Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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v.13
no.10
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pp.2180-2188
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2009
This paper is study on real-time hand gesture recognition system based on vision for intelligent robot control. We are proposed a recognition system using PCA and BP algorithm. Recognition of hand gestures consists of two steps which are preprocessing step using PCA algorithm and classification step using BP algorithm. The PCA algorithm is a technique used to reduce multidimensional data sets to lower dimensions for effective analysis. In our simulation, the PCA is applied to calculate feature projection vectors for the image of a given hand. The BP algorithm is capable of doing parallel distributed processing and expedite processing since it take parallel structure. The BP algorithm recognized in real time hand gestures by self learning of trained eigen hand gesture. The proposed PCA and BP algorithm show improvement on the recognition compared to PCA algorithm.
We propose an intelligent interface algorithm using hand gesture recognition information based on artificial intelligence. This method is functionally an interface that recognizes various motions quickly and intelligently by using MediaPipe and artificial intelligence techniques such as KNN, LSTM, and CNN to track and recognize user hand gestures. To evaluate the performance of the proposed algorithm, it is applied to a self-made 2D top-view racing game and robot control. As a result of applying the algorithm, it was possible to control various movements of the virtual object in the game in detail and robustly. And the result of applying the algorithm to the robot control in the real world, it was possible to control movement, stop, left turn, and right turn. In addition, by controlling the main character of the game and the robot in the real world at the same time, the optimized motion was implemented as an intelligent interface for controlling the coexistence space of virtual and real world. The proposed algorithm enables sophisticated control according to natural and intuitive characteristics using the body and fine movement recognition of fingers, and has the advantage of being skilled in a short period of time, so it can be used as basic data for developing intelligent user interfaces.
Visual communication is widely used and enhanced in modern society, where there is an increasing demand for spirituality. Museum robots are one of many service robots that can replace humans to provide services such as display, interpretation and dialogue. For the improvement of museum guide robots, the paper proposes a human-robot interaction system based on visual communication skills. The system is based on a deep neural mesh structure and utilizes theoretical analysis of computer vision to introduce a Tiny+CBAM mesh structure in the gesture recognition component. This combines basic gestures and gesture states to design and evaluate gesture actions. The test results indicated that the improved Tiny+CBAM mesh structure could enhance the mean average precision value by 13.56% while maintaining a loss of less than 3 frames per second during static basic gesture recognition. After testing the system's dynamic gesture performance, it was found to be over 95% accurate for all items except double click. Additionally, it was 100% accurate for the action displayed on the current page.
Kim, Juchang;Park, Jeong-Woo;Kim, Woo-Hyun;Lee, Won-Hyong;Chung, Myung-Jin
The Journal of Korea Robotics Society
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v.8
no.1
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pp.1-7
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2013
Body gesture Recognition has been one of the interested research field for Human-Robot Interaction(HRI). Most of the conventional body gesture recognition algorithms used Hidden Markov Model(HMM) for modeling gestures which have spatio-temporal variabilities. However, HMM-based algorithms have difficulties excluding meaningless gestures. Besides, it is necessary for conventional body gesture recognition algorithms to perform gesture segmentation first, then sends the extracted gesture to the HMM for gesture recognition. This separated system causes time delay between two continuing gestures to be recognized, and it makes the system inappropriate for continuous gesture recognition. To overcome these two limitations, this paper suggests primitive body model encoding, which performs spatio/temporal quantization of motions from human body model and encodes them into predefined primitive codes for each link of a body model, and Selective/Asynchronous Input-Parallel State machine(SAI-PSM) for multiple-simultaneous gesture recognition. The experimental results showed that the proposed gesture recognition system using primitive body model encoding and SAI-PSM can exclude meaningless gestures well from the continuous body model data, while performing multiple-simultaneous gesture recognition without losing recognition rates compared to the previous HMM-based work.
The Avatar robot, which is one of the teleoperation robots, aims to enable users to feel the robot as a part of the body to intuitively and naturally perform various tasks. Considering the purpose of the avatar robot, an end-effector identical to a human hand is advantageous, but a robotic hand with human hand level performance has not yet been developed. In this paper we propose a new 3-finger robotic hand with human-avatar hand posture mapping algorithm which were integrated with TOCABI-AVATAR, one of the teleoperation system. Due to the flexible rolling contact joints and tendon driven mechanism applied to the finger, the finger could implement adaptive grasping and absorb the impact force caused by unexpected contacts. In addition, human-avatar hand mapping algorithm using five calibration hand postures propose to compensate physical differences between operators. Using the TOCABI-AVATAR system with the robotic hands and mapping algorithm, the operator can perform 13 out of 16 hand postures of grasping taxonomy and 4 gestures. In addition, using the system, we participated in the ANA AVATAR XPRIZE Semi-final and successfully performed three scenarios which including various social interactions as well as object manipulation.
