv2
import mediapipe as mp
class GestureDetector():
def __init__(self, mode=False, maxHands=2, detectionCon=0.5, trackCon=0.5):
self.mode = mode
self.maxHands = maxHands
self.detectionCon = detectionCon
self.trackCon = trackCon
self.mpHands = mp.solutions.hands
self.hands = self.mpHands.Hands(static_image_mode=self.mode,
max_num_hands=self.maxHands,
min_detection_confidence=self.detectionCon,
min_tracking_confidence=self.trackCon)
self.mpDraw = mp.solutions.drawing_utils
def findHands(self, img, draw=True):
imgRGB = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2RGB)
self.x,self.y,c=img.shape
self.results = self.hands.process(imgRGB)
if self.results.multi_hand_landmarks:
for handLms in self.results.multi_hand_landmarks:
if draw:
self.mpDraw.draw_landmarks(imgRGB, handLms, self.mpHands.HAND_CONNECTIONS)
return imgRGB
def findPosition(self, img, handNo=0):
lmList = []
if self.results.multi_hand_landmarks:
myHand = self.results.multi_hand_landmarks[handNo]
for id, lm in enumerate(myHand.landmark):
h, w, c = img.shape
cx, cy = int(lm.x * w), int(lm.y * h)
lmList.append([id, cx, cy])
return lmList

BIN
img/主平台自动化测试结果.png View File

Before After
Width: 2036  |  Height: 681  |  Size: 93 KiB

BIN
img/手柄控制.gif View File

Before After
Width: 1728  |  Height: 1080  |  Size: 4.1 MiB

BIN
img/手柄控制.mp4 View File


BIN
sprint2/WaveControl-sprint2.pptx → img/游戏演示.mp4 View File


+ 213
- 0
main.py View File

@ -0,0 +1,213 @@
from PySide2.QtWidgets import QWidget, QApplication, QSlider, QLabel, QPushButton, QHBoxLayout, QVBoxLayout
from PySide2.QtCore import Qt, QTimer,QRect
from PySide2.QtGui import QPainter, QPixmap,QFont,QImage
import sys
import cv2
import utils
from gesture_detector import GestureDetector
import con_signal
from collections import defaultdict
from pykalman import KalmanFilter
import math
# 创建一个摄像头捕获对象,使用默认的摄像头设备
cap = cv2.VideoCapture(0)
detecor = GestureDetector()
# 创建一个覆盖窗口类,用来显示手势反馈和摄像头画面
class OverlayWidget(QWidget):
def __init__(self):
QWidget.__init__(self, geometry=QApplication.desktop().screenGeometry())
self.setAttribute(Qt.WA_TranslucentBackground)
self.setWindowFlags(Qt.FramelessWindowHint | Qt.WindowStaysOnTopHint)
self.frame = None
# 创建一个定时器,用来定时更新窗口的内容
timer = QTimer(self)
timer.timeout.connect(self.update)
timer.start(10)
self.cmd_history = []
self.cmd_history_max_len = 5
# 初始化手势图像和文字的字典,用来存储不同手势对应的图像和文字
self.gesture_img_dict = {
"up": QPixmap("./source/speedup.png"),
"left": QPixmap("./source/left.png"),
"right": QPixmap("./source/right.png"),
"bark": QPixmap("./source/bark.png"),
"unknown": QPixmap("unknow.png")
}
self.gesture_text_dict = {
"up": "加速",
"bark": "刹车",
"left": "左转",
"right": "右转",
"unknown": "未知"
}
# 初始化当前手势图像和文字为未知
self.gesture_img = self.gesture_img_dict["unknown"]
self.gesture_text = self.gesture_text_dict["unknown"]
self.kf = KalmanFilter(transition_matrices=1, observation_matrices=1)
# kalman
self.kf.initial_state_mean = 0
self.kf.initial_state_covariance = 1
self.kf.transition_covariance = 0.001
self.kf.observation_covariance = 0.5
self.observation = 1
def get_most_frequent(self):
count = defaultdict(int)
for cmd_str in self.cmd_history:
count[cmd_str] += 1
most_common = max(count, key=count.get)
self.cmd_history=[]
return most_common
def stable_sigmoid(self,x):
a = 0.05
if x >= 0:
z = math.exp(-a*x)
sig = 1 / (1 + z)
return sig-0.5
else:
z = math.exp(a*x)
sig = z / (1 + z)
return sig-0.5
def update(self):
ret, frame = cap.read()
if not ret:
return
frame= cv2.flip(frame,1)
self.frame = detecor.findHands(frame)
detecor.findPosition(self.frame)
gesture = utils.update_gesture_status_low(detecor)
cmd1='unknown'
cmd2='unknown'
self.kf.transition_matrices = 1
self.kf.observation_matrices = self.observation
filtered_angle = self.kf.filter(gesture['Angle'])[0][0][0]
filtered_angle = self.stable_sigmoid(filtered_angle)
filtered_angle = filtered_angle*2
print(filtered_angle)
signal = {
"up":False,
"bark":False,
"Angle":filtered_angle
}
if(gesture['Left Thumb']):
cmd2 = 'bark'
signal["bark"] = True
elif(gesture['Right Thumb']):
cmd2 = 'up'
signal["up"] = True
if(filtered_angle<-0.25):
cmd1 = 'left'
elif(filtered_angle>0.25):
cmd1 = 'right'
self.cmd_history.append(cmd1 + '_' + cmd2)
if len(self.cmd_history) > self.cmd_history_max_len:
gmf = self.get_most_frequent()
cmd1, cmd2 = gmf.split('_')
# 根据手势类别,从字典中获取对应的图像和文字
if(cmd1!='unknown'):
self.gesture_img = self.gesture_img_dict.get(cmd1, self.gesture_img_dict["unknown"])
self.gesture_text = self.gesture_text_dict.get(cmd1, self.gesture_text_dict["unknown"])
elif(cmd2!='unknown'):
self.gesture_img = self.gesture_img_dict.get(cmd2, self.gesture_img_dict["unknown"])
self.gesture_text = self.gesture_text_dict.get(cmd2, self.gesture_text_dict["unknown"])
else:
self.gesture_img = self.gesture_img_dict.get('unknow', self.gesture_img_dict["unknown"])
self.gesture_text = self.gesture_text_dict.get('unknow', self.gesture_text_dict["unknown"])
print(f"Detected gesture: {gesture}")
con_signal.gamepad_Control(signal)
# 更新窗口的绘制
self.repaint()
def paintEvent(self, event):
painter = QPainter(self)
opacity = 0.8
painter.setOpacity(opacity)
rect = self.gesture_img.rect()
rect.moveCenter(self.rect().center())
painter.drawPixmap(rect.topLeft(), self.gesture_img)
painter.setFont(QFont("Arial", 20))
painter.drawText(self.rect(), Qt.AlignBottom | Qt.AlignHCenter, self.gesture_text)
img = QImage(self.frame.data, self.frame.shape[1], self.frame.shape[0],
self.frame.strides[0], QImage.Format_RGB888)
img_width = img.width() // 2
img_height = img.height() // 2
camera_rect = QRect(0, 0,
img_width, img_height)
# 绘制图像
painter.drawImage(camera_rect, img)
# 创建一个主窗口类,用来显示灵敏度调节和退出按钮
class MainWindow(QWidget):
def __init__(self):
QWidget.__init__(self)
# 创建一个滑动条用来调节手势识别的灵敏度
self.sensitivity_slider = QSlider(Qt.Horizontal)
self.sensitivity_slider.setMinimum(0)
self.sensitivity_slider.setMaximum(100)
self.sensitivity_slider.setValue(50) # 默认值为50
self.sensitivity_slider.valueChanged.connect(self.on_sensitivity_changed)
# 标签
self.sensitivity_label = QLabel("灵敏度: 50")
# 按钮
self.exit_button = QPushButton("退出")
self.exit_button.clicked.connect(self.on_exit_clicked)
self.hbox = QHBoxLayout()
self.hbox.addWidget(self.sensitivity_slider)
self.hbox.addWidget(self.sensitivity_label)
self.vbox = QVBoxLayout()
self.vbox.addLayout(self.hbox)
self.vbox.addWidget(self.exit_button)
self.setLayout(self.vbox)
def on_sensitivity_changed(self, value):
self.sensitivity_label.setText(f"灵敏度: {value}")
def on_exit_clicked(self):
# 关闭程序
sys.exit()
if __name__ == "__main__":
app = QApplication([])
overlay_window = OverlayWidget()
overlay_window.show()
main_window = MainWindow()
main_window.show()
app.exec_()

