本文關(guān)鍵詞：基于Kinect的人體運(yùn)動(dòng)信息的采集與應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：使用傳感設(shè)備捕捉、跟蹤和記錄人體在三維空間的運(yùn)動(dòng)信息是目前研究領(lǐng)域的熱點(diǎn),此項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用趨于多樣化,在電影制作、醫(yī)療、軍事和智能控制等領(lǐng)域發(fā)揮了重要的作用,例如使用動(dòng)作捕捉設(shè)備記錄人體影像信息制作電影特效,或者捕捉人體姿態(tài)建立運(yùn)動(dòng)模型用于醫(yī)學(xué)研究等。目前應(yīng)用較多的動(dòng)作捕捉系統(tǒng)為基于光學(xué)的被動(dòng)捕捉式設(shè)備,然而這些設(shè)備價(jià)格昂貴、安裝復(fù)雜,使用過程繁瑣。Kinect作為一種新型的體感設(shè)備,已成功應(yīng)用在醫(yī)療手術(shù)、老人看護(hù)、體感游戲等方面。本文通過程序處理Kinect捕捉到的三種信息流數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)便的運(yùn)動(dòng)信息采集和自動(dòng)化運(yùn)動(dòng)參數(shù)分析,充分發(fā)揮Kinect擴(kuò)展性強(qiáng)、便捷應(yīng)用等特點(diǎn),將此設(shè)備應(yīng)用于人體運(yùn)動(dòng)模式的研究,具體的內(nèi)容如下:第一,使用Kinect采集人體在三種不同曲體動(dòng)作下的三維運(yùn)動(dòng)信息,實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)分析角速度和角加速度參數(shù)功能,并且與實(shí)驗(yàn)室的Vicon動(dòng)作捕捉系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)比分析,實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示兩者數(shù)據(jù)的皮爾遜相關(guān)系數(shù)大于0.7,具有顯著的相關(guān)性,這表明此系統(tǒng)能夠有效地完成部分人體運(yùn)動(dòng)信息采集功能。將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)算并記錄,可用于分析人體運(yùn)動(dòng)模式的研究工作,為人體運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)分析提供了支持。第二,提出了通過Kinect實(shí)現(xiàn)人體三維質(zhì)心的測(cè)量方法,并與動(dòng)作捕捉系統(tǒng)比較,發(fā)現(xiàn)此套系統(tǒng)在測(cè)量人體三維質(zhì)心方面的應(yīng)用有很大潛質(zhì)。比較結(jié)果顯示,在靜止站立實(shí)驗(yàn)中均方根誤差均值為1~3.6 mm,傾斜動(dòng)作中為3~7.4 mm;均方根誤差均值在X、Y、Z軸方向分別為7.4mm、6.7mm和5mm。K inect可以較好的反映靜止站立時(shí)人體質(zhì)心運(yùn)動(dòng)軌跡,并且適用于測(cè)量大幅度運(yùn)動(dòng)時(shí)質(zhì)心軌跡,將所得骨骼信息通過程序處理后,能夠?qū)崟r(shí)獲取人體三維質(zhì)心坐標(biāo)數(shù)據(jù),與Vicon系統(tǒng)比較分析顯示相對(duì)誤差較小。Kinect可以作為評(píng)價(jià)平衡能力,做出摔倒預(yù)測(cè)和分析人體運(yùn)動(dòng)參數(shù)的工具,應(yīng)用于需要快速記錄分析人體三維質(zhì)心的場(chǎng)合,如普通診所和社區(qū)醫(yī)院。第三,基于Kinect研制了上肢康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng),主要包含橫向康復(fù)與縱向康復(fù)項(xiàng)目�；�(dòng)游戲使用到坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、沉浸式交互效果、人體與場(chǎng)景融合和中值濾波等技術(shù)。建立在人機(jī)交互手段上的康復(fù)軟件對(duì)于研發(fā)科學(xué)評(píng)估方法具有重大的意義,發(fā)揮體感設(shè)備優(yōu)勢(shì),能夠使得參與者沉浸在游戲場(chǎng)景的互動(dòng)中,增強(qiáng)參與者的興趣,提高訓(xùn)練效果,實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度、任務(wù)導(dǎo)向及不斷反復(fù)的康復(fù)訓(xùn)練。
【關(guān)鍵詞】：動(dòng)作捕捉 Kinect 人體三維質(zhì)心 Vicon 康復(fù)訓(xùn)練
【學(xué)位授予單位】：河北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP391.41
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-17
• 1.1 課題研究背景11-12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析12-14
• 1.3 課題研究的目的和意義14-15
• 1.4 論文的主要內(nèi)容15-17
• 第2章 人體運(yùn)動(dòng)信息采集方法17-25
• 2.1 運(yùn)動(dòng)信息采集方法17-19
• 2.2 Kinect介紹19-24
• 2.2.1 Kinect硬件組成19-20
• 2.2.2 Kinect系統(tǒng)架構(gòu)20-21
• 2.2.3 數(shù)據(jù)流的處理21-24
• 2.3 本章小結(jié)24-25
• 第3章 基于Kinect的部分人體信息采集25-34
• 3.1 Kinect采集設(shè)計(jì)25-27
• 3.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及環(huán)境27-29
• 3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論29-32
• 3.4 本章小結(jié)32-34
• 第4章 Kinect用于人體三維質(zhì)心的研究34-42
• 4.1 實(shí)驗(yàn)原理34-37
• 4.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)37-40
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)作37-38
• 4.2.2 數(shù)據(jù)計(jì)算及結(jié)果38-40
• 4.3 討論40-41
• 4.4 本章總結(jié)41-42
• 第5章 基于Kinect的上肢康復(fù)訓(xùn)練應(yīng)用42-52
• 5.1 上肢康復(fù)訓(xùn)練游戲的總體方案42-43
• 5.2 上肢康復(fù)訓(xùn)練游戲采用技術(shù)43-47
• 5.2.1 坐標(biāo)變換43-44
• 5.2.2 物理效果44-45
• 5.2.3 人體背景合成45-46
• 5.2.4 中值濾波46-47
• 5.3 沉浸式上肢互動(dòng)康復(fù)的實(shí)現(xiàn)47-51
• 5.3.1 上肢豎向運(yùn)動(dòng)康復(fù)48-49
• 5.3.2 上肢橫向運(yùn)動(dòng)康復(fù)49-51
• 5.4 本章總結(jié)51-52
• 第6章 總結(jié)和展望52-54
• 6.1 總結(jié)52
• 6.2 展望52-54
• 參考文獻(xiàn)54-58
• 致謝58-59
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文情況59

  本文關(guān)鍵詞：基于Kinect的人體運(yùn)動(dòng)信息的采集與應(yīng)用，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：441492