Hong Seong-Soo;Heo Seong-Cheol;Kim Eok;Chang Young-Ju
Archives of design research
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v.19
no.4
s.66
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pp.81-90
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2006
Robot design serves as the crucial link between a human and a robot, the cutting edge technology. The importance of the robot design certainly will be more emphasized when the consumer robot market matures. For coexistence of a human and a robot, human friendly interface design and robot design with consideration of human interaction need to be developed. This research extracts series of functions in need which are consisted of series of case studies for planning and designing of 'A Shopping Support Robot'. The plan for the robot is carried out according to HRI aspects of Design and the designing process fellows. Definite results are derived by the application of series of HRI aspects such as gestures, expressions and sound. In order to verify the effectiveness of application of HRI aspects, this research suggests unified interaction that is consisted of motion-capture, animation, brain waves and sound between a human and a robot.
Human-Robot Interaction (HRI), based on already well-researched Human-Computer Interaction (HCI), has been under vigorous scrutiny since recent developments in robot technology. Robots may be more successful in establishing common ground in project-based education or foreign language learning for children than in traditional media. Backed by its strong IT environment and advances in robot technology, Korea has developed the world's first available e-Learning home robot. This has demonstrated the potential for robots to be used as a new educational media - robot-learning, referred to as 'r-Learning'. Robot technology is expected to become more interactive and user-friendly than computers. Also, robots can exhibit various forms of communication such as gestures, motions and facial expressions. This study compared the effects of non-computer based (NCB) media (using a book with audiotape) and Web-Based Instruction (WBI), with the effects of Home Robot-Assisted Learning (HRL) for children. The robot gestured and spoke in English, and children could touch its monitor if it did not recognize their voice command. Compared to other learning programs, the HRL was superior in promoting and improving children's concentration, interest, and academic achievement. In addition, the children felt that a home robot was friendlier than other types of instructional media. The HRL group had longer concentration spans than the other groups, and the p-value demonstrated a significant difference in concentration among the groups. In regard to the children's interest in learning, the HRL group showed the highest level of interest, the NCB group and the WBI group came next in order. Also, academic achievement was the highest in the HRL group, followed by the WBI group and the NCB group respectively. However, a significant difference was also found in the children's academic achievement among the groups. These results suggest that home robots are more effective as regards children's learning concentration, learning interest and academic achievement than other types of instructional media (such as: books with audiotape and WBI) for English as a foreign language.
Journal of the Korean Society of Manufacturing Technology Engineers
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v.24
no.6
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pp.605-612
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2015
Three dimensional (3D) position determination and motion recognition using a 3D depth sensor camera are applied to a developed penguin-shaped robot, and its validity and closeness are investigated. The robot is equipped with an Asus Xtion Pro Live as a 3D depth camera, and a sound module. Using the skeleton information from the motion recognition data extracted from the camera, the robot is controlled so as to follow the typical three mode-reactions formed by the operator's gestures. In this study, the extraction of skeleton joint information using the 3D depth camera is introduced, and the tracking performance of the operator's motions is explained.
This paper proposes a novel method for detection of hand raising poses from images acquired from a single camera attached to a mobile robot that navigates unknown dynamic environments. Due to unconstrained illumination, a high level of variance in human appearances and unpredictable backgrounds, detecting hand raising gestures from an image acquired from a camera attached to a mobile robot is very challenging. The proposed method first detects faces to determine the region of interest (ROI), and in this ROI, we detect hands by using a HOG-based hand detector. By using the color distribution of the face region, we evaluate each candidate in the detected hand region. To deal with cases of failure in face detection, we also use a HOG-based hand raising pose detector. Unlike other hand raising pose detector systems, we evaluate our algorithm with images acquired from the camera and images obtained from the Internet that contain unknown backgrounds and unconstrained illumination. The level of variance in hand raising poses in these images is very high. Our experiment results show that the proposed method robustly detects hand raising poses in complex backgrounds and unknown lighting conditions.
Journal of Korea Society of Industrial Information Systems
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v.13
no.4
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pp.145-154
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2008
In this paper, we propose the pet robot control system using hand gesture recognition in image sequences acquired from a camera affixed to the pet robot. The proposed system consists of 4 steps; hand detection, feature extraction, gesture recognition and robot control. The hand region is first detected from the input images using the skin color model in HSI color space and connected component analysis. Next, the hand shape and motion features from the image sequences are extracted. Then we consider the hand shape for classification of meaning gestures. Thereafter the hand gesture is recognized by using HMMs (hidden markov models) which have the input as the quantized symbol sequence by the hand motion. Finally the pet robot is controlled by a order corresponding to the recognized hand gesture. We defined four commands of sit down, stand up, lie flat and shake hands for control of pet robot. And we show that user is able to control of pet robot through proposed system in the experiment.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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