De nos jours, le maintien de l'asepsie dans la salle d'opération est vital pour la limitation de la transmission d'infections nosocomiales au patient lors de l'opération. Des mesures d'asepsie drastiques ont pour but de préserver la zone stérile de tout agent infectieux.Elles interdisent actuellement au chirurgien d'interagir avec les équipements non-stériles du bloc.Le chirurgien opérant souhaiterait cependant disposer d'un contrôle direct sur certains équipements spécifiques du bloc dans des situations données sans enfreindre ces mesures.Les travaux présentés dans cette thèse concernent le développement d'une Interface Homme-Machine permettant la commande gestuelle sans contact, et donc sans transmission d'agents infectieux, de tels équipements.Dans la continuité des travaux existants dans la littérature, une chaîne de traitement basée sur des techniques de vision informatique et un prototype de caméra portée par l'utilisateur ont ainsi été développés pour atteindre ces objectifs. Ce document présente les études comparatives menées sur des algorithmes issus de la littérature afin de sélectionner les plus aptes à être employés dans la chaîne logicielle. Un descripteur géométrique dédié aux mains est introduit, et des approches coopératives sont investiguées sur les étapes de localisation de la main et de classification de la posture prise.Les performances de la chaîne de traitement ainsi créée sont évaluées dans différentes situations à l'aide de bases d'images et de vidéos extensives acquises dans des conditions proches de celles du bloc opératoire, ainsi que sur des images synthétiques réalisées sur un modèle virtuel de main créé ad hoc.Un démonstrateur composé de la chaîne de traitement développée et d'un prototype de caméra frontale permet, associé à une simulation de bras-support d'éclairage opératoire, d'illustrer les possibilités ouvertes par le système développé au cours de cette thèse. / Asepsis preservation in operating rooms is nowadays compulsory for avoiding the spread of hospital-acquired diseases to patients during surgeries. Drastic asepsis measures aim at preserving the sterile area of the operating room from infective agents.These measures forbid surgeons from interacting with non-sterile devices. Surgeons wish nonetheless having direct control over some of these devices.The works presented in this thesis relate to the development of a Human-Computer Interface enabling remote, hence without transmission of infective agents, non-contact control over such devices.Following on from previous authors' works in the literature, an image processing chain based on computer vision techniques and a wearable camera prototype have been developed in order to achieve these goals.This document presents the comparative studies led with algorithms issued from the literature with the aim of selecting the most suitable for using in the processing chain. A dedicated geometry-based hand descriptor is introduced, and cooperative approaches are investigated in relation with the hand localization and posture classification steps.The performance achieved by the processing chain in various situations are quantified using extensive picture and video databases acquired in conditions close to those of the operating room. Synthetic pictures created using an ad hoc virtual model of the hand are used as well for this evaluation.A demonstrator composed of the developed processing chain, a wearable camera prototype and a surgical lighting arm simulator enables the illustration of the possiblities offered by the system developed during this thesis.

The purpose of this project was to study how hand gesture control can be implemented on a vehicle that utilizes mecanum wheels in order to move in all directions. Furthermore, it was investigated how the steering of such a vehicle can be made wireless to increase mobility. A prototype vehicle consisting of four mecanum wheels was constructed. Mecanum wheels are such wheels that enable translation in all directions. By varying rotational direction of each wheel, the direction of the resulting force on the vehicle is altered, making it move in the desired direction. Hand gesture control was enabled by constructing another prototype, attached to the hand, consisting of an IMU (Inertial Measurement Unit) and a transceiver. With the IMU, the hand’s angle against the horizontal plane can be calculated and instructions can be sent over to the vehicle by making use of the transceiver. Those instructions contain a short message that specifies in what direction the vehicle should move. The vehicle rotates the wheels in the desired direction and move thereafter. The results show that wireless hand gesture based control of an omnidirectional vehicle works without any noticeable delay in the transmission and the signals that are sent contain the correct information about moving directions. / Syftet med detta projekt var att studera hur handstyrning kan implementeras på ett fordon som utnyttjar mecanumhjul för att röra sig i alla riktningar. Vidare undersöktes också hur styrningen av sådant fordon kan genomföras trädlöst för ökad mobilitet. En prototypfarkost bestående av fyra mecanumhjul konstruerades. Mecanumhjul är sådana hjul som möjliggör translation i alla riktningar. Genom att variera rotationsriktningen på vardera motor ändras riktningen av den resulterande kraften på farkosten, vilket gör att den kan förflytta sig i önskad riktning. Handstyrning möjliggjordes genom att konstruera en till prototyp, som fästs i anslutning till handen, bestående av en IMU och en transceiver. Med IMU:n kan handens vinkel gentemot horisontalplanet beräknas och instruktioner kan skickas över till farkosten med hjälp av transceivern. Dessa instruktioner innehåller ett kort meddelande som specificerar i vilken riktning farkosten ska röra sig i. Resultaten visar på att trädlös handstyrning av en farkost fungerar utan märkbar tidsfördröjning i signalöverföring och att signalerna som skickas till farkosten innehåller korrekta instruktioner gällande rörelseriktningar.