[發明專利]一種基于Kinect的人機交互系統

在審

• 申請號: 201310606510.9
• 申請日: 2013-11-25
• 公開（公告）號: CN104460972A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 陳擁權;張羽;李梁
• 申請（專利權）人: 安徽寰智信息科技股份有限公司
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于Kinect的人機交互系統，其特征在于它包含主界面、配置管理模塊、輸入映射模塊、姿勢管理界面、姿勢管理模塊、姿勢定義模塊，姿勢定義模塊，定義了人體姿勢數據，一個姿勢由若干條姿勢規則構成，姿勢規則包含規則類別、涉及的關節點與閾值范圍，姿勢規則中的所述規則類別，包括X距離、Y距離、Z距離、總距離與夾角五種，姿勢規則中涉及的關節點范圍為Kinect?SDK提供的20個關節點；涉及的關節點的數目，在規則類別為夾角時為3個，否則可以是1-2個。

2.一種基于Kinect的人機交互系統，其特征在于所述的姿勢規則涉及1個關節時，規則含義為：用戶的該關節的當前位置與初始位置之間的距離，處在閾值范圍內；姿勢規則涉及2個關節時，規則含義為：用戶的兩個關節之間距離，在規則類別所標示的方向上，處在閾值范圍內；所述的姿勢規則當且僅當規則類別為夾角時涉及3個關節，規則含義為：關節1到關節2連線，與關節2到關節3連線的夾角，處在閾值范圍內。

3.根據權利要求1所述的一種基于Kinect的人機交互系統，其特征在于所述的姿勢管理模塊包括姿勢的新建、編輯、保存、讀取、刪除、測試功能。

4.根據權利要求1所述的一種基于Kinect的人機交互系統，其特征在于所述的輸入映射模塊，將用戶姿勢與計算機的輸入命令進行一一對應，從而使用姿勢與計算機進行交互。

5.根據權利要求1所述的一種基于Kinect的人機交互系統，其特征在于所述的配置管理模塊，將若干輸入映射作為一個系統配置文件，進行新建、修改、保存、讀取、刪除等管理操作。

6.根據權利要求1所述的一種基于Kinect的人機交互系統，其特征在于所述的姿勢管理模塊中姿勢測試的流程為：當用戶開啟姿勢測試時，首先停用姿勢編輯功能，并保存當前用戶所編輯的姿勢數據；然后啟動Kinect開始識別，當Kinect前有人做出啟動姿勢時，Kinect跟蹤該人的姿勢，并顯示已跟蹤用戶的提示標志；當該人的姿勢與所編輯的姿勢吻合時，顯示姿勢識別成功的提示標志；當用戶終止姿勢測試時，恢復姿勢編輯功能。

7.根據權利要求1所述的一種基于Kinect的人機交互系統，其特征在于所述的姿勢映射與識別的流程為：當用戶開啟姿勢映射時，啟動Kinect開始識別，當Kinect前有人做出啟動姿勢時，Kinect跟蹤該人的姿勢；將人的姿勢與姿勢映射列表中的姿勢逐一比對，并檢測每個姿勢是否從無到有或從有到無，發送按下或彈起相應按鍵的命令。

8.根據權利要求1所述的一種基于Kinect的人機交互系統，其特征在于所述的姿勢定義模塊采用如下技術方案：

（1）人體的姿勢由若干姿勢規則構成，所述姿勢規則包括規則類別、涉及關節點、閾值范圍；

（2）規則類別包括X距離、Y距離、Z距離、總距離、夾角共五種；

（3）規則涉及的關節點范圍為Kinect?SDK提供的20個關節點，分別為髖中央、脊柱、頸部、頭部、左肩、左肘、左腕、左手、右肩、右肘、右腕、右手、左胯、左膝、左踝、左腳、右胯、右膝、右踝、右腳；

（4）當規則類別為夾角時，規則涉及3個關節點；否則，規則涉及的關節點可以是1個、2個；

（5）當規則涉及1個關節點時，規則的含義為：用戶所述關節點的當前位置，與該關節點的初始位置的距離，處在閾值范圍內；

（6）當規則涉及2個關節點時，規則的含義為：用戶的所述兩個關節點的當前位置之間的距離，處在閾值范圍內；

（7）當規則為夾角規則，涉及3個關節點，規則的含義為：用戶的第一關節點與第二關節點連線，與第二關節點與第三關節點連線的夾角，處在閾值范圍內。

9.根據權利要求1所述的一種基于Kinect的人機交互系統，其特征在于所述的姿勢管理模塊采用如下技術方案：

（a）姿勢管理的界面功能包括姿勢規則的添加、編輯、刪除，以及姿勢數據的測試、保存與讀取；

（b）姿勢規則涉及的關節點范圍為Kinect?SDK提供的20個關節點，在姿勢管理界面中，顯示關節點的名稱供用戶選擇；

（c）用戶可以在編輯姿勢后、保存姿勢前，進行姿勢的測試，進行姿勢測試時，啟動Kinect進行用戶識別，當用戶做出特定啟動姿勢時，跟蹤該用戶，然后用戶可試做該姿勢，姿勢正確與否顯示在界面上，通過測試姿勢功能，用戶能通過自身反饋設計出更自然的姿勢。

10.根據權利要求1所述的一種基于Kinect的人機交互系統，其特征在于所述輸入映射模塊采用如下技術方案：

（A）在同一個配置文件中，不同姿勢對應不同的鍵盤或鼠標的按鍵命令，不得重復；

（B）當用戶向系統發送開始映射的請求時，啟動Kinect進行用戶識別；規定當用戶做出特定的啟動姿勢時，Kinect跟蹤該用戶；

（C）跟蹤到用戶后，Kinect不斷對用戶進行姿勢識別；如一個交互姿勢從無到有，則發送對應按鍵按下命令；如一個交互姿勢從有到無，則發送對應按鍵彈起命令。