基于Kinect的人體運(yùn)動(dòng)信息的采集與應(yīng)用.pdf

1、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(guò)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。

2、　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴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Vico n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。⑵提出了通過(guò)Kinect實(shí)現(xiàn)人體三維質(zhì)心的測(cè)量

3、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7.4 mm、6.7 mm和5 mm。K inec t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(guò)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Vico n系統(tǒng)比較分析顯示相

4、對(duì)誤差較小。K ine ct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。⑶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