基于Kinect的人机交互演示系统

合集下载

基于kinect人体动作辨识技术的多媒体教学控制系统的设计

曰田田
．．
：：；
｛
用者带来了全新的教学方法和教学体验。同时通过这套控制系统无线控制非计算机的教学设备。１设计来源在多媒体教学中，目前可以采用键盘、鼠标直接控制计算机，以图１系统结构框图达到对多媒体的控制，此种方法控制直接，但教师或其他使用者不能脱离计算机一定范围，并且在教学过程中还要保持日常使用计算机的姿态，给使用者带来了不便。随着多媒体教学的普及，出现了用【．．．．．．．外线遥控器来控制多媒体，这种方法解决了前者带来的问题，这也是现在教学中常用的多媒体控制方案。随着科技的发展，尤其体感技术的逐渐成熟，对于多媒体的控制又有了新的发展空间，所以以上几种方式都有一个共同的不足，就是都要通过手与控制终端接触做出一定的操作控制，而很多时候我们的手跟控制器的协调达不到致，不需要肢体与控制器接触就能控制会更加方便、灵活，以自然图２上位机子系统原理框图的方式进行人机交互也逐渐成为了发展趋势。整合到一起的思想。本设计的程序主要包含对人体动作识别的程２设计所使用的相关技术无线数据传输程序、多媒体控制技术和上位机界面的编写程序，随着科学技术的高速发展，更高层次的人机交互理念对交互方序、式提出了巨大的需求，众多科研人员开始对新的交互技术的多通道其中人体动作识别程序和无线数据传输的程序也是本设计的重点界面展开研究，目前的研究内容主要是集中在手势输入、语音识别程序。最终将人体动作识别的程序整合到无线数据传输程序和计算及感觉反馈等方面。而Ｋｉｎｅｃｔ体感技术的出现为促进人机交互的发机多媒体控制中去，以构成本设计的完整程序。４系统总体结构展具有重要意义，Ｋｉｎｅｃｔ作为新一代的体感设备，可以依靠实时捕捉使用者的动作、面部识别及语音识别就可以达到输入功能。这一本系统工作原理如下：利用和结合Ｋｉｎｅｃｔ３Ｄ体感摄影机实时捕特性很好地填补了现有人机交互技术的缺陷，并且促使Ｋｉｎｅｃｔ体感捉人的三维动态信息，并对其进行解读，然后把其发送给电脑，电脑ＷＩＦＩ模块通过局域网和电脑连接，ＷＩＦＩ模块技术成为人机交互领域的一个研究热点。与传统输入设备不同的通过上位机传送数据，通过串口把数据传输给单片机。单片是，Ｋｉｎｅｃｔ设备可以实现直接用使用者的身体来控制终端，用这种接收到电脑传过来的数据后，ＦＩ模块接收到电脑传送过来的数据依据下位机程序做出最自然的方式与终端进行交互的特点贴近了人机交互对自然性的机通过ＷＩ要求，Ｋｉｎｅｃｔ体感技术对人机交互理念的实现起到了重要的促进作相应的反应，从而控制对应的电器工作。系统结构如图１所示。本次设计的查询平台由上位机子系统和下位机子系统两个部用。因此研究Ｋｉｎｅｃｔ体感技术在人机交互领域中的应用对其今后的发展具有很大的必要性。自从Ｋｉｎｅｃｔ发布到现在，它以其方便的人分组成。上位机子系统由Ｋｉｎｅｃｔ传感器模块、电源模块、串口通信模计算机等组成；下位机子系统由控制芯片ＳＴＭ３２单片机、串口际交互性，被多个行业和领域广泛应用：虚拟应用：可以将Ｋｉｎｅｃｔ应块、通信模块、电源模块、信息设备控制模块。用在虚拟乐器，虚拟实验，虚拟娱乐等方面。３本设计的主要内容Ｋｉｎｅｃｔ设备识别人体动作后，通过ＵＳＢ传输线把Ｋｉｎｅｃｔ接收到经过处理器对数据进行处理，然后通过串口本系统设计旨在设计一个根据人体动作来控制信息设备的多的信息发送给计算机，媒体教学控制系统。该系统由上位机子系统和下位机子系统两个部通信将人体动作数据表达的控制指令传给计算机，此时用户可通过分组成。具体又包括体感识别模块、无线数据传输模块和电教设备上位机的可视化界面观看人体动作。上位机子系统原理框图如图２遥控模块。体感识别模块会把摄像头捕捉到的人体姿势传到模块，所示。参考文献体感识别模块会对其做出相应的解读，并将其传给电脑。电脑通过上位机传送数据，ＷＩＦＩ模块通过局域网和电脑连接，ＷＩＦＩ模块接收『１１李广弟等．单片机基础【Ｍ】．北京：北京航空航天出版社，２００１．２］Ｙ－－东峰等．单片机ｃ语言应用１００例【Ｍ】．北京：电子工业出版社，到电脑传过来的数据后，通过串口把数据传输给单片机。单片机通『００９．过ＷＩＦＩ模块接收到电脑传送过来的数据依据下位机程序做出相应２３１刘守义等．单片机技术基ｚｄｌ［Ｍ］．西安：西安电子科技大学出版社，的反应，从而控制对应的电器工作。用户可根据上位机界面查看人ｆ