+ 7
- 0
requirements.txt View File

@ -0,0 +1,7 @@
mediapipe==0.10.7
opencv_contrib_python==4.8.0.76
opencv_python==4.4.0.46
opencv_python_headless==4.8.0.76
pykalman==0.9.5
PySide2==5.15.2.1
vgamepad==0.0.8

BIN
source/adsadad.png View File

Before After
Width: 800  |  Height: 600  |  Size: 1.3 KiB

BIN
source/bark.png View File

Before After
Width: 800  |  Height: 600  |  Size: 1.1 KiB

BIN
source/left.png View File

Before After
Width: 800  |  Height: 600  |  Size: 1.2 KiB

BIN
source/right.png View File

Before After
Width: 800  |  Height: 600  |  Size: 1.4 KiB

BIN
source/speedup.png View File

Before After
Width: 800  |  Height: 600  |  Size: 3.5 KiB

BIN
source/start.png View File

Before After
Width: 800  |  Height: 600  |  Size: 2.1 KiB

BIN
source/unknow.jpg View File

Before After
Width: 248  |  Height: 234  |  Size: 20 KiB

+ 0
- 75
sprint1/sprint1-planning.md View File

@ -1,75 +0,0 @@
### PPT1 标题 时间 组员
- 标题:隔空手势识别系统Sprint1
- 时间:[具体时间]
- 组员:[组员姓名]
### PPT2 motivation
在当今数字化时代,传统的鼠标键盘操作方式存在一定的局限性,如在某些场景下操作不够便捷、卫生等问题。隔空手势识别系统的出现,能够为用户提供更加自然、便捷的交互方式,填补了市场在非接触式交互领域的空白。它可以广泛应用于智能家居、智能办公、教育演示等多个场景,为用户带来全新的体验。
### PPT3 影响地图
- why?
- 解决传统交互方式在特殊场景下的不便,如疫情期间减少接触、医疗场景避免交叉感染等。
- 满足用户对更加自然、便捷交互方式的需求,提升用户体验。
- 助力企业提升产品的科技感和竞争力,开拓新的市场领域。
- who?
- 普通消费者:用于家庭娱乐、智能家居控制等。
- 办公人群:在会议演示、办公操作中提高效率。
- 教育工作者:在教学过程中进行更加生动的演示。
- 医疗人员:在医疗操作中避免交叉感染。
- how?
- 核心部分分工:算法团队负责手势识别和语音识别算法的开发;软件团队负责系统的整体架构和交互界面的设计;硬件团队负责传感器等硬件设备的选型和开发。
- 采用的技术:计算机视觉技术用于手势识别,语音识别技术用于语音交互,深度学习算法提高识别的准确性和稳定性。
- what?
- 核心功能:远程操控鼠标指针、点击操作、复杂手势识别与响应、语音识别与指令执行。
### PPT4 头脑风暴
- 点子1:在游戏中使用手势进行角色控制,增强游戏的沉浸感。
- 点子2:在商场的自助购物终端上使用手势操作,提高购物效率。
- 点子3:在汽车驾驶中,通过手势控制车内娱乐系统和导航系统,提高驾驶安全性。
- 点子4:在智能健身房中,使用手势控制健身设备和课程选择。
- 点子5:在虚拟现实和增强现实场景中,使用手势进行更加自然的交互。
### PPT5 basic design
系统采用分层架构设计,包括硬件层、驱动层、算法层和应用层。硬件层负责数据的采集,驱动层负责硬件设备的驱动和数据传输,算法层负责手势和语音的识别,应用层负责与用户的交互和业务逻辑的处理。
### PPT6 用户故事
- card1
- conversation1:用户在客厅看电视,想要切换频道,但不想起身找遥控器。
- confirmation1:用户通过隔空手势轻松切换频道,无需使用遥控器。
- card2
- conversation2:办公人员在会议中需要展示文档,想要翻页但不想触碰鼠标。
- confirmation2:办公人员通过手势实现文档的翻页操作,提高会议效率。
- card3
- conversation3:教育工作者在教学过程中,想要展示图片但不想走到电脑前操作。
- confirmation3:教育工作者通过手势控制图片的切换和缩放,使教学更加生动。
### PPT7 初步开发构想
- v1(本周四):完成硬件设备的选型和采购,搭建开发环境,实现基本的手势识别算法。
- v2(下周一):完成系统的整体架构设计,实现手势识别与鼠标指针的初步关联。
- v3(下周四):完善手势识别的准确性和稳定性,实现语音识别功能,并进行初步的测试。
- v4(最终):完成系统的所有功能开发,进行全面的测试和优化,准备上线发布。
### PPT8 初步模块设想
- 子模块:硬件模块、手势识别模块、语音识别模块、交互界面模块、业务逻辑模块。
- 工作量对比:硬件模块和算法模块的工作量相对较大,交互界面模块和业务逻辑模块的工作量相对较小。可以用简单的数字比例表示,如硬件模块:30%,手势识别模块:25%,语音识别模块:20%,交互界面模块:15%,业务逻辑模块:10%。
- 优先级:手势识别模块和硬件模块的优先级较高,需要优先开发;语音识别模块和交互界面模块的优先级次之;业务逻辑模块的优先级相对较低。
### PPT9 future view
未来,我们将不断优化系统的性能和功能,拓展更多的应用场景。例如,与更多的智能家居设备进行集成,实现更加智能化的家居控制;在工业领域应用,提高生产效率和安全性等。
### PPT10 用户旅程
- 优化点1:手势识别的准确性和稳定性需要进一步提高,减少误识别的情况。
- 优化点2:语音识别的灵敏度和准确性需要优化,确保在不同环境下都能准确识别用户的语音指令。
- 优化点3:交互界面的设计需要更加简洁直观,提高用户的操作体验。
- 优化点4:系统的响应速度需要加快,减少用户操作的等待时间。
- 优化点5:增加更多的手势和语音指令,满足用户多样化的需求。
- 优化点6:提高系统的兼容性,支持更多的操作系统和硬件设备。
### PPT11 在迭代中开发
- sprint planning:在每个冲刺阶段开始前,制定详细的计划,明确目标和任务。
- daily scrum:每天进行短会,沟通工作进展和遇到的问题。
- sprint review:在每个冲刺阶段结束后,进行评审,展示成果并收集反馈。
- sprint retrospective:对每个冲刺阶段进行回顾和总结,分析问题并提出改进措施。
### PPT12 thanks
感谢大家的聆听!

