[发明专利]一种基于Kinect的人机交互系统

说明书

技术领域：

    本发明涉及人机交互领域，具体涉及一种基于Kinect的人机交互系统。

背景技术：

2010年，微软公司推出了用于XBOX游戏机的Kinect感应设备，可以通过影像辨识出人体及其动作，使玩家通过自己的肢体来控制游戏。Kinect带来的是一种革命性的交互方式，因此微软在2012年推出了Kinect for Windows设备，并配套发布了SDK开发工具，使PC平台上可以开发出使用Kinect进行交互的应用程序。

然而，现存的大量计算机应用程序，如果要结合Kinect的推出，而支持使用Kinect的交互方式，软件的重新开发工作量是很大的，这也是现今使用Kinect进行交互的应用程序仍然偏少的主要原因。现今Kinect仍然带有一种玩具的色彩，在交互方面的普及程度较低，与软件支持未能尽快跟上有很大关系。

发明内容：

本发明的目的是提供一种基于Kinect的人机交互系统，它能拓展Kinect的应用领域，使Kinect提供的交互方式与现有的计算机应用能有效结合起来。

为了解决背景技术所存在的问题，本发明是采用以下技术方案：它包含主界面、配置管理模块、输入映射模块、姿势管理界面、姿势管理模块、姿势定义模块，姿势定义模块，定义了人体姿势数据，一个姿势由若干条姿势规则构成，姿势规则包含规则类别、涉及的关节点与阈值范围，姿势规则中的所述规则类别，包括X距离、Y距离、Z距离、总距离与夹角五种，姿势规则中涉及的关节点范围为Kinect SDK提供的20个关节点；涉及的关节点的数目，在规则类别为夹角时为3个，否则可以是1-2个。

所述的姿势规则涉及1个关节时，规则含义为：用户的该关节的当前位置与初始位置之间的距离，处在阈值范围内；姿势规则涉及2个关节时，规则含义为：用户的两个关节之间距离，在规则类别所标示的方向上，处在阈值范围内。

所述的姿势规则当且仅当规则类别为夹角时涉及3个关节，规则含义为：关节1到关节2连线，与关节2到关节3连线的夹角，处在阈值范围内。

所述的姿势管理模块包括姿势的新建、编辑、保存、读取、删除、测试功能。

所述的输入映射模块，将用户姿势与计算机的输入命令进行一一对应，从而使用姿势与计算机进行交互。

所述的配置管理模块，将若干输入映射作为一个系统配置文件，进行新建、修改、保存、读取、删除等管理操作。

本发明的操作方法为：当用户需要使用Kinect操作特定的应用程序时，先自行定义好该应用程序对应的操作姿势集合，并使用姿势管理模块将姿势数据录入系统，然后通过输入映射模块进行操作，并将该操作姿势集合通过配置管理模块进行管理。

姿势管理模块中姿势测试的流程为：当用户开启姿势测试时，首先停用姿势编辑功能，并保存当前用户所编辑的姿势数据；然后启动Kinect开始识别，当Kinect前有人做出启动姿势时，Kinect跟踪该人的姿势，并显示已跟踪用户的提示标志；当该人的姿势与所编辑的姿势吻合时，显示姿势识别成功的提示标志；当用户终止姿势测试时，恢复姿势编辑功能。

姿势映射与识别的流程为：当用户开启姿势映射时，启动Kinect开始识别，当Kinect前有人做出启动姿势时，Kinect跟踪该人的姿势；将人的姿势与姿势映射列表中的姿势逐一比对，并检测每个姿势是否从无到有或从有到无，发送按下或弹起相应按键的命令。

    本发明能拓展Kinect的应用领域，使Kinect提供的交互方式与现有的计算机应用能有效结合起来。

附图说明：

图1为本发明的整体结构框图，

图2为本发明中姿势管理模块的结构框图。

具体实施方式：

参照图1，本具体实施方式采用以下技术方案：它包含主界面、配置管理模块、输入映射模块、姿势管理界面、姿势管理模块、姿势定义模块，姿势定义模块，定义了人体姿势数据，一个姿势由若干条姿势规则构成，姿势规则包含规则类别、涉及的关节点与阈值范围，姿势规则中的所述规则类别，包括X距离、Y距离、Z距离、总距离与夹角五种，姿势规则中涉及的关节点范围为Kinect SDK提供的20个关节点；涉及的关节点的数目，在规则类别为夹角时为3个，否则可以是1-2个。

所述的姿势规则涉及1个关节时，规则含义为：用户的该关节的当前位置与初始位置之间的距离，处在阈值范围内；姿势规则涉及2个关节时，规则含义为：用户的两个关节之间距离，在规则类别所标示的方向上，处在阈值范围内。