基于Kinect体感技术的人机交互环境

基于Kinect体感技术的人机交互环境作者：李兆堃来源：《数字技术与应用》2013年第09期摘要：本文介绍了基于动作感应原理的新一代人机交互技术，并以Kinect为例，对其技术原理及特点进行了分析，展示了体感技术的良好应用前景。

关键词：人机交互体感 Kinect中图分类号：TH789 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）09-0065-021 前言计算机的发展历史，不仅是处理器速度、存储器容量飞速提高的历史，也是不断改善人机交互技术的历史。

ACM图灵奖1992年获得者、微软研究院软件总工程师ButlerLampson在题为“二十一世纪的计算研究”报告中指出，“计算机有三个作用：第一是模拟；第二是计算机可以帮助人们进行通信；第三个是互动，也就是与实际世界的交流”。

人机交互（Human Computer Interaction，HCI）是研究人、计算机以及它们间相互影响的技术。

人机交互技术，如鼠标器、窗口系统、超文本、多媒体等，已对计算机的发展产生了巨大的影响，而且还将继续影响全人类的生活。

人机交互技术是当前信息产业竞争的一个焦点，世界各国都将人机交互技术作为重点研究的一项关键技术。

2 发展阶段人机交互的发展历史，是从人适应计算机到计算机不断地适应人的发展史。

20世纪40年代到70年代，人机交互采用的是命令行方式，用户采用键盘输入信息，以文本编辑的形式与计算机进行交流，这是第一代人机交互。

这种交互方式的信息量十分有限，效率与易用性都比较低，而且对交流技术的要求也较高，使用者需要经过相当时间的学习培训。

到20世纪80年代初，出现了图形用户界面方式，并直接引发了桌面式操作系统的蓬勃发展，引入了鼠标这一划时代的交互设备。

图形用户界面简洁而直观，效率和易用性都有了很大的提高，降低了对使用者的技术要求。

进入90年代，多媒体技术的发展使得人机交互进入了一个信息量迅速增长的时代，计算机界面输出更加动态，二维图形/图像及其它多媒体信息的方式，有效增加了计算机与使用者沟通的渠道。

基于 Kinect 和 Leap Motion 的增强现实交互系统设计

2021年第01期67基于Kinect 和Leap Motion 的增强现实交互系统设计昔　克新疆电子研究所股份有限公司，新疆乌鲁木齐 830000摘要：增强现实（AR）交互系统的研发，为文化创意及宣传产业发展提供了有效的科技支撑，可应用到政府及企业文化宣传的展厅、科技馆、特色商品展示、旅游景区的推介、大型广告的宣传等方面。

