【正文】 ”。PS1080負責處理紅外影像，然后逐幀生成準確的場景深度影像。紅外投影機的光源是一類普通激光光源，經過磨砂玻璃和紅外濾光片，投射出近紅外光，該光波長為830nm，可持續(xù)輸出，符合IEC 608251標準中的一級安全要求。 PrimeSense推薦的設計 Kinect的“三只眼”——投影儀和兩個攝像頭Kinect有三只不對稱的“眼睛”，從左向右分別是紅外投影機、彩色攝像頭和紅外攝線頭。PS1080適用于各種主機CPU——所有深度獲取算法均在PS1080上運行，主機只需運行最低限度的USB通信層。PS1080 SoC芯片是一個多感應系統，能提供同步深度圖像、彩色圖像和音頻流。以下是Kinect組件的完整列表：a．外殼、底座及不同類型的螺絲；b．Moving Touch傳動馬達電機（用于仰角控制）；c．散熱風扇；d．彩色攝像頭；e．紅外攝像頭；f．紅外投影機；g．麥克風陣列（4個）；h．3塊主板；i．14種關鍵芯片。本設計就是基于Kinect for Xbox360的。其他方面和Kinect for Xbox360的版本差異不大。 兩款Kinect對比 for Xbox360 Kinect for Xbox360 for Windows Kinect for Windows從外觀上看，二者幾乎沒有區(qū)別，只是logo不同，一個是XBOX360，另一個是KINECT。第二章 認識Kinect作為一款集成了諸多先進視覺技術的自然交互設備，Kinect在學術和游戲領域均有很高的關注度。由于操作俄羅斯方塊時通過線程休眠防止鍵盤事件過于頻繁，但是本程序為單線程程序，線程休眠時主程序界面會卡死。（2）界面需求本設計需要有選擇被控程序的功能，同時還要顯示玩家的動作視頻和動作識別結果及對應的映射結果。 需求分析（1）功能需求本設計的程序可以讓使用者通過手臂動作操作俄羅斯方塊、播放PPT、控制音樂播放器、控制視頻播放器。（13）利用微軟Kinect體感器作為人物場景采集器，將其采集到的深度數據進行處理，將人物與背景分割，去除背景深度區(qū)域，保留人物所在深度區(qū)域，進一步檢測出人物[19]。（11）采用微軟公司開發(fā)的一款廉價體感游戲設備Kinect，嘗試了對農作物長勢形態(tài)深度圖像進行實時監(jiān)測研究，在介紹Kinect深度成像原理的基礎上，提出了采用Kinect獲取農作物長勢深度圖像的算法以及提取3D點云世界坐標的算法，并開展了初步試驗[17]。（9）基于Kinect的多點觸控系統，該系統利用Kinect獲取三維深度信息，通過建立觸控感應平面模型，檢測用戶多點觸控事件，并進行觸控點的坐標變換，實現對電腦的控制[15]。設計了一個全新的基于無監(jiān)督物體識別系統[13]。（6）通過分析Kinect相機獲取的深度圖的特征，提出以綜合點特征和梯度特征的局域梯度特征的方式來對人體部位區(qū)分判定[12]。（4）一種基于 Kinect 傳感器的快速物體重建方法，以及基于該方法的一種圖形處理器 (Graphic processing unit, GPU) 原型系統實現[10]。（2）利用Kinect深度傳感器所獲取的圖像深度信息實現手部從背景中的分割，并通過在Hu矩基礎上加入3個表達式，使不變矩包含更多細節(jié)特征，對手勢目標進行識別，最后把得到的識別結果轉換成控制指令通過AdHoc網絡傳送給智能輪椅,實現運動控制[8]。憑借無控制器的娛樂體驗，Xbox360和Kinect正以無法想象的方式改變著人們的家庭生活[6]。不就如此，它還能將你和朋友區(qū)分開來。然而，Kinect向世人公布：你就是控制器（You are the controller）。 你就是控制器很多年來，不用控制器的沉浸式游戲一直都是游戲設計師和開發(fā)人員心目中的至高境界。英國的Nottingham Trent大學正在著手通過Kinect for Windows技術幫助中風患者緩解面癱帶來的影響，目前整個項目已經獲得347000英鎊的資金支持[3]。歐洲時裝店Topshop在莫斯科的旗艦店安裝了一種全新的試衣間，這種虛擬試衣間利用了當時最先進的兩種技術增強現實和Kinect體感，你無須試穿就能見到真實的試衣效果[2]。 國內外發(fā)展情況Kinect被吉尼斯世界紀錄組織稱為史上銷售最快的電子產品[1]。與此同時，另外一種提法——“有機用戶界面”也開始悄然興起，其包括生物識別傳感器、皮膚顯示器，乃至大腦與計算機的直接對接，這些技術無疑都將給人類的生活帶來重大影響。本設計通過微軟開發(fā)的Kinect體感傳感器，令使用者擺脫鍵鼠的束縛，通過肢體語言讓電腦理解你的操作意圖，給使用者以更佳操控體驗。自從微軟推出Kinect體感外設以來，自然的人機交互成為當前的研究熱點，通過Kinect外設，可以解除人們受鍵盤、鼠標等傳統交互方式的束縛，具有重要的意義。它是計算機用戶界面設計中的重要內容之一。關鍵詞：Kinect 人機交互 骨骼跟蹤The Design of Manmachine Interaction System Based on KinectABSTRACTAs technology continues to progress, humanmachine interaction is more and more advanced, and body movements to operate puters and game consoles has bee a paper will introduce a program of Kinectbased human machine interaction design. Since Microsoft launched Kinect somatosensory peripheral,natural humanputer interaction has bee 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 Kinect39。 