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- 10
sprint1/迭代计划.md View File

@ -1,10 +0,0 @@
# 📈 迭代计划(Sprint Plan)
## 🗓️ 项目时间线
| 时间 | 内容说明 |
| -------- | ------------------------------------------------- |
| 本周四 | 🧩 第一次迭代演示(系统架构设计 + 原型 + UI 草稿) |
| 下周一 | 🔁 第二次迭代演示(打通手势识别 → 系统控制的闭环) |
| 下周四 | 🎙 第三次迭代演示(加入语音控制,初步功能联动) |
| 下下周三 | 🚀 第四次迭代汇报(最终系统完整交付 + 场景演示) |

BIN
sprint1/隔空手势识别系统Sprint1.pptx View File


+ 0
- 120
sprint2/sprint2.md View File

@ -1,120 +0,0 @@
## 一、本轮迭代目标
本 Sprint 主要目标是完成 **基于浏览器端的手势控制系统雏形**,实现如下基础功能:
- 搭建前端 Web 应用结构与 UI 页面
- 集成 MediaPipe 手势识别模型,完成实时手势检测
- 映射部分手势为系统控制行为(鼠标移动、点击等)
- 搭建基础手势处理逻辑与组件封装结构
- 支持语音识别指令发送流程(准备后端对接)
------
## 二、本轮主要完成内容
| 类别 | 工作内容 |
| -------- | ------------------------------------------------------------ |
| 前端搭建 | 基于 Vite + Vue 3 + TypeScript 完成项目结构、模块划分、页面初始化 |
| 手势识别 | 集成 Google MediaPipe WASM 模型,完成实时检测与渲染 |
| 控制逻辑 | 封装 `GestureHandler`、`TriggerAction`,实现手势到系统操作的映射 |
| UI设计 | 完成仪表盘式主界面设计,支持响应式、自定义手势预览等 |
| 模型结构 | 初步梳理 `Detector` 识别流程,统一封装初始化与推理逻辑 |
| 后端准备 | 初始化 Python 接口 WebSocket 构建,支持语音识别交互 |
------
## 三、系统结构设计
```
[用户摄像头]
[VideoDetector.vue] → 捕捉视频帧,传入检测器
[Detector.ts] → 调用 MediaPipe 识别手势
[GestureHandler.ts] → 映射行为(鼠标/键盘/语音)
[TriggerAction.ts] → 向后端/系统发出控制指令
[Python 后端](语音识别/扩展指令) ← WebSocket 接入
```
------
## 四、核心技术栈与理由
| 技术 | 用途 | 原因 |
| ---------------- | -------------------- | ------------------------------------------ |
| Vue 3 + Vite | 前端框架 + 构建工具 | 快速开发,热更新快,Composition API 更灵活 |
| TypeScript | 增强类型约束 | 减少运行时错误,提升可维护性 |
| MediaPipe Tasks | 手势识别模型 | 体积小,支持浏览器部署,准确率高 |
| WebSocket | 前后端实时通信 | 保持实时交互流畅 |
| Python + FastAPI | 后端扩展接口(语音) | 快速搭建接口,后续支持 Py 模型运行 |
------
## 五、主要功能点与说明
### 1. Detector 类封装
- 初始化 WASM 模型与识别器
- 封装 `detect()` 每帧调用逻辑
- 支持获取 `landmarks`, `gestures`, `handedness`
### 2. 手势识别与映射
- 仅识别食指 → 鼠标移动
- 食指 + 中指 → 鼠标点击
- 食指 + 拇指捏合 → 滚动
- 四指竖起 → 发送快捷键
- 小指+拇指 → 启动语音识别(前端 WebSocket)
### 3. UI 界面模块
- 实时视频预览窗口
- 子窗口:手势反馈 / 执行动作提示
- 配置面板:开关检测 / 配置行为映射
------
## 六、识别代码示例(关键手势)
```ts
if (gesture === HandGesture.ONLY_INDEX_UP) {
this.triggerAction.moveMouse(x, y)
}
if (gesture === HandGesture.INDEX_AND_THUMB_UP) {
this.triggerAction.scrollUp()
}
```
- 每种手势匹配后,调用封装的 WebSocket + 系统接口发送动作
- `TriggerAction` 支持复用
------
## 七、问题与解决方案
| 问题描述 | 解决方法 |
| --------------------------------- | ---------------------------------------------------- |
| WebSocket 连接后反复断开 | 增加连接状态判断 `readyState !== OPEN`,避免提前发送 |
| Tauri 插件调用 `invoke undefined` | 使用 `npm run tauri dev` 启动,而非普通浏览器启动 |
| 页面刷新后路由丢失(404) | Vue Router 改为 `createWebHashHistory()` 模式 |
| 模型未加载或报错提示 | 增加 loading 控制,捕捉初始化异常 |
------
## 八、未来规划(Sprint 2 预告)
| 方向 | 说明 |
| ----------------- | --------------------------------------------------- |
| 多手势拓展 | 三指滚动、多指触发多功能、多手联合判断 |
| 自定义 .task 模型 | 支持用户采集数据,自定义模型替换现有 MediaPipe 模型 |
| 后端语音指令集成 | Vosk 模型识别语音,触发系统控制 |
| 设置项管理 | 实现用户自定义快捷键、手势配置界面 |