文章通过分析国内外基于增强现实（AR）的虚拟展示系统的发展现状，研究AR 交互系统的主要模块组成及影响其互动性能的主要因素及最优化框架，采用 Kinect 和Leap Motion 体感设备实现AR 交互系统中的三维跟踪注册与虚实交互，扩展体感设备的应用范围并有效地促进增强现实（AR）技术的发展。

关键词：Kinect；Leap Motion；现实交互系统中图分类号：TP391.9基金项目：优秀青年科技人才培养项目（2017Q069）。

作者简介：昔克（1973—），女，蒙古族，新疆乌鲁木齐人，硕士研究生，高级工程师。

研究方向为物联网、智慧旅游等。

0 引言增强现实（AR）是一种在虚拟现实技术基础上发展起来的新技术，是利用计算机系统提供辅助信息来增加用户对现实世界的感知和认知的技术。

它将虚拟信息应用到现实世界中，即把计算机生成的虚拟场景或提示信息叠加到真实场景中，从而实现现实的增强。

基于增强现实技术可以生成许多应用程序，这些应用程序可以在游戏、娱乐、展览、教育等领域发挥很好的作用。

随着应用的需要，对现实交互系统的实时三维跟踪能力、支持多种虚拟元素的渲染、良好的可扩展性、交互性、易用性等方面提出了要求。

文章探究了基于Kinect 和Leap Motion 等体感设备在增强现实交互系统中的设计，以达到系统应用要求，实现增强现实交互系统的目的［1］。

1 系统硬件架构图1所示是本文中所介绍的 AR 交互系统的整体架构，在该系统的设计过程中主要是通过Kinect 和Leap Motion 等体感设备及时有效的捕捉用户的具体动作和相对应的身体运行数据，并以此为基础，注册相关虚拟物体，然后进行切实交互。

