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案例七:手势识别赛车

案例简介

制作一个手势识别赛车,通过手势控制小车行驶。

教学准备

名称图示
哪吒Pro AI机械动力套装

教学目标

完成手势识别赛车的搭建,掌握赛车底盘、电机与手势识别传感器的组装与连接方法,实现通过手势控制赛车的前进、转弯、停止。

理解手势识别传感器的工作原理(如捕捉手部动作轨迹),学会编程将特定手势(如向前挥、向右挥)与赛车动作关联。

激发对智能交互技术的兴趣,感受 “手势控制” 的便捷性,建立 “人机交互多样化” 的认知。

故事导入

加固栅栏时锯倒的几根粗圆木不小心挡住了通往指挥中心的小路,众人正发愁怎么挪开,交通机器人推着一辆流线型小车跑过来:“试试‘闪电’赛车!它能沿着栅栏外侧的小路绕过去报信,可现在只会在原地画圈。”​ 孩子们看到赛车的手势传感器闪着红光。阿极捡起一根树枝在车前方挥舞:“它靠识别手势行动 —— 向前挥是加速,向右摆是转弯,就像给它指路的魔法棒。你看传感器镜头被木屑挡住了,难怪认不出指令。” 远处的齿轮野兽发出咆哮,阿极催促道:“得快点让它跑起来,指挥中心还等着我们报告栅栏加固情况呢!”

学习探究

手势识别传感器需要在什么距离范围内才能准确识别手势?距离过远或过近会出现什么问题(如识别不到、误识别)?

尝试设置不同的手势指令(如向前挥 = 前进、向后挥 = 后退、向左挥 = 左转),编程时如何确保手势与赛车动作 “一一对应”?

如果赛车出现 “误动作”(如未做手势却移动),可能是哪些原因导致的?(如环境光线过强、手势挥动太快)

对比手势控制与遥控器控制赛车的方式,手势控制的优势和不足分别是什么?(如无需手持设备、受环境干扰大)

搭建步骤

硬件连线

将手势识别传感器连接到哪吒Pro扩展板的IIC接口,将两个智能电机分别连接到哪吒Pro扩展板的M1和M2接口。

代码编程

进入“makecode.microbit.org”,点击新建项目

在弹出窗口输入项目名称并点击创建

点击代码抽屉中的扩展

在弹出界面输入nezha pro并点击搜索图标,在显示nezha pro软件库后点击。同样的方式加载PlanetX软件库。

示例程序

程序链接:https://makecode.microbit.org/_2EuYKHF23aDX

你也可以通过以下网页直接下载程序。

下载程序

使用 USB 线连接 PC 和 micro:bit V2。

连接成功后,电脑上会识别出一个名为 MICROBIT 的盘符。

点击左下角的,选择Connect Device

点击

点击

在弹出窗口选择 BBC micro:bit CMSIS-DAP,然后选择连接,至此,我们的 micro:bit 就已经连接成功。

点击下载程序

案例演示

开启电源后,手势识别赛车根据手势指令开始行驶。

扩展知识

  1. 手势识别的技术类型:常用红外手势传感器(通过红外光反射检测手部动作),此外还有视觉手势传感器(通过摄像头捕捉图像识别),广泛用于手机解锁、VR 游戏、智能家电控制等领域。
  2. 智能赛车的发展:现代智能赛车不仅支持手势控制,还能通过 AI 算法实现自主避障、循迹行驶(如跟随黑线),甚至通过手机 APP 实现更复杂的控制(如自定义手势)。
  3. 人机交互的未来趋势:除了手势,语音、眼神、脑电波等都可能成为人机交互的方式,比如未来的汽车可能通过手势控制空调、音响,让操作更安全便捷。