| 摘要 | 第1-8页 |
| ABSTRACT | 第8-18页 |
| CHAPTER 1 INTRODUCTION | 第18-26页 |
| ·Background | 第18-21页 |
| ·Motivation | 第21-22页 |
| ·Contributions | 第22-24页 |
| ·Thesis Outline | 第24-26页 |
| CHAPTER 2 CONCEPT DESIGN AND HARDWARE PROTOTYPE | 第26-46页 |
| ·Concept Design | 第26-31页 |
| ·Basic Architecture | 第26-28页 |
| ·Bigger Picture:a Computer System of the Future | 第28-31页 |
| ·Hardware Prototype | 第31-43页 |
| ·Magnets and Sensors | 第31-33页 |
| ·Basic Circuit for Magnetic Field Sensing | 第33页 |
| ·Sensor Noise Handling | 第33-38页 |
| ·Handling of Environmental Magnetic Interferences (EMIs) | 第38-39页 |
| ·Complete Circuit for Magnetic Sensing and the Prototype | 第39-42页 |
| ·Calculation of Magnetic Flux Densities from Voltage Measurements | 第42-43页 |
| ·Conclusion | 第43-44页 |
| APPENDIX 2A Logic Connections of the Prototype Hand Tracking System for PCB Development | 第44-46页 |
| CHAPTER 3 FINGERTIP LOCALIZATION | 第46-82页 |
| ·Introduction | 第46-49页 |
| ·Forward Modeling of the System | 第46-48页 |
| ·Inverse Problem of the System | 第48-49页 |
| ·Modeling of the Magnetic Marker | 第49-54页 |
| ·Magnetic Dipole Model of a Magnet | 第49-50页 |
| ·Investigation on the Error of Dipole Modeling | 第50-54页 |
| ·Localization of Fingertips | 第54-70页 |
| ·LS Dipole Fitting Method | 第55-66页 |
| ·A Linear Algorithm for Single Fingertip Localization | 第66-70页 |
| ·Simulation | 第70-78页 |
| ·Simulation of the LS Dipole Fitting Method | 第70-76页 |
| ·Simulation of the Linear Algorithm | 第76-78页 |
| ·Conclusion | 第78-79页 |
| APPENDIX 3A Jacobian of Function Q({H_k, P_k}) | 第79-82页 |
| CHAPTER 4 RECONSTRUCTION OF HAND POSTURES | 第82-104页 |
| ·Introduction | 第82-83页 |
| ·Analysis on Hand Posture Reconstructability | 第83-91页 |
| ·Without Considering Abduction and Adduction of the Fingers | 第83-87页 |
| ·Taking into Account Abduction and Adduction of the Fingers | 第87-91页 |
| ·Summary | 第91页 |
| ·Hand Posture Reconstruction Algorithm | 第91-93页 |
| ·LS Problem of Hand Posture Reconstruction | 第91-92页 |
| ·Optimization Algorithm for the LS Problem | 第92-93页 |
| ·Simulation | 第93-95页 |
| ·Conclusion | 第95-96页 |
| APPENDIX 4A Full Column Rank Analysis of J_Ψ for Natural Finger Motions without Considering Abduction and Adduction | 第96-98页 |
| APPENDIX 4B Full Column Rank Analysis of J_Ψ for Backward Bending of Fingers without Abduction and Adduction | 第98-100页 |
| APPENDIX 4C Full Column Rank Analysis of J_Ψ Based on Numerical Computation with Consideration of Finger Abduction and Adduction | 第100-104页 |
| CHAPTER 5 EXPERIMENTS | 第104-116页 |
| ·Test on Measurability of Hand Motions | 第104-106页 |
| ·Validation of Magnet Model and Hand Model | 第106-108页 |
| ·Evaluation of the Two-Step Hand Tracking Scheme | 第108-114页 |
| ·Estimation of the Magnetic Constant λ | 第108-109页 |
| ·Tracking of Finger Motion without Abduction and Adduction | 第109-112页 |
| ·Tracking of Finger Motion with Abduction and Adduction | 第112-114页 |
| ·Conclusion | 第114-116页 |
| CHAPTER 6 CONCLUSION | 第116-120页 |
| ·Summary | 第116-118页 |
| ·Future Work | 第118-120页 |
| BIBLIOGRAPHY | 第120-126页 |
| 详细摘要 | 第126-142页 |
| Ⅰ. 引言 | 第126-127页 |
| Ⅱ. 系统结构 | 第127-128页 |
| Ⅲ. 系统雏形 | 第128-129页 |
| Ⅳ. 手部运动跟踪方案的提出 | 第129-131页 |
| A. 系统数学模型 | 第129-131页 |
| B. 系统反问题与两步式手部运动跟踪方案 | 第131页 |
| Ⅴ. 永磁体模型及指尖的定位和定向 | 第131-135页 |
| A. 永磁体模型 | 第132-133页 |
| B. 指尖定位和定向算法 | 第133-135页 |
| Ⅵ. 手部运动模型及手部姿势的重构 | 第135-140页 |
| A. 手部运动几何模型 | 第135-138页 |
| B. 手部姿势可重构性论证 | 第138-139页 |
| C. LS手部姿势重构算法 | 第139-140页 |
| Ⅶ. 测量与跟踪实验 | 第140-142页 |
| ACKNOWLEDGEMENTS | 第142-144页 |
| PUBLICATIONS AND FOUNDATIONS | 第144-145页 |