BIN
sprint3/Sprint 3 技术文档:手势识别与游戏控制.pptx View File


+ 0
- 146
sprint3/sprint3.md View File

@ -1,146 +0,0 @@
# Sprint 3 技术文档
**识别到控制闭环打通 + 支持游戏操作**
------
## 一、概述
本阶段实现了一个运行于浏览器端的手势识别系统,结合 MediaPipe 和 WebSocket,打通从摄像头手势识别 → 系统控制(鼠标、滚动、键盘) → 控制小游戏角色的全流程。
新增支持多种系统控制动作和游戏动作,包括:左右移动、跳跃、组合跳跃等。
------
## 二、模块结构概览
模块分工如下:
- **Detector.ts**
加载并初始化 MediaPipe 手势模型,检测手部关键点与手势状态,并调用 `GestureHandler`
- **GestureHandler.ts**
将识别出的手势映射为系统操作(鼠标、滚动、键盘指令等),支持连续确认、平滑处理、动作节流。
- **TriggerAction.ts**
封装 WebSocket 通信,向后端发送 JSON 格式的控制命令。
```
[摄像头视频流]
[VideoDetector.vue]
- 捕捉视频帧
- 显示实时画面
[Detector.ts]
- 使用 MediaPipe Tasks WASM 模型进行手势识别
- 返回关键点、手势类型
[GestureHandler.ts]
- 将识别结果转为行为
- 识别特定组合,如食指 + 拇指 → 滚动
[TriggerAction.ts]
- 向 WebSocket 发送控制指令
- 控制鼠标/键盘/后端动作
[后端 Python]
- WebSocket 接口接收指令
- 准备语音接口/控制中枢
```
------
## 三、识别手势说明(扩展后)
每帧识别手指竖起状态(拇指到小指,0 或 1),组合为状态串,查表识别对应手势:
| 状态串 | 手势名 | 动作描述 |
| ----------- | ------------------- | ------------------------- |
| `0,1,0,0,0` | only_index_up | 鼠标移动 |
| `1,1,0,0,0` | index_and_thumb_up | 鼠标点击 |
| `0,0,1,1,1` | scroll_gesture_2 | 页面滚动 |
| `1,0,1,1,1` | scroll_gesture_2 | 页面滚动(兼容变体) |
| `0,1,1,1,1` | four_fingers_up | 发送快捷键(如播放/全屏) |
| `1,1,1,1,1` | stop_gesture | 暂停/开始识别 |
| `1,0,0,0,1` | voice_gesture_start | 启动语音识别 |
| `0,0,0,0,0` | voice_gesture_stop | 停止语音识别 |
| `0,1,1,0,0` | jump | 小人跳跃(上键) |
| `1,1,1,0,0` | rightjump | 小人右跳(右+上组合) |
| 自定义判断 | direction_right | 小人右移(长按右键) |
| 自定义判断 | delete_gesture | 小人左移(长按左键) |
------
## 四、控制行为逻辑说明
### 鼠标控制
- **移动**:基于食指指尖位置映射至屏幕坐标,支持平滑处理,减少抖动。
- **点击**:食指与拇指同时上举,节流处理防止重复点击。
- **滚动**:捏合(拇指+食指)后上下移动控制滚动方向,带阈值判断。
### 快捷键/系统操作
- 四指上举 → 发送自定义按键(如全屏、暂停、下一集等)。
- 五指上举 → 暂停/开始识别。支持进度提示。
- 删除手势(右手拇指伸出,其余收起)→ 连续发送 Backspace/方向键。
- 自定义 holdKey 方法支持模拟长按。
### 游戏控制扩展(键盘模拟)
| 手势名 | 动作 |
| --------------- | -------------------- |
| delete_gesture | 向左移动(左键长按) |
| direction_right | 向右移动(右键长按) |
| jump | 向上跳跃(上键) |
| rightjump | 右跳(右后延迟上) |
------
## 五、性能与稳定性处理
| 问题 | 解决方案 |
| ------------------ | ------------------------------------------------------ |
| 手势误判 | 连续帧确认(minGestureCount ≥ 5) |
| 鼠标抖动 | 屏幕坐标引入平滑系数 `smoothening` |
| 动作重复触发 | 节流控制点击/滚动/快捷键/方向键(如 `CLICK_INTERVAL`) |
| WebSocket 中断重连 | 异常断线后自动重连,带重试时间间隔 |
| 滚动误触 | 拇指与食指距离阈值控制是否处于“捏合”状态 |
| UI 状态提示不同步 | 使用全局 store(如 `app_store.sub_window_info`)更新 |
------
## 六、技术特性总结
- 支持 MediaPipe WASM 模型在前端本地运行,低延迟识别
- 所有动作模块化封装,便于未来扩展新手势、新控制指令
- 手势控制与后端通过 WebSocket 实时交互,接口稳定
- 支持游戏场景(虚拟角色)控制,具备实际互动展示能力
- 控制逻辑可配置:如识别区域、快捷键内容、手势灵敏度
------
## 七、后续优化建议(下一阶段)
| 方向 | 目标 |
| -------------------- | ----------------------------------------------- |
| 增加左手手势组合识别 | 允许双手协同控制,比如捏合+四指等 |
| 提升模型识别精度 | 支持定制 MediaPipe .task 文件、自采样训练 |
| UI 设置面板 | 提供手势→动作自定义、阈值调节、快捷键修改 |
| 引入语音控制 | Whisper/Vosk 实现语音命令解析,结合手势联动使用 |
| 多模式切换 | 视频控制、PPT 控制、游戏控制等可切换交互模式 |
| 场景演示/视频录制 | 准备真实交互展示视频,用于演示或上线宣传 |
------
## 八、结语
本轮迭代成功实现了从手势识别到控制动作的完整闭环,扩展支持了游戏角色控制(多方向移动与跳跃),并在操作流畅性、准确性与系统解耦方面都取得实质进展。后续可以围绕用户可配置性、语音识别联动与多场景适配进一步扩展系统能力。

