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《基于kinect的體感康復游戲系統(tǒng)設計》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關內容在工程資料-天天文庫。
1、基于Kinect的體感康復游戲系統(tǒng)設計李世杰夏斌上海海事大學信息工程學院摘要:傳統(tǒng)的康復訓練因理療師和設備緊缺、訓練場地有限、娛樂性差等問題,存在著很大的局限性。構建了基于Kinect與Unity3D的體感康復游戲系統(tǒng),主要特色包括:虛擬人物與玩家運動同步;通過引導軌跡實現(xiàn)運行引導反饋、卡通目標點設定算法實現(xiàn)游戲的不同難度等。測試結果表明,系統(tǒng)具有很好的實時性、交互性和娛樂性,對類似體感游戲開發(fā)有較好的參考價值。關鍵詞:體感交互技術;Unity3D;Kinect;醫(yī)療康復;作者簡介:李世杰(1992-),男,碩士研究生,主要研究方向:Unity3D體感游戲設計與
2、研發(fā)。作者簡介:夏斌(1975-),通信作者,男,博士,副教授,碩士生導師,主要研究方向:腦-機接U、云計算及人工智能。E-mail:binxia@shmtu.edu.cno收稿日期:2017-04-27基金:國家自然科學基金(61550110252)DesignofamotionrehabilitationgamesystembasedontheKinectLiShiiieXiaBinCollegeofInformationEngineering,ShanghaiMaritimeUniversity;Abstract:Traditionalrehabilita
3、tiontraininghassignificantlimitations,becausethephysicaltherapistandequipmentisfinite,trainingfieldisfiniteandthetraininghaspoorentertainment.ThepapersetsupamotionrehabilitationgamesystembasedonKinectandUnity3D,andthemajorcontributionsarcasbelow:avirtualhumanhasthesameactionwhichthep
4、eoplehave,theguidancetrajectoryachievesmotionguidanceripping,usingthecartoondestinationcalculationachievesthelevelsofgamedifficulty,andsoforth.Testresultsshowthatthissystemhasgoodreal-time,reciprocityandentertainment.Thesystemhasagoodreferencevalueforsimilardevelopmentoftherehabilita
5、tiongame.Keyword:gesture-basedinteractivetechnique;Unity3D;Kinect;medicalrehabilitation;Received:2017-04-270引言近年來,運動能力問題成為了人們關注的焦點,越來越多的人群需要進行康復訓練。研究表明,科學的康復訓練可使患者的機體功能得到最大限度的恢復,提高患者生活自理、工作和學習能力111。經(jīng)過幾十年的實踐,康復醫(yī)學對運動功能障礙的療效已獲得廣泛的背定,特別是康復訓練的介入,能有效地增強對肢體的控制力[2-3]。但是,傳統(tǒng)康復訓練必須在限定的康復場所,而且咲師
6、在旁進行指導才能進行,有很大的局限性,整個康復訓練過程比較單調、缺乏趣味性。隨著科技的發(fā)展,新型人機交互技術步入人們的視線,越來越多的人使用該技術進行體感康復訓練[4-5],TAYLORMJ等人率先證實Kinect技術在康復領域的可行性隨后,WANNJP盟等提出了可視化虛擬康復治療。上述表明,基于Kinect的康復訓練系統(tǒng)可以用來進行肢體康復訓練邊1,但是目前的康復系統(tǒng)中動作設計復雜,難度不合適,設計形式缺乏趣味性。木研宄充分考慮到傳統(tǒng)康復訓練系統(tǒng)的不合理性和單調性問題,使用易于攜帶的Kinect設備,結合Unity3D游戲引擎[10-11],將康復動作融入到游
7、戲屮,對游戲進行系統(tǒng)測試,設計出一款不受地點限制、操作簡單、趣味性強、穩(wěn)定性強的體感游戲康復訓練系統(tǒng)[12]?!矒?jù)獲取與連接實現(xiàn)Kinect體感器設備共有3個攝像頭,分別為RGB彩色攝像頭、紅外線發(fā)射器和紅外線CMOS攝像頭。通過紅外線發(fā)射器發(fā)射出近紅外線,紅外線CMOS攝像機記錄,對測量空間進行編碼處理,得到3D深度圖像。對3D深度圖像進行再處理,獲取到關鍵關節(jié)點上的三維坐標。在Unity3D與Kinect的連接方面,存在兩種方式,一種是基于C++的頭文件和靜態(tài)鏈接庫的方式,另一種是程序集的方式[13],這兩種方式在Unity屮不可以直接調用,但是在C#平臺屮
8、提供與非托管程序的使用方