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基于kinect的皮影动作实时匹配研究

系统仿真学报 2022年第3期34卷 633-639页

作者：唐传谦刘志强苏毅俊刘晓静青海大学计算机技术与应用系青海西宁810016

皮影文化传承中由于受众老龄化和传承断代化使得皮影文化逐渐面临没落,基于kinect实现皮影动作实时匹配能够为传统皮影文化注入新的活力。根据皮影特点构建关节点皮影模型,实现了皮影的静态数字化。基于kinect获取人体深度图像,通过分... 详细信息

皮影文化传承中由于受众老龄化和传承断代化使得皮影文化逐渐面临没落,基于kinect实现皮影动作实时匹配能够为传统皮影文化注入新的活力。根据皮影特点构建关节点皮影模型,实现了皮影的静态数字化。基于kinect获取人体深度图像,通过分割遮罩和机器学习获取人体骨骼点坐标,生成人体骨架。对关节点皮影模型进行骨骼绑定与权重设置,将kinect采集到的人体数据绑定到皮影上。通过骨骼树的遍历和动作匹配算法完成坐标映射,实现人体与皮影动作的实时匹配,从而完成皮影的动态表演数字化。

关键词：关节点皮影模型 kinect 深度数据采集动作捕捉动作实时匹配

基于kinect探讨针刺结合康复训练对脑卒中患者上肢功能的影响

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医用生物力学 2023年第1期38卷 182-188页

作者：姚如婕尹鹭峰谢秋蓉盛博李镇辉陈青李楠王芗斌福建中医药大学附属第三人民医院康复科福州350122 福建中医药大学康复医学院福州350122 中医骨伤及运动康复教育部重点实验室福州350122 上海大学机电工程与自动化学院上海200444 福建医科大学附属龙岩第一医院儿童保健科福建龙岩364000

目的用kinect探讨针刺结合康复训练对脑卒中患者上肢功能的影响。方法将脑卒中后上肢功能障碍患者随机分为对照组(康复训练)和治疗组(针刺+康复训练)各15例。比较两组患者治疗前后改良Barthel指数(modified Barthel index,MBI)、Fugl-... 详细信息

目的用kinect探讨针刺结合康复训练对脑卒中患者上肢功能的影响。方法将脑卒中后上肢功能障碍患者随机分为对照组(康复训练)和治疗组(针刺+康复训练)各15例。比较两组患者治疗前后改良Barthel指数(modified Barthel index,MBI)、Fugl-Meyer运动功能评估(Fugl-Meyer assessment,FMA)及Wolf运动功能测试(Wolf motor function test,WMFT),用kinect评估两组患者干预前后前臂放桌面、伸肘、喝水3个动作的运动时间(motor time,MT)、运动单位数量(motor unit number,MUN)、曲率指数(index of curvature,IC)、肘关节屈曲角度(elbow flexion angle,EFA)、肩关节屈曲角度(shoulder flexion angle,SFA)与肩关节内收角度(shoulder adduction angle,SAA)的变化。结果经过6周治疗,治疗组患者MBI和FMA分数、WMFT总分数及伸肘分数均高于对照组(Pkinect能精准反映脑卒中患者上肢功能的变化,适合运用于临床工作。

关键词：脑卒中上肢运动功能障碍 Wolf运动功能测试 Fugl-Meyer运动功能评估 kinect

kinect获取植物三维点云数据的去噪方法

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农业机械学报 2016年第1期47卷 331-336页

作者：何东健邵小宁王丹胡少军西北农林科技大学机械与电子工程学院杨凌712100 西北农林科技大学信息工程学院杨凌712100

为解决kinect获取的玉米三维点云数据噪声影响三维重建精度的问题,根据kinect所获取的点云数据特点,采用多帧数据融合的方法获取更完整的三维点云数据并对点云数据进行初步平滑;通过对kinect所获数据噪声进行分析,提出了一种基于密度分... 详细信息

为解决kinect获取的玉米三维点云数据噪声影响三维重建精度的问题,根据kinect所获取的点云数据特点,采用多帧数据融合的方法获取更完整的三维点云数据并对点云数据进行初步平滑;通过对kinect所获数据噪声进行分析,提出了一种基于密度分析和深度数据双边滤波的方法,分别对离群点噪声和内部高频噪声进行处理。以kinect获取的玉米及茄子的三维点云数据进行去噪实验,所用去噪时间仅为传统双边滤波去噪时间的2.71%和1.78%,并且能够达到很好的去噪效果。结果表明,所提方法能够方便、快捷地去除不同尺度的噪声,同时保留边缘数据的完整性,获得良好的植物三维点云数据。

