基于Kinect的四旋翼无人机体感控制.pdf

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1、2015年第34卷第8期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)99DOI：10．13873／J．1000-9787(2015)08-0099--04基于Kinect的四旋翼无人机体感控制李辉，芦利斌，金国栋(第二炮兵r程大学907教研室，陕西西安710025)摘要：针对无人机(UAV)远程控制中操作复杂、专业性高的问题，基于Kinect传感器提出了一种无人机体感控制方案，并进行了验证。利用Kinect传感器提取操作者身体的骨骼节点数据，设计并识别

2、操作者体势动作，进而生成对应的四旋翼飞行控制指令，通过无线数传模块传输控制指令，对无人机进行远程控制。实验结果表明：设计的识别算法可以准确地识别体势动作，对无人机进行实时的控制，控制方式直观简单、效果良好。关键词：Kinect；体感控制；无人机远程控制中图分类号：TP391文献标识码：A文章编号：1000-9787(2015)08--0099-04SomatosensorycontrolofquadrotorUAVbasedonKinectLIHui，LULi—bin，JINGuo-dong(Fa

3、culty907，TheSecondArtilleryEngineeringUniversity，Xi’an710025，China)Abstract：AimingatproblemsofcomplicatedoperationandhighprofessionalinUAVremotecontrol，aKinect—basedsomatosensorycontrolmethodisproposedandverified．Thenodedataoftheoperator’Sbodypostures

4、arecollectedbyKinectsensor；bodyposturesaredesignedandrecognized，thenareconvenedintocontrolcommandsforUAV．ThecommandsaresenttoUAVplatformbywirelessdatatransmissionmoduleforremotecontro1．Experimentalresultshowsthattheidentificationalgorithmcanrecognize％

5、odypostureaccuratelyandcontroltheUAVinreal—time，andsomatosensorycontrolmodeisintuitive，simpleandeffective．Keywords：Kinect；somatosensorycontrol；UAVremotecontrol0引言相关识别算法，使得无人机的控制比传统方式更为简单直目前，无人机(UAV)的远程控制主要还是以基站和遥观。基于Kinect传感器和自主组装的四旋翼无人机平台进控器为主。操作者通过地

6、面站或遥控设备控制无人机飞行了实验，验证了体势控制无人机飞行的可行性。行，操作方式比较复杂，操作人员需要专业学习和培训才能1硬件平台掌握无人机的基本操作技巧。对于普通用户来说，需要一1．1Kinect传感器简介种简单的控制方式，操作者只需通过直观感觉和简单学习Kinect传感器由Microsoft公司于2010年推出，其组成就能够操作无人机。随着信息化的不断发展，人机交互如图1所示。(human．computerinteraction，HCI)已经成为研究的重点，人红外投影机彩色摄像机红外摄像机机

7、交互的中心已由计算机转移到人的身上，人通过手势、姿态、语音等方式来实现人机交互J。人体姿态和手势与Kinect相结合进行开发，在教育界、商务界、医疗界、计算机应用和机器人视觉控制等方面都有很多的成果。麦克风阵列体势控制包括手势和姿态具备自然、直观、容易学习和操作等特点。本文选择体势作为无人机控制端人机交互图1Kinect结构图的方式，Kinect传感器作为人机交互的中介，将自然用户界Fig1StructurechartofKinect面(naturaluserinterface，NUI)应用到无人

8、机的控制中来，Kinect传感器可以同时获取彩色图像数据和深度图像设计了与四旋翼无人机的控制指令对应的人体体势动作和数据，支持实时的全身骨骼跟踪，获取人体骨架的2O个关收稿日期：2015-05-22第8期李辉，等：基于Kinect的四旋翼无人机体感控制101人体姿态识别算法流程图见图6。验系统结构如图8所示，Kinect传感器捕捉操作者体势动作，传给计算机，通过姿态识别生成相应的控制指令并发给四旋翼无人机。无人机控制指令通信采用2．4GHz无线电传输，使用数传模块nRV24LE1(