本設計的程序可以讓使用者通過手臂動作操作俄羅斯方塊、播放PPT、控制音樂播放器、控制視頻播放器。使用者可以選擇被控制的對象程序。本論文介紹的就是基于Kinect的人機交互的程序設計?；贙inect的人機交互系統設計摘 要 隨著技術的不斷進步，人機交互的方式也越來越先進，通過肢體動作來操作計算機和游戲機已經成為現實。自從微軟推出Kinect體感外設以來，自然的人機交互成為當前的研究熱點，通過Kinect外設，可以解除人們受鍵盤、鼠標等傳統交互方式的束縛，具有重要的意義。 本設計通過Kinect的骨骼跟蹤接口，自定義動作，如手臂平伸，手臂前伸，手臂上舉等，觸發(fā)事件后映射為鍵盤事件，達到操作應用程序的目的。為了防止他人干擾操作，本程序默認只追蹤離Kinect傳感器最近的人。未來還可以擴展其他基于鍵盤控制的程序的操作。s skeleton tracking interface, such as stretch your arms, reach your arms,and uplift your actions and an triggered event which is mapped to keyboard event. The user can select the object of control 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 can be extended to other keyboardbased control programs operating in the future.Key Words: Kinect Human machine interaction Skeleton tracking 40目 錄第一章 引言 1 選題理由 1 自然人機交互技術的發(fā)展 1 國內外發(fā)展情況 1 你就是控制器 1 Kinect的應用 2 需求分析 3第二章 認識Kinect 4 兩款Kinect對比 4 Kinect的硬件組成 5 Kinect的“心臟”——PS1080 SoC 6 Kinect的“三只眼”——投影儀和兩個攝像頭 7 Kinect的“四只耳朵”——麥克風陣列 8 Kinect相關的技術規(guī)格 9 Kinect工作原理 10 Kinect for Xbox360的產品設計 10“管道”的系統架構 11第三章 總體設計 13 軟件概述 13 軟件用戶群 13 軟件功能 13 運行環(huán)境 13 開發(fā)環(huán)境 14 軟件框架圖 14 軟件各模塊設計 14 初始化窗口 14 注冊Kinect變化事件 14 骨骼事件處理 14第四章 詳細設計與算法分析 16 初始化相關模塊 16 定義變量 16 Window_Loaded窗口載入事件 16 注冊Kinect變化事件 16 事件方法主體 16 事件方法中引用的方法 16 骨骼事件處理 17 隱藏骨骼跟蹤提示標簽 17 判斷窗口是否關閉中 17 獲取最近的骨骼跟蹤跟蹤實例 17 判斷獲取的距離Kinect最近的骨骼跟蹤實例 17 提示用戶可以進行應用程序控制 17 判斷Kinect的控制對象 18 定義判斷骨骼跟蹤事件的閾值 18 控制俄羅斯方塊的方法 18 控制PPT播放的方法 20 控制音樂播放器的方法 21 控制視頻播放器的方法 23 模擬鍵盤輸入工具類 24 窗口關閉方法 25第五章 軟件測試 26 Kinect控制俄羅斯方塊的測試 26 骨骼跟蹤圖 26 運行結果 26 Kinect控制PPT播放的測試 28 骨骼跟蹤圖 28 運行結果 28 Kinect控制音樂播放器的測試 29 骨骼跟蹤圖 29 運行結果 29 Kinect控制視頻播放器的測試 30 骨骼跟蹤圖 30 運行結果 30第六章 總結與展望 31 總結 31 展望 31參考文獻 33附 錄 34致 謝 40天津理工大學2013屆本科畢業(yè)設計說明書第一章 引言 選題理由人機交互技術是指通過計算機輸入、輸出設備，以有效的方式實現人與計算機對話的技術。它與認知學、人機工程學、心理學等學科領域有密切的聯系。通過鍵盤鼠標等外設控制電腦需要操作者近距離的操作，而且無法解放雙手，通過自由的方式操控。 自然人機交互技術的發(fā)展2008年，比爾?蓋茨提出“自然用戶界面”的概念，并預言人機交互在未來幾年內會有很大的改觀，鍵盤和鼠標將會逐步被更為自然的觸控式、視覺型以及語音控制界面所替代。隨著計算機技術和傳感器技術的普遍應用，現實世界也逐步出現其“數字版”的一面，而自然人機交互技術正是現實世界與虛擬世界之間的橋梁。除了體感設備比較普及的游戲領域外，Kinect的應用性和實驗性正在快速發(fā)展。近日，Kinect for Windows平臺為疾病患者打造了一個可以識別面部表情或手勢的設備，來幫助很多中風患者緩解失語等困擾。還有淡江大學電機工程學系開發(fā)的基于Kinect之實時雙向人流計數系統[4]，臺灣大學生醫(yī)電子與資訊學研究所開發(fā)的應用Kinect感應器分析手指活動擷取系統[5]。在Kinect出現之前，任天堂的Wii是體感技術的代表，同期的產品還有Sony的PS3，但它們都需要額外的控制器。站在Kinect前，它立刻就能知道你是誰。當你移動時，傳感器能在瞬間追蹤到你。 Kinect的應用（1）通過對最新的科技產品Kinect在SNC的創(chuàng)新智能教室框架下的應用探索，提出了結合手勢識別與增強現實技術的教育輔助系統的設想并進行了實現[7]。（3）利用Kinect體感設備,可將其即時動