基于Kinect的人机交互系统设计毕业设计论文

毕业设计论文基于Kinect的人机交互系统设计摘要随着技术的不断进步，人机交互的方式也越来越先进，通过肢体动作来操作计算机和游戏机已经成为现实。

自从微软推出Kinect体感外设以来，自然的人机交互成为当前的研究热点，通过Kinect外设，可以解除人们受键盘、鼠标等传统交互方式的束缚，具有重要的意义。

本论文介绍的就是基于Kinect的人机交互的程序设计。

本设计通过Kinect的骨骼跟踪接口，自定义动作，如手臂平伸，手臂前伸，手臂上举等，触发事件后映射为键盘事件，达到操作应用程序的目的。

使用者可以选择被控制的对象程序。

为了防止他人干扰操作，本程序默认只追踪离Kinect传感器最近的人。

本设计的程序可以让使用者通过手臂动作操作俄罗斯方块、播放PPT、控制音乐播放器、控制视频播放器。

未来还可以扩展其他基于键盘控制的程序的操作。

关键词：Kinect 人机交互骨骼跟踪The Design of Man-machine Interaction SystemBased on KinectABSTRACTAs technology continues to progress, human-machine interaction is more and more advanced, and body movements to operate computers and game consoles has become a reality.This paper will introduce a program of Kinect-based human-machine interaction design.Since Microsoft launched Kinect somatosensory peripheral,natural human-computer interaction has become a research hotspot.People can lift their shackles of traditional interact such as keyboard, mouse, and others through the Kinect peripheral, and this will be a important significance.This design achieve the purpose of operating applications through Kinect's skeleton tracking interface,such as stretch your arms,reach your arms,and uplift your arms.custom actions and an triggered event which is mapped to keyboard event.The user can select the object of control program.In order to prevent the interference of other people, this design procedures only tracks the people who is nearest to the Kinect sensor.The program of this design allows the user to operate Tetris, Powerpoint,music and video player.It can be extended to other keyboard-based control programs operating in the future.Key Words: Kinect Human-machine interaction Skeleton tracking目录第一章引言 (1)1.1 选题理由 (1)1.2 自然人机交互技术的发展 (1)1.3 国内外发展情况 (1)1.4 你就是控制器 (2)1.5 Kinect的应用 (2)1.6 需求分析 (3)第二章认识Kinect (4)2.1 两款Kinect对比 (4)2.2 Kinect的硬件组成 (5)2.2.1 Kinect的“心脏”——PS1080 SoC (6)2.2.2 Kinect的“三只眼”——投影仪和两个摄像头 (8)2.2.3 Kinect的“四只耳朵”——麦克风阵列 (9)2.3 Kinect相关的技术规格 (10)2.4 Kinect工作原理 (11)2.4.1 Kinect for Xbox360的产品设计 (11)2.4.2基于“管道”的系统架构 (12)第三章总体设计 (14)3.1 软件概述 (14)3.2 软件用户群 (14)3.3 软件功能 (14)3.4 运行环境 (14)3.5 开发环境 (15)3.6 软件框架图 (15)3.7 软件各模块设计 (15)3.7.1 初始化窗口 (15)3.7.2 注册Kinect变化事件 (15)3.7.3 骨骼事件处理 (16)第四章详细设计与算法分析 (17)4.1 初始化相关模块 (17)4.1.1 定义变量 (17)4.1.2 Window_Loaded窗口载入事件 (17)4.2 注册Kinect变化事件 (17)4.2.1 事件方法主体 (17)4.2.2 事件方法中引用的方法 (17)4.3 骨骼事件处理 (18)4.3.1 隐藏骨骼跟踪提示标签 (18)4.3.2 判断窗口是否关闭中 (18)4.3.3 获取最近的骨骼跟踪跟踪实例 (18)4.3.4 判断获取的距离Kinect最近的骨骼跟踪实例 (18)4.3.5 提示用户可以进行应用程序控制 (18)4.3.6 判断Kinect的控制对象 (19)4.3.7 定义判断骨骼跟踪事件的阈值 (19)4.3.8 控制俄罗斯方块的方法 (19)4.3.9 控制PPT播放的方法 (22)4.3.10 控制音乐播放器的方法 (24)4.3.11 控制视频播放器的方法 (27)4.3.12 模拟键盘输入工具类 (29)4.3.13 窗口关闭方法 (30)第五章软件测试 (31)5.1 Kinect控制俄罗斯方块的测试 (31)5.1.1 骨骼跟踪图 (31)5.1.2 运行结果 (31)5.2 Kinect控制PPT播放的测试 (33)5.2.1 骨骼跟踪图 (33)5.2.2 运行结果 (33)5.3 Kinect控制音乐播放器的测试 (34)5.3.1 骨骼跟踪图 (34)5.3.2 运行结果 (34)5.4 Kinect控制视频播放器的测试 (35)5.4.1 骨骼跟踪图 (35)5.4.2 运行结果 (35)第六章总结与展望 (37)6.1 总结 (37)6.2 展望 (37)参考文献 (40)附录 (41)致谢 (48)第一章引言1.1 选题理由人机交互技术是指通过计算机输入、输出设备，以有效的方式实现人与计算机对话的技术。

基于Kinect V2和Unity3D的机械臂人机交互系统

基于Kinect V2和Unity3D的机械臂人机交互系统
李子良;李庆党;王晓波;和学泰
【期刊名称】《计算机与数字工程》
【年(卷),期】2024(52)3
【摘要】针对人机交互方式存在不直观、操作复杂等问题,论文利用手部追踪技术开发出一种基于Kinect V2和Unity3D的人机交互系统,用户可以直接挥动手部就可以控制机械臂运动,交互方式更加简单、直观和灵活。

该系统是通过Kinect V2来获得手部移动轨迹来实现手部追踪,并在Unity3D平台上进行交互系统的开发。

利用FABRIK算法和贝塞尔曲线分别实现了逆运动学求解和运动路径的记录,通过C#编写所需的脚本功能并开发出了两种交互模式,分别为实时控制模式和示教模式,两种模式均可通过UI面板进行选择。