BIN
sprint4/WaveControl-sprint4.pptx View File


+ 49
- 0
test.py View File

@ -0,0 +1,49 @@
import cv2
import utils
from gesture_detector import GestureDetector
gesture_status = {
"Left Fist": False,
"Right Fist": False,
"Left Thumb": False,
"Right Thumb": False,
"Angle": 0
}
def show_gesture_status(img, gesture_status):
font = cv2.FONT_HERSHEY_PLAIN
cv2.putText(img, "Left Fist: " + str(gesture_status["Left Fist"]),
(10, 20), font, 1, (0,255,0), 2)
cv2.putText(img, "Right Fist: " + str(gesture_status["Right Fist"]),
(10, 50), font, 1, (0,255,0), 2)
cv2.putText(img, "Left Thumb: " + str(gesture_status["Left Thumb"]),
(10, 70), font, 1, (0,255,0), 2)
cv2.putText(img, "Right Thumb: " + str(gesture_status["Right Thumb"]),
(10, 90), font, 1, (0,255,0), 2)
cv2.putText(img, "Angle: " + str(gesture_status["Angle"]),
(10, 110), font, 1, (0,255,0), 2)
def main():
cap = cv2.VideoCapture(0)
detecor = GestureDetector()
while True:
success, img = cap.read()
img= cv2.flip(img,1)
img = detecor.findHands(img)
detecor.findPosition(img)
gesture_status = utils.update_gesture_status_low(detecor)
# print(gesture_status)
# signal(gesture_status)
show_gesture_status(img, gesture_status)
cv2.imshow('img',img)
cv2.waitKey(1)
if __name__ == "__main__":
main()

+ 7
- 0
test_gui.py View File

@ -0,0 +1,7 @@
from PySide2.QtWidgets import QApplication, QLabel
app = QApplication([])
label = QLabel("PySide2 窗口测试 - GUI 正常")
label.resize(400, 100)
label.show()
app.exec_()

+ 9
- 0
test_xbox.py View File

@ -0,0 +1,9 @@
import vgamepad as vg
try:
gamepad = vg.VX360Gamepad()
gamepad.press_button(button=vg.XUSB_BUTTON.XUSB_GAMEPAD_A)
gamepad.update()
print("✅ 虚拟手柄创建成功")
except Exception as e:
print("❌ 错误:", e)

+ 133
- 0
utils.py View File

@ -0,0 +1,133 @@
import math
import mediapipe as mp
mp_hands = mp.solutions.hands
def calculateAngle(results):
# 计算两个拳头的夹角
handedness_list = results.multi_handedness
handedness = handedness_list[0]
if(handedness=='Left'):
left_fist = results.multi_hand_landmarks[0]
right_fist = results.multi_hand_landmarks[1]
else:
left_fist = results.multi_hand_landmarks[1]
right_fist = results.multi_hand_landmarks[0]
x1, y1 = vector_from_landmarks(left_fist)
x2, y2 = vector_from_landmarks(right_fist)
angle = math.atan((y1-y2)/(x1-x2))
angle = math.degrees(angle)
return angle
def vector_from_landmarks(landmarks):
# 从手部关键点获取向量
x = (landmarks.landmark[mp_hands.HandLandmark.INDEX_FINGER_TIP].x + landmarks.landmark[mp_hands.HandLandmark.WRIST].x)/2
y = (landmarks.landmark[mp_hands.HandLandmark.INDEX_FINGER_TIP].y + landmarks.landmark[mp_hands.HandLandmark.WRIST].y)/2
return x, y
def vector_2d_angle(v1,v2):
v1_x=v1[0]
v1_y=v1[1]
v2_x=v2[0]
v2_y=v2[1]
try:
angle_= math.degrees(math.acos((v1_x*v2_x+v1_y*v2_y)/(((v1_x**2+v1_y**2)**0.5)*((v2_x**2+v2_y**2)**0.5))))
except:
angle_ = 1234.
if angle_ > 180.:
angle_ = 1234.
return angle_
def hand_angle(hand_):
angle_list = []
angle_ = vector_2d_angle(
((int(hand_[0][0])- int(hand_[2][0])),(int(hand_[0][1])-int(hand_[2][1]))),
((int(hand_[3][0])- int(hand_[4][0])),(int(hand_[3][1])- int(hand_[4][1])))
)
angle_list.append(angle_)
angle_ = vector_2d_angle(
((int(hand_[0][0])-int(hand_[6][0])),(int(hand_[0][1])- int(hand_[6][1]))),
((int(hand_[7][0])- int(hand_[8][0])),(int(hand_[7][1])- int(hand_[8][1])))
)
angle_list.append(angle_)
angle_ = vector_2d_angle(
((int(hand_[0][0])- int(hand_[10][0])),(int(hand_[0][1])- int(hand_[10][1]))),
((int(hand_[11][0])- int(hand_[12][0])),(int(hand_[11][1])- int(hand_[12][1])))
)
angle_list.append(angle_)
angle_ = vector_2d_angle(
((int(hand_[0][0])- int(hand_[14][0])),(int(hand_[0][1])- int(hand_[14][1]))),
((int(hand_[15][0])- int(hand_[16][0])),(int(hand_[15][1])- int(hand_[16][1])))
)
angle_list.append(angle_)
angle_ = vector_2d_angle(
((int(hand_[0][0])- int(hand_[18][0])),(int(hand_[0][1])- int(hand_[18][1]))),
((int(hand_[19][0])- int(hand_[20][0])),(int(hand_[19][1])- int(hand_[20][1])))
)
angle_list.append(angle_)
return angle_list
def check_fist(angle_list):
thr_angle = 65.
thr_angle_thumb = 53.
if 1234. not in angle_list:
if (angle_list[0]>thr_angle_thumb) and (angle_list[1]>thr_angle) and (angle_list[2]>thr_angle) and (angle_list[3]>thr_angle) and (angle_list[4]>thr_angle):
return True
return False
def check_thumb(angle_list):
thr_angle = 65.
thr_angle_thumb = 25.
if 1234. not in angle_list:
if (angle_list[0]<thr_angle_thumb) and (angle_list[1]>thr_angle) and (angle_list[2]>thr_angle) and (angle_list[3]>thr_angle) and (angle_list[4]>thr_angle):
return True
return False
def update_gesture_status_low(detector):
results = detector.results
left_fist = False
right_fist = False
left_thumb = False
right_thumb = False
angle = 0
if results.multi_hand_landmarks:
for idx,hand_landmarks in enumerate(results.multi_hand_landmarks):
handedness = results.multi_handedness[idx].classification[0].label
# print(handedness)
hand_local = []
for i in range(21):
x = hand_landmarks.landmark[i].x*detector.y
y = hand_landmarks.landmark[i].y*detector.x
hand_local.append((x,y))
if hand_local:
angle_list = hand_angle(hand_local)
if handedness == 'Right':
right_fist = check_fist(angle_list)
if(not right_fist):
right_thumb = check_thumb(angle_list)
elif handedness == 'Left':
left_fist = check_fist(angle_list)
if(not left_fist):
left_thumb = check_thumb(angle_list)
if ((left_fist == False) + (right_fist == False) + (left_thumb == False) + (right_thumb == False) < 3):
angle = calculateAngle(results)
return {
"Left Fist": left_fist,
"Right Fist": right_fist,
"Left Thumb": left_thumb,
"Right Thumb": right_thumb,
"Angle": angle
}

