基于VR设备的沉浸式虚拟3D体感交互系统设计研究

以提高沉浸式虚拟3D场景的用户体验感为目的,在VR设备的支持下,从硬件和软件两个方面优化设计沉浸式虚拟3D体感交互系统.设计了加设头戴显示器和手持控制器两种类型的VR设备,改装了交互数据处理器和存储器,通过硬件软件的连接实现了系统硬件部分的优化;通过实体布设和光效生成两个步骤,构建沉浸式虚拟3D体感交互场景,利用VR设备获取实时体感数据,并根据体感数据的特征识别出沉浸式虚拟3D体感交互姿态;基于用户实时位姿和实体位置,检测出了虚拟3D场景中的碰撞行为,进而实现了视角切换、指令响应、漫游等体感交互功能.通过系统测试实验得出:与传统交互系统相比,优化设计系统输出交互界面分辨率明显提升,同时交互时延和交互偏差有所降低,即优化设计系统具有更高的交互功能.

基于Kinect体感交互的多人在线虚拟实验系统

为了满足多人异地进行真实感虚拟实验的需求,使用Kinect体感设备和Unity 3D引擎搭建了一个多人在线虚拟实验系统。在该系统中,使用Unity 3D引擎搭建虚拟实验场景,通过导入3D Max制作的实验器材模型进行实验搭建,并通过网络通信技术实现远距离多人在线操作。对于真实感部分,采用Kinect体感技术捕捉的身体姿势被用来控制虚拟场景中第一人称角色的走动、抓取和操作实验器材以及选取虚拟场景中的菜单。实验结果证明,Kinect姿势识别具有很高的准确性和鲁棒性,并且不容易被光照条件和复杂的背景所影响,服务器与客户端的通信对于建立远程虚拟实验系统来说足够稳定。该系统具有成本低、真实感较强的优点。

基于Kinect体感交互技术的虚拟装配实验系统开发

在分析体感交互虚拟装配系统架构的基础上,讨论了基于Kinect体感交互技术的虚拟装配模型数据建立、手势识别及交互语义扩展、场景视角的真实体感控制3个关键问题的实现方法,并使用这些方法开发了"减速器"虚拟装配实验系统。实际应用表明,体感交互技术能提高与三维对象的交互效率、增强学习沉浸感。

基于Kinect体感交互技术的3D服饰文化展示系统

为弘扬传统服饰文化,本文融合体感交互技术与增强现实技术,设计并实现了基于Kinect体感设备的3D服饰文化展示系统。不同于以往商业行为中的虚拟试衣镜,系统更注重中华传统服饰文化的普及,包括国粹箐华历代服饰、少数民族服饰、奥运主题服饰在内的多个主题将给使用者带来全新的用户体验。

基于微软Kinect的体感控制智能窗帘系统

设计了一种基于微软Kinect的体感控制智能窗帘系统。采用微软Kinect v1传感器及其开发者工具包(SDK)和Microsoft Visual Studio集成开发环境作为核心开发工具,并和基于80c51单片机的步进电机控制系统组成体感控制智能窗帘系统。能够通过Kinect体感传感器对人体肢体动作识别并做判断,并将判断结果通过串口通讯传送至单片机控制步进电机系统,从而使得通过肢体动作控制窗帘系统的开启和关闭。本系统具有动作判断准确、易于针对特殊群体进行拓展开发、使用方便等优点,在智能家居、残疾人士辅助工具方面有较大应用价值。

基于Kinect的体感康复游戏系统设计

传统的康复训练因理疗师和设备紧缺、训练场地有限、娱乐性差等问题,存在着很大的局限性。构建了基于Kinect与Unity3D的体感康复游戏系统,主要特色包括:虚拟人物与玩家运动同步;通过引导轨迹实现运行引导反馈、卡通目标点设定算法实现游戏的不同难度等。测试结果表明,系统具有很好的实时性、交互性和娱乐性,对类似体感游戏开发有较好的参考价值。

Kinect体感技术在人体下肢康复训练系统的应用研究

为克服现有下肢肌肉康复训练存在的不足,文中结合老年人肌肉功能衰退状况,运用模式识别方法开发一种基于Kinect的下肢体感式肌肉康复性训练系统。利用Kinect骨骼追踪技术获取人体下肢姿态、动作的三维坐标数据,计算出关键关节夹角组成特征向量,解决以往人体行为再现中采用关节点三维坐标描述人体姿态所存在的准确度与代表性不高的问题。通过静态与动态的人体下肢数据采集建立标准姿态、动作训练数据库,依据相似性匹配算法与设定阈值的DTW算法实现实时识别,并判断训练者姿态、动作。通过系统中预设的识别评判指标给予训练者及时的训练指导提示,以保证训练判别的一致性与稳定性。与依赖机械、人工的下肢肌肉训练的传统方式相比,文中训练系统在便捷性、动作评判和性价比等方面都有显著的优势。

