基于kinect的人体运动信息的采集与应用

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1、密级：学校代码：10075分类号：学号：20131264工学硕士学位论文基于Kinect的人体运动信息的采集与应用学位申请人：段增武指导教师：王洪瑞教授肖金壮副教授学位类别：工学硕士学科专业：控制理论与控制工程授予单位：河北大学答辩日期：二〇一六年六月ClassifiedIndex：CODE：10075U.D.C：NO：20131264ADissertationfortheDegreeofM.EngineeringCapturingandApplicationofHumanMotionInformationBasedonKinectCandidate:DuanZengwuSupervis

2、or:Prof.WangHongruiDeputyProf.XiaoJinzhuangAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:ControlTheoryandControlEngineeringUniversity:HebeiUniversityDateofOralExamination:June,2016９河北大学学位论文独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果，。尽我所知除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果

3、，也不包含为获得河北大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料一。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明＾｜＾表示了致谢。一作者签名：日期＝年占月文日＾学位论文使用授权声明本人完全了解河北大学有关保留、使用学位论文的规定，目日：学校有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。学校可Ｗ公布论文的全部或部分内容，可Ｗ采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本学位论文属于１、保密□，在年月日解密后适用本授权声明。２、不保密＂＂（请在Ｗ上相应方格内打Ｖ）保护知识产权声明

4、＜ｉ／＞从始人化在為巧资，始＃巧）本人为申请河北大学学位所提交的题目为（扛ｌ复巧，的学位论文，是我个人在导师和指导并与导师合作下取得的研究成果研究工作及取得的研究成果是在河北大学所提供的研究经费及导师的研究经费资助下完成的。本人完全了解并严格遵守中华人民共和国为保护知识产权所制定的各项法律、行政法规Ｗ及河北大学的相关规定。本人声明如下：本论文的成果归河北大学所有，未经征得指导教师和河工北大学的书面同意和授权，本人保证不Ｗ任何形式公开和传播科研成果和科研作内容。如果违反本声明，本人愿意承担相应法律责任。＇声明人：於请试＿日期；２。Ｉ／，年月Ｓ日作

5、者綠名：枝４日期：１。１１，年（］月Ｘ日导师簇名串：日期＝７ｖ４年台月＾日摘要摘要使用传感设备捕捉、跟踪和记录人体在三维空间的运动信息是目前研究领域的热点，此项技术应用趋于多样化，在电影制作、医疗、军事和智能控制等领域发挥了重要的作用，例如使用动作捕捉设备记录人体影像信息制作电影特效，或者捕捉人体姿态建立运动模型用于医学研究等。目前应用较多的动作捕捉系统为基于光学的被动捕捉式设备，然而这些设备价格昂贵、安装复杂，使用过程繁琐。Kinect作为一种新型的体感设备，已成功应用在医疗手术、老人看护、体感游戏等方面。本文通过程序处理Kinect捕捉到的三种信息流数据，实现简便的运动信

6、息采集和自动化运动参数分析，充分发挥Kinect扩展性强、便捷应用等特点，将此设备应用于人体运动模式的研究，具体的内容如下：第一，使用Kinect采集人体在三种不同曲体动作下的三维运动信息，实现了自动分析角速度和角加速度参数功能，并且与实验室的Vicon动作捕捉系统进行数据对比分析，实验结果显示两者数据的皮尔逊相关系数大于0.7，具有显著的相关性，这表明此系统能够有效地完成部分人体运动信息采集功能。将这些数据进行实时计算并记录，可用于分析人体运动模式的研究工作，为人体运动数据分析提供了支持。第二，提出了通过Kinect实现人体三维质心的测量方法，并与动作捕捉系统比较，发现此套系统在测量人

7、体三维质心方面的应用有很大潜质。比较结果显示，在静止站立实验中均方根误差均值为1~3.6mm，倾斜动作中为3~7.4mm；均方根误差均值在X、Y、Z轴方向分别为7.4mm、6.7mm和5mm。Kinect可以较好的反映静止站立时人体质心运动轨迹，并且适用于测量大幅度运动时质心轨迹，将所得骨骼信息通过程序处理后，能够实时获取人体三维质心坐标数据，与Vicon系统比较分析显示相对误差较小。Kinect可以作为评价平衡能力，做出摔倒预测和