基于Kinect的人体康复系统研究与设计

发布时间：2017-10-03 04:29

  本文关键词：基于Kinect的人体康复系统研究与设计

  更多相关文章： Kinect 康复训练 骨骼信息 场景渲染 相似度评估

【摘要】：社会伤残、瘫痪患者人群日益庞大,对康复训练的需求越来越迫切,而目前康复医疗方面,主要以人工辅助康复和机器人辅助康复为主,但由于康复医护人员需求严重短缺以及智能机器人造价昂贵、维护成本高而无法广泛普及等因素,人工和机器人辅助康复对人力物力耗费很大。随着计算机视觉技术的迅速发展,基于图像分析的技术广泛应用于工业产品检测、农业害虫防治、交通车辆监控、可视化管理和医疗监护等各个领域。计算机视觉技术成本低廉,技术日益成熟,所以设计一套基于计算机视觉技术的康复医疗训练系统,满足广大病患者的康复医疗需求具有重要意义。本文以计算机视觉技术为解决问题的基础,采用微软研发的Kinect体感设备获取病患者训练的骨骼信息,研究设计基于Kinect设备的人体康复训练系统。系统设计了多种训练场景和训练任务,病患者在康复教练和主治医生的指导下,选择训练场景,完成训练任务,然后系统评估并将结果反馈给医生,监控康复训练进度。主要研究内容如下：(1)研究三维场景渲染的方法。提出了基于细节层次(LOD)地形渲染技术和基于SilverLining天空渲染技术相结合的三维场景渲染技术,设计丰富多彩的康复训练场景。(2)研究康复训练效果评估的方法。提出了基于最长公共子序列(LCS)算法和RANSAC算法相结合的LCS-RANSAC双重动作流相似度评估算法,有效的解决了病患者康复训练效果的评估问题,为康复教练和主治医生提供可信度较高的医疗依据。(3)研究康复训练的方法。提出了基于Kinect骨骼信息采集技术的康复任务训练方法,该方法通过骨骼信息实时控制人物模型来完成系统训练任务,并采集康复教练的标准动作流和病患者的训练动作流,对比评估实现康复训练。
【关键词】：Kinect 康复训练 骨骼信息 场景渲染 相似度评估
【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R49;TP391.41
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 绪论10-18
• 1.1 研究背景和意义10-12
• 1.1.1 研究背景10-11
• 1.1.2 研究意义11-12
• 1.2 国内外发展现状12-14
• 1.2.1 国外现状13-14
• 1.2.2 国内现状14
• 1.3 研究内容与思路14-15
• 1.4 论文的组织结构15-18
• 2 基于KINECT的骨骼信息采集18-30
• 2.1 KINECT体感设备18-24
• 2.1.1 Kinect的硬件组成19-20
• 2.1.2 Kinect的主要功能20-23
• 2.1.3 Kinect for Windows SDK简介23-24
• 2.2 骨骼信息提取24-27
• 2.2.1 人体的骨骼节点24-26
• 2.2.2 骨骼数据的获取26-27
• 2.3 三维人物建模27-29
• 2.3.1 3DMAX多边形人物建模27-28
• 2.3.2 基于Kinect骨骼的人物模型控制28-29
• 2.4 本章小结29-30
• 3 基于LOD和SILVERLINING相结合的三维场景渲染30-40
• 3.1 基于LOD技术的地形渲染30-33
• 3.1.1 LOD技术简述30-31
• 3.1.2 基于四叉树的LOD地形渲染31-33
• 3.2 基于SILVERLINING技术的天空渲染33-36
• 3.2.1 SilverLining技术简述33-34
• 3.2.2 基于SilverLining的动态天空渲染34-36
• 3.3 基于LOD和SILVERLINING相结合的三维场景渲染36-38
• 3.4 本章小结38-40
• 4 基于LCS算法和RANSAC算法的动作流相似度评估40-50
• 4.1 基于LCS算法的相似度评估40-42
• 4.1.1 LCS算法40
• 4.1.2 LCS算法的实现40-42
• 4.2 基于RANSAC算法的相似度评估42-44
• 4.2.1 RANSAC算法42
• 4.2.2 RANSAC算法的实现42-44
• 4.3 基于LCS算法和RANSAC算法的动作流相似度评估44-45
• 4.4 实验结果与分析45-48
• 4.5 本章小结48-50
• 5 康复训练系统设计50-64
• 5.1 角色注册设计51-53
• 5.1.1 角色划分51-52
• 5.1.2 用户注册52-53
• 5.2 用户登陆设计53-54
• 5.3 训练场景设计54-56
• 5.3.1 室内场景设计54-55
• 5.3.2 室外场景设计55-56
• 5.4 训练任务设计56-60
• 5.4.1 简单任务训练57-58
• 5.4.2 简单游戏训练58-59
• 5.4.3 趣味休闲活动59-60
• 5.5 系统界面设计60-62
• 5.6 本章小结62-64
• 6 总结与展望64-66
• 6.1 工作总结64
• 6.2 研究展望64-66
• 参考文献66-70
• 致谢70-72
• 个人简历72

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本文编号：963192