基于Kinect的装备体感维修教学系统研究

结合虚拟维修教学和体感技术,研究了Unity3D开发环境下体感设备Kinect的引入、操作替身设计、维修姿态表态等问题。实际应用证明体感式维修教学系统是一种比传统键盘鼠标操作更加优越的训练方式。

基于Kinect体感交互的儿童注意力测评系统

针对儿童心理发展特点,提出基于体感交互的注意力测评系统。该系统采用体感技术使被测通过肢体动作即可控制并完成相关基于生活情景的任务测试项目。体感技术在感官感受、行为方式及使用空间等方面提高交互的沉浸感,这种自然的交互方式更能反映被测在真实情境下的注意力情况。该系统可用于一般家庭学校儿童注意力测试和注意力缺陷的辅助治疗,并可随时跟踪注意力水平的发展状况。

基于kinect的体感交互系统在多媒体教学中的应用研究

随着多媒体技术的飞速发展,多媒体计算机辅助教学被广泛应用于教学实践中。几乎所有的高校甚至中小学都采用这种教学模式来完成教学的最重要环节。本文将体感交互系统巧妙地应用于多媒体教学,利用kinect强大的骨骼跟踪功能,实现通过肢体动作对幻灯片的播放控制,给教学方式带来莫大的方便,同时使课堂气氛活泼,趣味生动。

Kinect体感交互技术的虚拟现实训练对脑梗死患者中枢系统运动诱发电位的影响

目的探究基于Kinect体感交互技术的虚拟现实训练对脑梗死患者运动中枢系统运动诱发电位与神经功能恢复的作用。方法选取2020-02—2021-12辽宁省金秋医院收治的脑梗死患者120例为研究对象,对照组及实验组各60例。对照组患者采取常规康复训练,实验组患者在对照组基础上采取基于Kinect体感交互技术的虚拟现实训练,持续干预30 d。对比2组患者临床疗效,对比2组患者治疗前及治疗10 d、30 d后神经功能缺损评分(NIHSS)、日常生活能力(Barthel指数)、Fugl-Meyer评分(FMA)、改良Ashworth量表(MAS)评分、肩关节活动度、电生理指标[运动诱发电位(MEP)的潜伏期、波幅、中枢运动传导时间(CMCT)]。结果治疗10 d、30 d后实验组患者NIHSS评分、MAS评分低于对照组,Barthel指数评分、FMA评分高于对照组(P<0.05)。实验组治疗10 d、治疗30 d后外展、后伸、屈曲活动度均大于对照组(P<0.05)。实验组治疗10 d、治疗30 d后波幅大于对照组,皮质潜伏期、CMCT低于对照组(P<0.05)。结论基于Kinect体感交互技术的虚拟现实训练有助于改善脑梗死患者肌张力,改善神经缺损功能,提高日常生活能力,可能作用机制在于改善电生理强度。

基于全息投影技术的体感互动控制系统

本文设计基于全息投影技术的体感互动控制系统,有效控制用户体感互动操作过程。通过全息投影显像模块利用高速多分幅激光全息投影仪,感应用户操作手势及场景,获取用户及场景的激光全息图片,成像单元依据全息图片,利用金字塔结构获取用户及场景的全息影像;经由无线通信模块传输至体感互动控制模块,依据三维全息影像,建立手指几何模型,识别手指触碰投影面的状态,通过触碰投影面完成互动控制;利用体感互动面呈现互动画面。实验证明:该系统可有效构建用户及场景的全息影像,并有效控制体感互动操作过程;不同光束波长时,全息成像颜色效果较优。

体感模拟训练系统联合高频重复经颅磁刺激对脑卒中后上肢偏瘫患者上肢肌张力及脊髓运动神经元兴奋性的影响

目的分析体感模拟训练系统联合高频重复经颅磁刺激对脑卒中后上肢偏瘫患者上肢肌张力及脊髓运动神经元兴奋性的影响。方法选择2019年3月至2022年4月我院收治的100例脑卒中后上肢偏瘫患者作为研究对象,以随机数字表法将其分为对照组、观察组,每组50例。对照组接受常规康复治疗,观察组在对照组基础上加施体感模拟训练系统联合高频重复经颅磁刺激。比较两组的干预效果。结果干预后,观察组的改良Ashworth评分量表(MAS)、临床痉挛指数(CSI)低于对照组,Fugl-Meyer运动功能评分量表上肢部分(U-FMA)评分高于对照组(P<0.05)。干预后,观察组的H波最大波幅(Hmax)、M波最大波幅(Mmax)及Hmax/Mmax低于对照组(P<0.05)。干预后,观察组的脑源性神经营养因子(BDNF)、神经生长因子(NGF)水平高于对照组(P<0.05)。结论体感模拟训练系统联合高频重复经颅磁刺激用于脑卒中后上肢偏瘫患者康复治疗中,可改善神经功能及脊髓运动神经元兴奋性,促进上肢肌张力及上肢功能恢复,值得临床推广。