+ 0
- 306
项目测试文档.md View File

@ -1,306 +0,0 @@
# 📋 WaveControl 隔空手势控制系统 - 测试文档
## 一、测试概述
### 1.1 测试目标
确保系统三个核心子模块功能完整、交互稳定、性能可靠,满足多场景下的非接触式人机交互需求,包括主控制平台、手语通平台、游戏控制模块。
### 1.2 测试对象
- 主控制系统(控制面板 + 手势库管理 + 语音识别)
- WaveSign 手语通系统(教学、评分、社区)
- 虚拟赛车手柄系统(游戏中控制响应)
### 1.3 测试类型
| 测试类型 | 说明 |
| ------------ | ------------------------------------------ |
| 功能测试 | 各模块是否能完成核心功能 |
| 集成测试 | 各子模块之间的数据流与交互是否正确 |
| 性能测试 | 系统是否在高帧率下稳定运行、响应及时 |
| 边界测试 | 识别模糊手势、断网、摄像头断连等异常情况 |
| 用户体验测试 | 普通用户是否能流畅使用、易上手、有清晰反馈 |
## 二、测试环境
| 项目 | 配置 |
| ----------- | --------------------------------- |
| 操作系统 | Windows 10 / 11、MacOS |
| Python 版本 | Python 3.8+ |
| 浏览器 | Chrome / Edge |
| 识别设备 | USB 外接摄像头 / 笔记本自带摄像头 |
| 游戏平台 | Steam 平台《Rush Rally Origins》 |
## 三、测试用例设计
### ✅ 主控制系统
| 序号 | 手势名称 | 手势动作说明 | 所属类型 |
| ---- | ------------ | --------------------------------------------- | -------- |
| 01 | 光标控制 | 竖起食指滑动控制光标位置 | 通用控制 |
| 02 | 鼠标左键点击 | 食指 + 大拇指上举执行点击 | 通用控制 |
| 03 | 滚动控制 | okay 手势(食指+拇指捏合),上下移动滚动页面 | 通用控制 |
| 04 | 全屏控制 | 四指并拢向上 → 触发设定键(默认 f 键) | 通用控制 |
| 05 | 退格 | 特定手势触发退格键 | 通用控制 |
| 06 | 开始语音识别 | 六指手势触发语音识别启动 | 通用控制 |
| 07 | 结束语音识别 | 拳头手势触发语音识别停止 | 通用控制 |
| 08 | 暂停/继续 | 单手张开保持 1.5 秒触发暂停/继续识别 | 通用控制 |
| 09 | 向右移动 | 拇指上抬,其余手指收回 → 控制游戏角色向右移动 | 游戏控制 |
| 10 | 跳跃 | 食指、中指上举 → 控制跳跃动作 | 游戏控制 |
| 11 | 右跳跃 | 拇指 + 食指 + 中指上举 → 控制右跳跃 | 游戏控制 |
| 12 | 上一首 | 大拇指向左摆动 → 上一首音乐 | 音乐控制 |
| 13 | 下一首 | 大拇指向右摆动 → 下一首音乐 | 音乐控制 |
| 14 | 暂停/播放 | 比耶手势(✌️ ) → 暂停或播放音乐 | 音乐控制 |
| 15 | 切换音乐模式 | rock 手势(🤘)→ 切换音乐/普通控制模式 | 模式切换 |
### 🤟 手语通 WaveSign
#### ✅ 1. **SLClassroom(手语教室)模块**
| 用例编号 | 用例名称 | 测试点 | 预期结果 |
| -------- | ------------------ | --------------------------- | --------------------------- |
| TC-SL-01 | 摄像头实时识别 | 摄像头接通后手势是否被识别 | 返回手语内容 + 实时评分动画 |
| TC-SL-02 | 视频上传评分 | 上传手语视频后是否正常评分 | 返回分数、标准建议 |
| TC-SL-03 | 视频课程学习流程 | 是否能顺序播放、标记已学 | 视频播放正常,课程解锁 |
| TC-SL-04 | 翻转卡片练习 | 卡片是否翻转 + 显示正确答案 | 点击翻面后显示预设解释 |
| TC-SL-05 | 任务式课程地图跳转 | 点击课程节点是否正确跳转 | 跳转至对应课程页 |
#### ✅ 2. **Community(社区系统)模块**
| 用例编号 | 用例名称 | 测试点 | 预期结果 |
| --------- | ------------- | -------------------------- | -------------------------- |
| TC-COM-01 | 发帖功能 | 输入文字/图片/视频发帖 | 帖子成功展示 + ID 唯一标识 |
| TC-COM-02 | 评论功能 | 帖子下评论 + 删除 | 评论正常显示/删除 |
| TC-COM-03 | 点赞机制 | 点赞后数值变化 | 点赞数+1,重复点则取消 |
| TC-COM-04 | 热门话题显示 | 帖子互动数高时是否上热门区 | 热门区出现帖子 |
| TC-COM-05 | 内容审核机制 | 敏感词是否被拦截/提示 | 给出“内容不合规”提示 |
| TC-COM-06 | 标签推荐 | 选择话题是否推荐相关内容 | 推荐结果合理、及时加载 |
| TC-COM-07 | 关注/取关系统 | 关注后是否成功建立关注关系 | 动态展示更新 |
#### ✅ 3. **Schedule(日程与任务模块)**
| 用例编号 | 用例名称 | 测试点 | 预期结果 |
| --------- | -------------------- | -------------------------- | ------------------------- |
| TC-SCH-01 | 添加任务清单 | 是否可设置日期/优先级 | 列表显示任务 + 状态可勾选 |
| TC-SCH-02 | 事件提醒触发 | 设置提醒是否能按时通知 | 到时弹出提醒/响铃提示 |
| TC-SCH-03 | 日/周/月视图切换 | 是否能无误切换不同日历视图 | 各视图正常显示 |
| TC-SCH-04 | 删除任务是否更新视图 | 删除后是否同步更新 | 日历图/列表同步清除 |
