發(fā)布時(shí)間：2017-10-13 10:34

  本文關(guān)鍵詞：基于Kinect運(yùn)動(dòng)捕捉的太極拳輔助訓(xùn)練系統(tǒng)研究

  更多相關(guān)文章： Kinect 太極拳 運(yùn)動(dòng)捕捉 虛擬現(xiàn)實(shí) DTW 特征提取

【摘要】：隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,運(yùn)動(dòng)捕捉技術(shù)等科學(xué)技術(shù)逐漸應(yīng)用到體育教學(xué)領(lǐng)域中,體育教學(xué)實(shí)踐性很強(qiáng),本系統(tǒng)將現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)運(yùn)用到太極拳的訓(xùn)練當(dāng)中,可作為對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)的適當(dāng)補(bǔ)充,提升太極拳教學(xué)效率。本文根據(jù)對(duì)太極拳教學(xué)現(xiàn)狀需求分析,設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了基于Kinect運(yùn)動(dòng)捕捉的面向太極拳初學(xué)者需求的太極拳輔助訓(xùn)練系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以給學(xué)員提供太極拳標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)作視頻指導(dǎo),運(yùn)用運(yùn)動(dòng)捕捉技術(shù)搭建的Kinect開發(fā)平臺(tái)采集標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù),經(jīng)過數(shù)據(jù)濾波降噪處理后保存,建立標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)作數(shù)據(jù)庫。采集測(cè)試者太極拳動(dòng)作,并將其動(dòng)作序列的彩色視頻流顯示到界面窗口上,骨架數(shù)據(jù)流映射到彩色視頻上并標(biāo)記出關(guān)節(jié)點(diǎn)的位置。采集完成兩組數(shù)據(jù)之后,通過采用動(dòng)態(tài)時(shí)間規(guī)劃(DTW)算法解決了對(duì)應(yīng)幀匹配問題。根據(jù)特征提取技術(shù),分別對(duì)兩組骨架數(shù)據(jù)進(jìn)行角度、速度特征提取,根據(jù)提取的特征進(jìn)行對(duì)比,給予測(cè)試者準(zhǔn)確的評(píng)估。運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)把測(cè)試者關(guān)節(jié)點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)賦給Unity3D人物模型對(duì)應(yīng)的關(guān)節(jié)點(diǎn)。針對(duì)可能出現(xiàn)的人物姿態(tài)扭曲的問題,給出相應(yīng)的解決方法,驅(qū)動(dòng)虛擬人物再現(xiàn)測(cè)試者的角色動(dòng)畫。測(cè)試結(jié)果表明系統(tǒng)將運(yùn)動(dòng)捕捉技術(shù)、DTW算法與Unity3D軟件相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)了原地太極拳運(yùn)動(dòng)的輔助訓(xùn)練和評(píng)分,可供其他輔助訓(xùn)練系統(tǒng)參考。
【關(guān)鍵詞】：Kinect 太極拳 運(yùn)動(dòng)捕捉 虛擬現(xiàn)實(shí) DTW 特征提取
【學(xué)位授予單位】：河北科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：G852.11
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-16
• 1.1 研究背景與意義8-10
• 1.1.1 研究背景8-9
• 1.1.2 研究意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)10-13
• 1.2.1 運(yùn)動(dòng)捕捉相關(guān)技術(shù)研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.2 對(duì)應(yīng)幀匹配技術(shù)研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 研究內(nèi)容13
• 1.4 論文的章節(jié)安排13-16
• 第2章 相關(guān)技術(shù)與開發(fā)平臺(tái)16-30
• 2.1 運(yùn)動(dòng)捕捉技術(shù)16-20
• 2.1.1 運(yùn)動(dòng)捕捉技術(shù)原理與分類16-19
• 2.1.2 運(yùn)動(dòng)捕捉在體育訓(xùn)練中的作用19-20
• 2.2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)20-22
• 2.2.1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)組成原理與分類20-21
• 2.2.2 虛擬現(xiàn)實(shí)在體育訓(xùn)練中的作用21-22
• 2.3 系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)22-29
• 2.3.1 Kinect開發(fā)平臺(tái)22-28
• 2.3.2 Unity3D三維建模平臺(tái)28-29
• 2.4 本章小結(jié)29-30
• 第3章 太極拳輔助訓(xùn)練系統(tǒng)需求分析30-34
• 3.1 需求分析概述30-31
• 3.2 太極拳教學(xué)需求分析31
• 3.2.1 太極拳傳統(tǒng)教學(xué)現(xiàn)狀31
• 3.2.2 太極拳練習(xí)者學(xué)習(xí)需求31
• 3.3 太極拳輔助訓(xùn)練系統(tǒng)需求分析31-33
• 3.3.1 系統(tǒng)需求分析任務(wù)31-32
• 3.3.2 系統(tǒng)需求分析步驟32-33
• 3.3.3 系統(tǒng)功能性需求分析33
• 3.4 本章小結(jié)33-34
• 第4章 太極拳輔助訓(xùn)練系統(tǒng)設(shè)計(jì)34-54
• 4.1 系統(tǒng)的邏輯框架設(shè)計(jì)34-35
• 4.2 標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)35
• 4.3 系統(tǒng)視頻教學(xué)設(shè)計(jì)35-36
• 4.4 人體姿態(tài)特征提取36-39
• 4.4.1 關(guān)節(jié)角度特征提取36-38
• 4.4.2 關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)速度特征提取38-39
• 4.5 DTW算法匹配對(duì)應(yīng)幀39-41
• 4.5.1 DTW算法原理39-40
• 4.5.2 DTW匹配對(duì)應(yīng)幀40-41
• 4.6 系統(tǒng)評(píng)分設(shè)計(jì)41-43
• 4.6.1 人體姿態(tài)差異計(jì)算42-43
• 4.6.2 得分計(jì)算43
• 4.7 系統(tǒng)三維重建設(shè)計(jì)43-53
• 4.7.1 關(guān)節(jié)點(diǎn)角度描述43-46
• 4.7.2 Unity3D中角色模型的驅(qū)動(dòng)46-53
• 4.8 本章小結(jié)53-54
• 第5章 太極拳輔助訓(xùn)練系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)54-64
• 5.1 開發(fā)環(huán)境54-56
• 5.1.1 硬件和軟件需求54
• 5.1.2 配置Kinect開發(fā)環(huán)境54-56
• 5.2 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)總框架56-57
• 5.3 視頻教學(xué)內(nèi)容展示57
• 5.4 采集動(dòng)作數(shù)據(jù)57-60
• 5.4.1 太極拳標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫建立58-60
• 5.4.2 實(shí)時(shí)采集訓(xùn)練者運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)60
• 5.5 系統(tǒng)三維動(dòng)畫展示60-61
• 5.6 系統(tǒng)評(píng)分功能的實(shí)現(xiàn)61-63
• 5.7 本章小結(jié)63-64
• 結(jié)論64-66
• 參考文獻(xiàn)66-70
• 致謝70

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