Development of touchless interactions on a projected surface

This work locates in the research area about the interaction between user and device, usually called "human-computer interaction". In particular, we classify our work in the field of touchless devices that recognize users gestures and give a feedback by projecting a 360° interface around the object. The purpose of this thesis is to show that interaction and the gesture recognition can be accomplished by using simple sensors such as distance "Time of Flight" (ToF) sensors and a cheap controller. The work started with the design of the interaction itself, defining a first scratch of it. Then we started to build the outer casing and the electronics, followed by software development and an improvement of the interaction prototype. We have developed two algorithms to solve the gesture recognition task, and some experiments have been made to find out the best among the two, showing that a rule-based algorithm can be better than a machine-learning one.

Questo lavoro si localizza nell'area di ricerca sull'interazione tra un utente e un device, solitamente chiamata "interazione uomo-macchina". In particolare, classifichiamo il nostro lavoro nel campo dei dispositivi touchless che riconoscono le gesture degli utenti e restituiscono un feedback proiettando un'interfaccia a 360 gradi attorno all'oggetto. Lo scopo di questa tesi è quello di mostrare che l'interazione ed il riconoscimento delle gesture può essere ottenuto usando sensori semplici come sensori di distanza "Time of Flight" (ToF) e un controllore poco costoso. Il lavoro è iniziato con la progettazione dell'interazione stessa, definendone un primo abbozzo. Successivamente abbiamo iniziato a costruire il case esterno ed i circuiti elettronici, seguiti dallo sviluppo software ed un miglioramento dell'interazione sviluppata fino a quel momento. Abbiamo sviluppato due algoritmi per risolvere il compito di gesture recognition ed alcuni esperimenti sono stati eseguiti per verificare quale dei due sia il migliore, mostrando che un algoritmo basato su regole può essere più performante di uno basato sul machine learning.