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📡 WaveControl 隔空手势控制系统

一套融合手势识别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。

项目简介

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:

  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

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

模块介绍

1️⃣ 主控制平台(WaveControl)

✌️ 功能特色
  • 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
  • 📺 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

🖼️ UI 示例

  • 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)

2️⃣ 游戏控制模块

🔗 项目演示:游戏控制项目演示视频

🎮 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

实现要点:

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

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