电子沙盘以计算机模拟实景模型,是指挥人员研究地形、敌情和作战方案的重要工具,在电子沙盘使用过程中,交互方式直接影响着指挥人员在电子沙盘上的指挥效率。动作识别及头部跟踪等自然交互技术在电子沙盘交互上的应用,使指挥人员仅通过简单的身体动作就可以控制沙盘中操作对象,提高了交互的自然性和指挥人员的作战指挥效率。为了实现动作识别和头部跟踪等交互手段,本文对光学式人体运动跟踪技术及交互动作识别进行了研究,研究内容主要包括标记点连续跟踪、人体运动参数计算和面向电子沙盘的交互动作识别。首先,针对光学式运动跟踪系统中标记点遮挡、混淆等问题,提出基于多种约束条件的标记点连续跟踪方法。本文根据标记点运动的连续性和轨迹平滑性,结合同一肢体段上标记点的结构特性,对混淆点进行有效的剔除,保证了标记点跟踪的正确性。同时根据同一肢体段上可见标记点位置,利用标记点间的局部刚性和连续性,对缺失标记点位置进行预测,能够实时有效的恢复缺失数据。最后本文针对标记点跟踪丢失后的重新找回问题,提出一种基于标记点间的局部刚性和人体骨骼生理约束的缺失标记点重发现方法,从而提高标记点连续跟踪的鲁棒性。实验表明,该方法可以有效跟踪标记点位置。其次,本文基于人体层次骨骼模型和标记点佩戴方式,提出一种人体运动参数计算方法。本文根据标记点与关节中心的相对位置不变性,通过多组已知的静态姿势,计算出局部坐标系下的关节中心位置,以此建立标记点-关节中心关系模型,通过关系模型实时计算关节中心位置。实验表明,此方法能够快速的计算出人体运动参数。最后,本文在人体运动跟踪系统的基础上,根据电子沙盘中的交互动作,使用多分类支持向量机算法对人体行为进行识别,然后根据操作人员兴趣区域中的语义对象映射出交互语义,最终交由系统完成对应任务操作。本论文研究成果最终在电子沙盘场景中得到应用验证。