最后对两种模式分别进行实验,实验结果证明了该系统的可行性。

【总页数】6页(P735-739)
【作者】李子良;李庆党;王晓波;和学泰
【作者单位】青岛科技大学机电工程学院;青岛科技大学中德科技学院
【正文语种】中文
【中图分类】TP391
【相关文献】
1.基于Kinect与Dobot机械臂的人机交互系统
2.Unity3D中的Kinect声源定位与人机交互技术
3.基于Kinect V2图像传感设备的智能喷漆系统
4.基于Kinect V2
的老人跌倒检测系统设计5.基于Kinect v2低成本动作捕捉系统在步态分析中的开发及应用
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

基于kinect的自然人机交互系统的设计与实现

基于kinect的自然人机交互系统的设计与实
现
简介：
本文介绍了一种基于Kinect的自然人机交互系统的设计和实现。

该系统使用Kinect作为输入设备，通过识别人类的姿势和动作，实现了自然的人机交互。

该系统可以应用于游戏、教育、医疗等领域，可以提高用户的交互体验。

设计：
该系统的设计主要包括三个部分：图像处理、人体姿态识别和人机交互控制。

1. 图像处理
该部分的主要任务是对图像进行预处理，以提高人体姿态识别的准确性。

常用的图像处理技术包括去噪、平滑、增强等。

2. 人体姿态识别
该部分的主要任务是通过Kinect获取人体所处的空间位置和姿态信息，并将其转换为计算机可以识别的数据。

常用的人体姿态识别算法包括SVM、Adaboost、神经网络等。

3. 人机交互控制
该部分的主要任务是将识别到的姿态和动作转换为计算机命令，以实现自然的人机交互。

常用的人机交互控制技术包括手势识别、语音识别、头部追踪等。

实现：
该系统的实现主要包括以下步骤：
1. 使用Kinect获取人体姿态信息，并进行图像预处理。

2. 使用OpenNI、NITE等软件库，对人体姿态进行识别和分析。

3. 将识别得到的姿态转换为命令，并发送给计算机。

4. 根据命令，控制计算机实现相应的功能。

结论：
基于Kinect的自然人机交互系统可以实现自然的人机交互，提
高用户的交互体验，具有广泛的应用前景。

同时，该系统还存在一些
问题，如姿态识别的准确性、响应时间等，需要进一步的研究和改进。

基于Kinect机器人与人肢体交互系统的设计与实现

基于Kinect机器人与人肢体交互系统的设计与实现曹阳;邢述达;任福继;李锦义【期刊名称】《中国科技论文》【年(卷),期】2017(012)014【摘要】设计了1个基于Kinect体感技术的机器人和人的近距离肢体交互系统,实现了机器人追踪人体并与人握手的功能.利用Kinect摄像机提取人体骨骼点并获取相应的骨骼点位置,使用改进的模板匹配算法对机器人进行跟踪并通过计算控制机器人运动参数和机器人的肢体动作,实现了机器人自动与人握手的功能.实验探究了机器人与人体之间距离变化、机器人初始角度变化等因素对系统成功率的影响,结果表明,当机器人初始角度为零时,测试范围内可实现机器人与人稳定的握手动作;机器人的初始角度在-45°～45°变化时,距人1～1.5 m、左右各0.75 m范围内可实现机器人与人稳定的握手动作.【总页数】6页(P1596-1601)【作者】曹阳;邢述达;任福继;李锦义【作者单位】南通大学机械工程学院,江苏南通226019;南通大学机械工程学院,江苏南通226019;德岛大学工学部,日本德岛770-8506;德岛大学工学部,日本德岛770-8506;南通大学机械工程学院,江苏南通226019【正文语种】中文【中图分类】TP242.6【相关文献】1.基于Kinect骨骼信息的机械臂体感交互系统的设计与实现 [J], 林海波;梅为林;张毅;罗元2.基于Kinect的通用式肢体训练系统的设计与实现 [J], 曲毅;张承凯;3.基于Kinect机器人与人肢体交互系统的设计与实现 [J], 曹阳;邢述达;任福继;李锦义;;;;;4.基于Kinect的机器人交互系统设计与研究 [J], 高日; 张雷; 郭亮5.基于Unity3D与Kinect的康复训练机器人情景交互系统 [J], 秦超龙;宋爱国;吴常铖;刘玉庆;姜国华因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