关键词：植物三维点云 kinect 去噪双边滤波

基于IMU和kinect的人体下肢动作捕捉算法的研究

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控制工程 2023年第1期30卷 169-176页

作者：郭欣孙侨张燕河北工业大学人工智能与数据科学学院天津300130 国家康复辅具研究中心秦皇岛研究院河北秦皇岛066000

kinect传感器在进行人体下肢关节定位时,因数据噪声多、深度数据不匹配、环境复杂等因素影响,导致出现局部位置信息丢失的情况,为此,提出了一种基于四元数的改进算法,通过使用低成本的惯性测量单元(IMU)来对kinect传感器的异常数据进行... 详细信息

kinect传感器在进行人体下肢关节定位时,因数据噪声多、深度数据不匹配、环境复杂等因素影响,导致出现局部位置信息丢失的情况,为此,提出了一种基于四元数的改进算法,通过使用低成本的惯性测量单元(IMU)来对kinect传感器的异常数据进行判别与修正。使用改进后的四元数法对髋关节、膝关节和踝关节进行位置解算,以进一步提高解算结果的准确度,简化繁琐的实验流程。通过实验数据的对比发现:改进后的四元数算法可以让复杂的实验过程得以简化,关节角度的均方根误差(RMSE)相较于改进前的算法减小了约0.175;在IMU与kinect传感器数据相结合后,能够很好地对其异常数据进行修正。

关键词：人体下肢关节定位惯性测量单元四元数欧拉角 kinect

基于极线及共面约束条件的kinect点云配准方法

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武汉大学学报（信息科学版） 2017年第9期42卷 1271-1277页

作者：叶勤姚亚会桂坡坡同济大学测绘与地理信息学院上海200092

kinect作为轻量级手持传感器,在室内场景恢复与模型重建中具有灵活、高效的特点。不同于大多数只基于彩色影像或只基于深度影像的重建算法,提出一种将彩色影像与深度影像相结合的点云配准算法并用于室内模型重建恢复,其过程包括相邻帧... 详细信息

kinect作为轻量级手持传感器,在室内场景恢复与模型重建中具有灵活、高效的特点。不同于大多数只基于彩色影像或只基于深度影像的重建算法,提出一种将彩色影像与深度影像相结合的点云配准算法并用于室内模型重建恢复,其过程包括相邻帧数据的配准与整体优化。在kinect已被精确标定的基础上,将彩色影像匹配得到的同名点构成极线约束与深度图像迭代最近点配准的点到面约束相结合,以提高相邻帧数据配准算法的精度与鲁棒性。利用相邻4帧数据连续点共面约束,对相邻帧数据配准结果进行全局优化,以提高模型重建的精度。在理论分析基础上,通过实验验证了该算法在kinect Fusion无法实现追踪、建模的场景中鲁棒性依然较好,点云配准及建模精度符合kinect观测精度。

关键词： kinect 极线约束点面约束四点共面

基于kinect V3深度传感器的田间植株点云配准方法

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农业工程学报 2021年第21期37卷 45-52页

作者：李修华魏鹏何嘉西李民赞张木清温标堂广西大学电气工程学院南宁530004 广西甘蔗生物学重点实验室南宁530004 中国农业大学现代精细农业系统集成研究教育部重点实验室北京100083 捷佳润科技集团股份有限公司南宁530001

准确建立植物的三维点云是以点云方式高通量获取植株各部位物理参数的前提。为实现田间复杂环境下的植株三维点云配准,该研究提出了一种基于多标定球的田间植株点云自动配准方法,并分别在室内简单场景及大田复杂场景下从不同角度对多种... 详细信息

准确建立植物的三维点云是以点云方式高通量获取植株各部位物理参数的前提。为实现田间复杂环境下的植株三维点云配准,该研究提出了一种基于多标定球的田间植株点云自动配准方法,并分别在室内简单场景及大田复杂场景下从不同角度对多种作物采集的点云数据进行验证。该方法采用随机抽样一致性算法(Random Sample Consensus,RANSAC)结合点云减法的概念从下采样后的点云中实现多标定球的自动提取,弥补了RANSAC一次只能提取单个物体的缺点。然后基于各标定球的球心距离信息实现三维点集的自动匹配。最后使用奇异值分解算法解算旋转平移矩阵,实现点云的自动配准。不同场景下各作物的配准结果表明,各植株的水平90°、180°、270°以及垂直方向上的点云配准到水平0°点云下的平均轴向误差在5.8~17.4 mm之间,平均点位误差在13.1~28.9 mm之间,与手动配准的商用同类软件LiDAR360的配准结果相当,但配准过程的自动化程度明显提高,效率提高了67%。该文所提出的方法可在田间复杂环境下对低成本深度相机获取的植株点云实现高精度的自动配准,为田间植物表型参数的提取提供了低成本的可行方案。

