本文關鍵詞：基于Kinect的人體運動信息的采集與應用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：使用傳感設備捕捉、跟蹤和記錄人體在三維空間的運動信息是目前研究領域的熱點,此項技術應用趨于多樣化,在電影制作、醫(yī)療、軍事和智能控制等領域發(fā)揮了重要的作用,例如使用動作捕捉設備記錄人體影像信息制作電影特效,或者捕捉人體姿態(tài)建立運動模型用于醫(yī)學研究等。目前應用較多的動作捕捉系統(tǒng)為基于光學的被動捕捉式設備,然而這些設備價格昂貴、安裝復雜,使用過程繁瑣。Kinect作為一種新型的體感設備,已成功應用在醫(yī)療手術、老人看護、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),實現(xiàn)簡便的運動信息采集和自動化運動參數(shù)分析,充分發(fā)揮Kinect擴展性強、便捷應用等特點,將此設備應用于人體運動模式的研究,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作下的三維運動信息,實現(xiàn)了自動分析角速度和角加速度參數(shù)功能,并且與實驗室的Vicon動作捕捉系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)對比分析,實驗結(jié)果顯示兩者數(shù)據(jù)的皮爾遜相關系數(shù)大于0.7,具有顯著的相關性,這表明此系統(tǒng)能夠有效地完成部分人體運動信息采集功能。將這些數(shù)據(jù)進行實時計算并記錄,可用于分析人體運動模式的研究工作,為人體運動數(shù)據(jù)分析提供了支持。第二,提出了通過Kinect實現(xiàn)人體三維質(zhì)心的測量方法,并與動作捕捉系統(tǒng)比較,發(fā)現(xiàn)此套系統(tǒng)在測量人體三維質(zhì)心方面的應用有很大潛質(zhì)。比較結(jié)果顯示,在靜止站立實驗中均方根誤差均值為1~3.6 mm,傾斜動作中為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人體質(zhì)心運動軌跡,并且適用于測量大幅度運動時質(zhì)心軌跡,將所得骨骼信息通過程序處理后,能夠?qū)崟r獲取人體三維質(zhì)心坐標數(shù)據(jù),與Vicon系統(tǒng)比較分析顯示相對誤差較小。Kinect可以作為評價平衡能力,做出摔倒預測和分析人體運動參數(shù)的工具,應用于需要快速記錄分析人體三維質(zhì)心的場合,如普通診所和社區(qū)醫(yī)院。第三,基于Kinect研制了上肢康復訓練系統(tǒng),主要包含橫向康復與縱向康復項目。互動游戲使用到坐標轉(zhuǎn)換、沉浸式交互效果、人體與場景融合和中值濾波等技術。建立在人機交互手段上的康復軟件對于研發(fā)科學評估方法具有重大的意義,發(fā)揮體感設備優(yōu)勢,能夠使得參與者沉浸在游戲場景的互動中,增強參與者的興趣,提高訓練效果,實現(xiàn)高強度、任務導向及不斷反復的康復訓練。
【關鍵詞】：動作捕捉 Kinect 人體三維質(zhì)心 Vicon 康復訓練
【學位授予單位】：河北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：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 人體運動信息采集方法17-25
• 2.1 運動信息采集方法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采集設計25-27
• 3.2 實驗設計及環(huán)境27-29
• 3.3 實驗結(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 實驗原理34-37
• 4.2 實驗設計37-40
• 4.2.1 實驗動作37-38
• 4.2.2 數(shù)據(jù)計算及結(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的上肢康復訓練應用42-52
• 5.1 上肢康復訓練游戲的總體方案42-43
• 5.2 上肢康復訓練游戲采用技術43-47
• 5.2.1 坐標變換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 沉浸式上肢互動康復的實現(xiàn)47-51
• 5.3.1 上肢豎向運動康復48-49
• 5.3.2 上肢橫向運動康復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54-58
• 致謝58-59
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表論文情況59

  本文關鍵詞：基于Kinect的人體運動信息的采集與應用，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：441492