#### ✅ 4. **LifeServing(生活服务)模块**
| 用例编号 | 用例名称 | 测试点 | 预期结果 |
| -------- | ---------------- | ---------------------------------- | ---------------------------- |
| TC-LS-01 | 发布内容管理 | 发布好物推荐/活动等信息 | 内容展示无误 |
| TC-LS-02 | 辅助器具推荐 | 推荐列表是否分类清晰/加载正确 | 分类显示 + 图片正常 |
| TC-LS-03 | 学习设备推荐 | 展示硬件学习工具列表 | 内容图文加载完整 |
| TC-LS-04 | 就业信息推送 | 职位内容、公司信息展示是否完整 | 包含岗位名称、描述、联系方式 |
| TC-LS-05 | 残障友好企业标识 | 是否加V / 标签区分 | 有“友好企业”提示 |
| TC-LS-06 | 无障碍路线规划 | 是否能绘制无台阶/电梯路线 | 地图路径合理 |
| TC-LS-07 | 实时公交提醒 | 路线是否加载正确/更新是否及时 | 实时展示公交进站时间 |
| TC-LS-08 | 活动预告展示 | 亲子/文娱/演出分类信息加载是否完整 | 可报名 + 有时间地点说明 |
#### ✅ 5. **MyPage(个人中心)模块**
| 用例编号 | 用例名称 | 测试点 | 预期结果 |
| -------- | ------------------ | ------------------------------- | ---------------------------- |
| TC-MY-01 | 修改头像 | 上传头像 + 预览功能是否生效 | 显示新头像 |
| TC-MY-02 | 修改资料 | 昵称/简介/联系方式可修改 | 保存后页面同步更新 |
| TC-MY-03 | 收藏管理 | 收藏帖子/课程后是否能查看 | 我的收藏页显示内容 |
| TC-MY-04 | 账号注册/登录/登出 | 是否可注册新用户 + 正确跳转状态 | 新用户进入首页,旧账号可退出 |
| TC-MY-05 | 权限角色识别 | 是否区分普通用户/审核员角色 | 页面显示不同选项 |
#### ✅ 6. **技术实现相关(稳定性/架构)测试**
| 用例编号 | 用例名称 | 测试点 | 预期结果 |
| ---------- | --------------------- | ----------------------------- | ------------------------ |
| TC-TECH-01 | SQLite 数据读写测试 | 批量操作课程/帖子是否存取正常 | 数据不丢失,响应时间正常 |
| TC-TECH-02 | MediaPipe模型崩溃恢复 | 强行关闭摄像头后是否重连 | 显示重连提示/自动恢复 |
| TC-TECH-03 | Tailwind 前端样式响应 | 各分辨率下页面是否响应式变化 | 不溢出,元素自适应 |
### 🏎️ 游戏控制模块
| 用例编号 | 模块 | 用例名称 | 前置条件 | 测试步骤 | 预期结果 | 优先级 |
| ---------- | -------- | ---------------- | ------------------------ | -------------------------------- | ---------------------------------- | ------ |
| TC-GAME-01 | 游戏控制 | 加速动作识别 | 摄像头运行正常,程序启动 | 举起右手拇指上扬 | 车辆开始加速 | 高 |
| TC-GAME-02 | 游戏控制 | 刹车动作识别 | 同上 | 举起左手拇指上扬 | 车辆开始减速 | 高 |
| TC-GAME-03 | 游戏控制 | 左右转向动作识别 | 同上 | 向左倾手掌 | 车辆向左转弯 | 高 |
| TC-GAME-04 | 游戏控制 | 手势连续识别切换 | 程序运行中 | 快速从加速 → 左转 → 刹车切换手势 | 每步操作都有反馈,游戏响应流畅 | 高 |
| TC-GAME-05 | 游戏控制 | 识别抖动干扰测试 | 程序运行中,抖动手指 | 快速小幅度摆动手指 | 系统不误触操作,保持稳定 | 中 |
| TC-GAME-06 | 游戏控制 | 虚拟手柄断连恢复 | 手柄模拟开启中 | 断开 vgamepad 端口 → 重连 | 程序检测中断并尝试自动恢复 | 中 |
| TC-GAME-07 | 游戏控制 | 低帧率下性能表现 | 模拟20fps摄像头 | 尝试完成左右转、加速等动作 | 出现识别滞后,界面给出低帧警告 | 中 |
| TC-GAME-08 | 游戏控制 | UI反馈准确性 | 摄像头运行中 | 做出加速动作,观察 UI 面板反馈 | 显示“当前动作:加速”,图像区域标亮 | 中 |
## 四、测试程序实现与技术支撑
本项目测试除使用主系统 UI 操作外,亦开发了两套独立测试程序用于识别稳定性、输入准确性与边界场景的验证,覆盖核心逻辑路径,支撑高频回归测试与离线分析。
### 4.1 手势识别测试程序(wavecontrol-test 模块)
项目测试脚本集中存放于 `wavecontrol-test/src/` (gesture分支)路径下,采用 TypeScript + Vue3 框架实现,通过 MediaPipe 实时检测与手势逻辑模块协同,实现系统功能验证。
#### 4.1.1 hand_landmark 模块
- **detector.ts**
核心手部关键点检测模块,封装对 MediaPipe 的调用逻辑,统一输出手部21个关键点的坐标、置信度等数据。
- 功能点:初始化摄像头流、绑定回调、封装模型参数。
- 用于:为 `VideoDetector.vue``gesture_handler.ts` 提供关键点数据源。
- **gesture_handler.ts**
手势解析与事件派发模块,将 landmark 数据解析为具体手势动作(如光标控制、点击、跳跃等)。
- 支持自定义手势库扩展。
- 与游戏控制模块或系统控制指令绑定。
- **VideoDetector.vue**
Vue 组件封装,展示摄像头实时画面 + 可视化 landmark 点位(调试模式用)。