基于Kinect的多媒体演示系统开发

基于Kinect的多媒体演示系统开发张洁;廖一鹏;秦毅【期刊名称】《工业控制计算机》【年(卷),期】2017(030)001【摘要】The computer interaction nowadays overly rely on keyboard and mouse,it bounds the moving area of users.To solve this,this paper develops a multimedia demonstrate system based on Microsoft Kinect and SDK.The system contains main parts as“Air Mouse”,Two-point touch-enabled lmage Viewer,PowerPoint Control er,Voice Control er.An Ul with nice user experience is added.The system can be used in cases like education,conference and exhibition.%当下计算机交互方式过度依赖鼠标键盘，束缚了使用者的移动空间。

针对这一问题，利用微软Kinect和其SDK开发了一套多媒体演示系统。

系统具有“空中”鼠标，支持两点触控的图片浏览器，PPT播放控制，语音命令控制等主要功能，同时具有体验良好的用户页面，对用户姿态的识别精准、迅速，可以广泛运用于教学，会议和会展演示中。

【总页数】3页(P106-107,109)【作者】张洁;廖一鹏;秦毅【作者单位】阳光学院，福建福州 350015;福州大学物理与信息工程学院，福建福州350108;福州大学物理与信息工程学院，福建福州350108【正文语种】中文【相关文献】1.基于数据中心方式的多媒体演示及控制系统设计 [J], 朱磊2.基于Kinect体感交互技术的虚拟装配实验系统开发 [J], 廖宏建;曲哲3.基于Kinect的上肢康复训练系统开发与应用 [J], 瞿畅;代艾波;郭爱松;于陈陈;朱小龙4.基于RS-232串口的多媒体演示系统控制方式设计与程序开发 [J], 李隆庚;李秀荣5.基于活动理论的多媒体演示文稿PowerPoint教学设计研究 [J], 黄艳芳因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

基于Kinect体感技术的人机交互环境

一
克风输入、语音辨识等功能，允而完全摆脱了传统输入设备的束缚。Ｋｉｎｅｃｔ的主要配置有：双ＲＧＢ摄像头：提供红、绿、蓝三颜色通
道，主要作用在于动作追踪；深度传感器：深度传感器由红外线投影机加单色ＣＭＯＳ传感器组成・多点阵麦克风：主要功能是为了聊天比较低，而且对交流技术的要求也较高，使用者需要经过相当时间以及语音命令识别，并可以帮助过滤环境噪声，定制处理器和微软的学习培训。
到２Ｏ世纪８Ｏ年代初，出现了图形用户界面方式，并直接引发了
的定制软件：所有硬件都由微软设计的软件控制。
传统计算机编程基于一系列的规则，结果也很简单：是与不是，非Ａ即Ｂ。在为输入输出数目有限的简单系统建模时，这种方式简单了对使用者的技术要求。然而真实世界并不仅仅有“ 是与“ 不是ｑＥ） ” ，还有“ 似是而进入９Ｏ年代，多媒体技术的发展使得人机交互进入了一个信息而有效。，有“ 也许是” ，还有 “ 也许不是” ，我们无法用简单的二元方式来量迅速增长的时代，计算机界面输出更加动态，二维图形／图像及非” 其它多媒体信息的方式，有效增加了计算机与使用者沟通的渠道。图形技术的飞速发展说明，对于终端应用层面，使处理的数据易于操作并直观是十分重要的问题。人类之间交互的方式都是基于三维空间的，无论是命令行方式，图形界面方式还是多媒体方式，它们在实质上都属于基于二维空间精确信息的人机交互模式，不够自
桌面式操作系统的蓬勃发展，引入了鼠标这一划时代的交互设备。图形用户界面简洁而直观，效率和易用性都有了很大的提高，降低