关键词：自动化传感器点云植株三维建模点匹配 RANSAC kinect

基于相关点均值处理的kinect人手位置检测方法研究

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南京信息工程大学学报（自然科学版） 2021年第3期13卷 332-339页

作者：殷宏彬赵悦唐维彦林闽旭陆熊黄晓梅南京航空航天大学自动化学院南京211106

在人机交互领域中,人手的位置信息往往直接用于交互指令的解读与交互结果的计算,因此高精度的实时人手位置检测是实现非接触式的、自然的人机交互的重要基础.针对kinect 2.0追踪人体骨骼点获取的三维坐标数据的波动和误差较大的问题,本... 详细信息

在人机交互领域中,人手的位置信息往往直接用于交互指令的解读与交互结果的计算,因此高精度的实时人手位置检测是实现非接触式的、自然的人机交互的重要基础.针对kinect 2.0追踪人体骨骼点获取的三维坐标数据的波动和误差较大的问题,本文提出了基于相关点均值处理的人手位置检测算法.该算法基于深度信息,以手腕为分割阈值点,进行人手图像分割,并对人手位置信息相关点进行空间平均处理与时间平均处理,提高位置检测精度.实验结果表明:基于相关点均值处理的人手位置检测算法是有效的,检测误差在5 mm以内,能够满足在人机交互等应用系统中的基本要求.

关键词： kinect 位置检测深度图像图像分割骨骼追踪

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基于kinect的三维物体重建系统

计算机应用研究 2020年第S01期37卷 201-203页

作者：孟冰源苗兰芳浙江师范大学数学与计算机科学学院浙江金华321000

针对三维物体重建精度较低的问题进行了研究,实现了一套使用kinect进行三维物体重建的系统。首先,针对深度图像中的噪声问题,提出了一种深度图像采集算法。此外,获取的点云包含较多的场景信息,干扰到物体重建。针对这个问题,采取坐标法... 详细信息

针对三维物体重建精度较低的问题进行了研究,实现了一套使用kinect进行三维物体重建的系统。首先,针对深度图像中的噪声问题,提出了一种深度图像采集算法。此外,获取的点云包含较多的场景信息,干扰到物体重建。针对这个问题,采取坐标法对目标物体进行提取。另外,数量庞大的点云会降低配准效率。为了减少点云的数量,提出了一种混合点云精简方法。在实验中对多片点云进行配准和表面重建,获得了两个精度较高的三维模型。最后与现有重建方法进行对比,结果表明该系统具有良好的重建效果,能够显著提升重建精度。

关键词： kinect 三维物体重建点云精简点云配准

基于kinect相机的油麦菜自动化三维点云重建

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农业机械学报 2021年第7期52卷 159-168页

作者：郑立华王露寒王敏娟冀荣华中国农业大学现代精细农业系统集成研究教育部重点实验室北京100083

为了解决传统三维点云重建过程中人工调参费时、费力,且精度得不到保障等问题,提出了一种三维点云自动化配准算法,并应用于油麦菜三维重建。使用kinect相机采集油麦菜不同视角下的点云数据,通过配准实验分析配准参数的变化规律,继而建... 详细信息

为了解决传统三维点云重建过程中人工调参费时、费力,且精度得不到保障等问题,提出了一种三维点云自动化配准算法,并应用于油麦菜三维重建。使用kinect相机采集油麦菜不同视角下的点云数据,通过配准实验分析配准参数的变化规律,继而建立了配准评价体系,实现了两片点云的自动化配准,并通过最小化匹配误差积累将多幅点云变换到同一基准坐标系下,实现了油麦菜三维重建。对随机选取的12株油麦菜进行自动化三维重建,结果表明,在两片点云重叠率不低于30%的前提下,本文算法可获得最优参数组合,自动全局配准平均距离误差为0.65 cm,平均耗时为44.05 s,具有较高的配准精确度和稳定性。本文算法能有效减少配准误差积累、构建较高精度的完整结构,可为其他作物三维重建提供参考。

关键词：油麦菜 kinect 点云自动化配准三维重建