基于Kinect的消防机器人体感控制系统设计研究

为了解决目前以人工遥控为主流的消防机器人控制方式对于操作人员要求高、操作自由度低的问题,研究设计了一套基于Kinect的消防机器人体感控制系统。介绍了体感控制技术,阐述了本系统核心元件-Kinect传感器的工作原理以及如何通过其构建人体模型。从控制系统软件与硬件两方面,阐述了该系统各关键元件、PC端控制软件与无线通信模块的设计思路,明确了该系统的设计思想。

体感游戏干预联合图片交换沟通系统训练对孤独症患儿沟通能力及生活技能的影响

目的探讨体感游戏干预联合图片交换沟通系统训练对孤独症患儿沟通能力及生活技能的影响.方法采用随机数字表法将威海市妇幼保健院儿童保健科2020年9月—2023年6月收治的86例孤独症患儿分为对照组和观察组,每组43例.对照组采用常规康复训练,观察组在对照组基础上采用体感游戏干预联合图片交换沟通系统训练.对比两组患者的孤独症行为、沟通能力、生活技能评分.结果干预后,两组孤独症行为评定量表评分均低于干预前,且观察组评分低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05).干预后,两组社会沟通能力问卷评分均高于干预前,且观察组高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05).干预后,两组改良Barthel评分均高于干预前,且观察组高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05).结论体感游戏干预联合图片交换沟通系统训练有利于促进孤独症患儿孤独症行为、沟通能力及生活技能的改善.

基于Kinect体感识别的沉浸式英语学习系统设计

现有的英语学习方式以课堂教学为主,不利于语言交流能力的培养。沉浸式学习是指通过虚拟现实技术为学习者提供一个接近真实的学习环境,借助虚拟学习环境,学习者可以通过参与互动、演练,有效提升技能。笔者基于Kinect体感设备设计了沉浸式英语学习系统,将体感识别和语音识别技术引入英语教学,支持虚拟场景人机对话、读音校正、实时翻译、阅读训练、英语游戏等功能,具有设计人性化、操作易掌握,可定制和扩展性强的优势,为英语学习者提供全方位的帮助。

基于Kinect 3D体感摄影机的健身教练系统设计

为了克服现有智能健身教练系统的功能缺陷,提出一种基于"互联网+"和多源信息融合技术的健身教练系统的设计与实现方法。基于多通道传感信息,设计姿态校正算法,克服单一图像传感器信息不完整的缺陷,保证姿态校正的准确性;该系统既能有针对性地给出科学的健身计划及营养计划,也能实时检测健身动作是否正确并实时进行语音、图像纠正提示,引导使用者做出正确的动作,在一定程度上完成私人教练的全部职责;另外,该系统也可用于减肥、康复等。

基于Kinect体感技术的遥控飞机系统的设计与实现

随着体感技术的发展,人机交互的方式变得更为先进和多样化。通过人体肢体语言去控制机械或者游戏机已经变成可能。而通过Kinect外设,可以解除人们受键盘,手柄等传统遥控方式的限制。文中通过Kinect骨骼跟踪标准应用程序接口API来设定特殊的肢体动作作为触发事件向控制器发出指令,达到控制的目的。本设计通过对人体手势的识别,并用Arduino单片机作为控制媒介,从而达到了对遥控飞机运动轨迹的控制目的。

基于Kinect体感设备投篮系统设计

随着计算机的飞速发展,自然的图形用户界面应运而生,结合微软推出的体感设备Kinect,以及游戏引擎Unity3D,可以快速搭建实验环境。通过脚本定义投篮手势识别算法,完成投篮手势的识别,并利用算法算出篮球抛出时的初速度,交给Unity3D的物理引擎计算出篮球的运动轨迹,从而完成整个虚拟的投篮过程。

基于Unity3d和Kinect的核电体感畅游系统的设计与应用

传统虚拟核电漫游系统存在运行不流畅、画面效果不佳等问题,且键盘鼠标交互方式缺乏一定的趣味性。设计基于Unity3d的虚拟核电畅游系统,研究场景实时动态加载、场景优化等关键技术;引入Kinect深度传感器,利用骨骼跟踪技术,对体感设备捕获的数据进行分析,识别人体动作姿势,将识别的姿势映射到虚拟场景中并进行体感交互;从而满足系统的流畅度、效果真实性、交互性和趣味性。结果表明,通过核电体感畅游系统,用户可以方便地在虚拟核电厂内浏览,对核电站的运营与检修、科普宣传和人员培训具有很大的应用价值。