- 提供测试 UI 面板,便于调试每个手势识别过程。
- 集成 FPS 状态、实时识别手势结果反馈。
#### 4.1.2 独立运行说明与调试提示
- **模块定位:**
`wavecontrol-test` 为独立测试工程,当前未集成至主项目的 UI 页面路由体系,主要用于**手势识别逻辑的单元测试与调试验证**。
- **运行状态说明:**
启动后页面加载为空白(白屏),属**正常表现**,原因如下:
- 项目尚未渲染任何主界面组件;
- 测试逻辑运行主要依赖控制台输出来验证关键逻辑(如 landmark 检测、手势判断等)。
- **调试建议:**
启动后打开浏览器开发者工具(快捷键 `F12``Ctrl+Shift+I`),查看:
- 控制台(Console):打印识别结果、错误日志、手势状态;
- 网络(Network):确认模型文件是否成功加载;
- 元素(Elements):手动挂载 `VideoDetector.vue`注入测试组件进行临时渲染调试。
### 4.2 游戏控制模块测试(`test.py` 等)
### 4.2.1 模块定位与结构
该模块为游戏控制核心动作识别的测试环境,主要用于模拟真实场景下用户的手势输入,评估系统能否准确识别特定动作(如加速、转弯、刹车等),并通过 OpenCV 实时可视化手势状态与角度变化。
- **所在目录:** `wavecontrol/test_py/`(`game_control` 分支)
- **相关脚本:**
- `test.py`:主测试入口,执行实时手势识别与状态展示。
- `gesture_detector.py`:封装具体的手势识别逻辑。
- `utils.py`:通用工具类,如角度计算、数据格式处理等。
- `test_xbox.py`:拟用于连接虚拟 Xbox 控制器,模拟游戏输入。
- `test_gui.py`:图形界面测试入口。
### 4.2.2 核心测试逻辑(基于 `test.py`
**功能点解析:**
- **手势状态追踪:**
通过 `gesture_status` 字典记录五类状态:
- `Left Fist`、`Right Fist`:用于映射刹车/加速等动作
- `Left Thumb`、`Right Thumb`:映射转向或音量等功能
- `Angle`:表示当前手势的偏转角度,用于模拟方向盘行为或特殊动作
- **视觉反馈:**
使用 `OpenCV` (`cv2`) 实时将识别结果叠加在摄像头图像上,显示五种状态的当前值,方便快速人工验证是否识别准确。
- **模块化调用:**
`GestureDetector` 实例通过 `gesture_detector.py` 导入,使得识别逻辑可独立测试、方便集成到主游戏模块。
------
#### 4.2.3 使用说明
- **启动方法:**
```
python test.py
```
**运行效果:**
- 打开摄像头窗口;
- 实时显示识别到的五项手势状态;
- 开发者可通过手部动作验证识别准确性。
- **测试目标:**
- 验证关键手势在自然使用状态下的识别准确率;
- 评估系统在不同光照/距离/角度条件下对“加速”“刹车”“左右转”的响应稳定性;
- 检查 OpenCV 图像反馈是否与真实操作一致,便于回归对比。
## 五、测试结果分析
#### 项目整体手动测试结果:
[⌛️项目测试结果](./项目测试结果.xlsx)
#### 主平台自动化测试结果:
全部测试通过,覆盖率达79%
![主平台自动化测试结果](./img/主平台自动化测试结果.png)
#### WaveSign平台自动化测试结果:
全部测试通过,覆盖率达93%
具体测试设计和结果见以下链接:
[WaveSign测试文档](https://gitee.com/wydhhh/software-engineering/blob/wavesign/WaveSign%E6%B5%8B%E8%AF%95%E6%96%87%E6%A1%A3.md)
[WaveSign测试结果html报告](https://gitee.com/wydhhh/software-engineering/tree/wavesign/htmlcov)
### **5.1 测试通过率**
- **总体通过率:**
在所有模块(主控制系统 + WaveSign + 游戏控制模块)共计 **50+ 条用例 × 10次测试 = 500+ 次执行记录**中,约 **88%** 的测试结果为“通过”,**12%** 的测试记录显示“未通过”。
- **通过率较高的模块:**
- **主控制系统:**通过率 **>90%**,大部分基础手势(如光标控制、鼠标点击、滚动控制)表现稳定。
- **WaveSign 社区与个人中心模块:**通过率 **约95%**,发帖、评论、关注、资料修改等常规操作无明显问题。
- **通过率较低的模块:**
- **WaveSign SLClassroom(手语教室):**实时识别和视频上传评分测试中偶尔出现 **识别延迟****评分不稳定**,通过率约 **80%**
- **游戏控制模块:**“低帧率下性能表现”与“识别抖动干扰测试”未通过率稍高(**20% 左右**),主要原因是低帧率摄像头模拟下识别滞后明显。
------
### **5.2 典型问题分析**
- **(1)识别类问题:**
- 当背景复杂或光照不足时,MediaPipe 模型识别准确率下降,个别测试记录显示 **响应时间超过0.7s**,甚至未正确识别手势。
- “六指手势启动语音识别”在部分测试中未触发,需要优化手势阈值。
- **(2)性能问题:**
- 游戏模块在模拟 **20fps 低帧率**摄像头时,出现识别滞后,UI延迟反馈。
- 部分 UI 动画在高分辨率(4K)设备上存在轻微卡顿,需要进一步优化前端渲染。
- **(3)社区系统:**
- 敏感词拦截逻辑偶尔误报,如普通词语被识别为敏感词。
- **(4)任务提醒功能:**
- **日/周/月视图切换**测试中发现,在多任务快速切换时,少数场景下界面刷新不完全。
------
### **5.3 综合结论**
- WaveControl 系统整体功能 **满足预期目标**,大部分核心功能已稳定实现。

BIN
项目测试结果.xlsx View File


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