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2018年TI杯大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽 D題：手勢(shì)識(shí)別裝置 1．任務(wù) 基于TI公司傳感芯片FDC2214設(shè)計(jì)制作一個(gè)手勢(shì)識(shí)別裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)猜拳游戲和劃拳游戲的判決。該裝置也可以直接使用FDC2214 EVM板，要求所使用的FDC2214芯片或者EVM板不得超過2塊。
裝置具有訓(xùn)練和判決兩種工作模式。在判決模式下實(shí)驗(yàn)裝置能對(duì)指定人員進(jìn)行猜拳游戲和劃拳游戲的判決。這里猜拳游戲的判決是指對(duì)手勢(shì)比劃“石頭”、“剪刀”和“布”的判定，劃拳游戲的判定是指手勢(shì)比劃“1”、“2”、“3”、“4”和“5”的判定。在訓(xùn)練模式下能對(duì)任意人員進(jìn)行猜拳游戲和劃拳游戲的手勢(shì)訓(xùn)練，經(jīng)過有限次訓(xùn)練后，能進(jìn)行正確的猜拳游戲和劃拳游戲的手勢(shì)判決。
2．要求 （1）裝置工作在判決模式下，能對(duì)參賽者指定人員進(jìn)行猜拳判決，給出手勢(shì)“石頭”、“剪刀”和“布”的準(zhǔn)確判決，要求每一次判決的時(shí)間不大于1秒。
（18分）
（2）裝置工作在判決模式下，能對(duì)參賽者指定人員進(jìn)行劃拳判決，給出手勢(shì)“1”、“2”、“3”、“4”和“5”的準(zhǔn)確判決，要求每一次判決的時(shí)間不大于1秒。
（28分）
（3）裝置工作在訓(xùn)練模式下，對(duì)任意測(cè)試者進(jìn)行猜拳的手勢(shì)訓(xùn)練，每種動(dòng)作訓(xùn)練次數(shù)不大于3次，總的訓(xùn)練時(shí)間不大于1分鐘；然后切換工作模式到判決模式，對(duì)被訓(xùn)練的人員進(jìn)行猜拳判決，要求每一次判決的時(shí)間不大于1秒。（21分）
（4）裝置工作在訓(xùn)練模式下，對(duì)任意測(cè)試者進(jìn)行劃拳的手勢(shì)訓(xùn)練，每種動(dòng)作訓(xùn)練次數(shù)不大于3次，總的訓(xùn)練時(shí)間不大于2分鐘；然后切換工作模式到判決模式，對(duì)被訓(xùn)練的人員進(jìn)行劃拳判決，要求每一次判決的時(shí)間不大于1秒。 （29分） （5）其他。 （ 4分）
（6）設(shè)計(jì)報(bào)告。 （20分） | 項(xiàng) 目 | 主要內(nèi)容 | 分?jǐn)?shù)
| 系統(tǒng)方案
| 比較與選擇，方案系統(tǒng)描述，方案理論分析與計(jì)算
| 6
| 電路與程序設(shè)計(jì)
| 系統(tǒng)原理圖和各個(gè)部分原理圖；系統(tǒng)軟件流程圖
| 4 | 測(cè)試方案與測(cè)試結(jié)果
| 測(cè)試方案合理；測(cè)試結(jié)果完整；測(cè)試結(jié)果分析；基本測(cè)試儀器
| 6 | 設(shè)計(jì)報(bào)告結(jié)構(gòu)及規(guī)范性
| 摘要；正文結(jié)果規(guī)范；圖表的完整性與準(zhǔn)確性。
| 4 | | 總分 | 20 |
3． 說明 （1）題目中“指定人員”是參賽隊(duì)學(xué)生自己指定的人員，“任意測(cè)試者”是由評(píng)審老師臨時(shí)選擇的人員。
（2）FDC2214是基于LC諧振電路原理的一個(gè)電容檢測(cè)傳感器。其基本原理如圖1所示，在芯片每個(gè)檢測(cè)通道的輸入端連接一個(gè)電感和電容，組成LC電路，被測(cè)電容傳感端（圖1中灰色標(biāo)識(shí)部分即為被測(cè)電容）與LC電路相連接，將產(chǎn)生一個(gè)振蕩頻率，根據(jù)該頻率值可計(jì)算出被測(cè)電容值。
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2018-7-21 04:42 上傳
圖1 FDC2214傳感器基本原理 利用FDC2214的工作原理可實(shí)現(xiàn)手勢(shì)接近和識(shí)別的功能，如圖2所示，黃色部分稱為“FDC2214的傳感平面”，該平面為導(dǎo)體材質(zhì)，當(dāng)人手接近該導(dǎo)體傳感平面時(shí)，傳感端的電容發(fā)生了變化，這就會(huì)導(dǎo)致LC電路振蕩頻率的變化，從而反映出手勢(shì)接近，以及手勢(shì)的判定。 （2）基于FDC2214實(shí)現(xiàn)手勢(shì)接近和判決的實(shí)驗(yàn)中存在如下的特征：傳感平面的面積越大、手勢(shì)與傳感平面的距離越小，感應(yīng)的頻率變化越大，系統(tǒng)會(huì)越靈敏，但同時(shí)也可能引入越多的噪聲。所以在設(shè)計(jì)該傳感平面時(shí)，要根據(jù)實(shí)際情況綜合考慮。進(jìn)一步設(shè)計(jì)文檔可參考如下連接：www.ti. com/lit/an/snoa940a/snoa940a.pdf
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圖2 手勢(shì)感應(yīng)示意 為了便于進(jìn)行訓(xùn)練和判決測(cè)試，建議學(xué)生作品可以對(duì)測(cè)試區(qū)進(jìn)行指定，如圖3所示。在測(cè)試或者訓(xùn)練時(shí)要求測(cè)試者的手勢(shì)緊貼在測(cè)試板上，建議測(cè)試者手勢(shì)與作品的FDC2214傳感器距離不小于1厘米。
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圖3 手勢(shì)識(shí)別裝置的測(cè)試示意圖 （3）猜拳游戲和劃拳游戲手勢(shì)的具體定義應(yīng)符合大眾認(rèn)知。對(duì)任意測(cè)試者進(jìn)行手勢(shì)訓(xùn)練時(shí)，測(cè)試者要遵循學(xué)生的指導(dǎo)來進(jìn)行訓(xùn)練；訓(xùn)練完成后，要在學(xué)生的指導(dǎo)下進(jìn)行手勢(shì)判決測(cè)試。
2018年TI杯大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽所有題目詳見：
http://www.zg4o1577.cn/bbs/dpj-129048-1.html
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