基于Kinect的机械臂人机交互控制系统设计
| 摘要 | 第4-5页 |
| Abstract | 第5-6页 |
| 1 绪论 | 第10-20页 |
| 1.1 课题研究背景及意义 | 第10-11页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第11-17页 |
| 1.2.1 机械臂控制系统研究现状 | 第11-14页 |
| 1.2.2 人机交互研究现状 | 第14-15页 |
| 1.2.3 Kinect体感技术研究现状 | 第15-17页 |
| 1.3 本文的主要研究内容和章节安排 | 第17-19页 |
| 1.3.1 研究内容 | 第17-18页 |
| 1.3.2 章节安排 | 第18-19页 |
| 1.4 本章小结 | 第19-20页 |
| 2 深度图像的获取与预处理 | 第20-29页 |
| 2.1 Kinect传感器的结构 | 第20-21页 |
| 2.1.1 Kinect传感器的硬件系统 | 第20-21页 |
| 2.1.2 Kinect获取深度图像原理 | 第21页 |
| 2.2 深度图像的获取及分析 | 第21-23页 |
| 2.3 深度图像的校正 | 第23-26页 |
| 2.3.1 深度信息与实际距离的转换 | 第23-25页 |
| 2.3.2 深度图像到空间三维坐标的转换 | 第25页 |
| 2.3.3 深度图像到RGB图像的配准 | 第25-26页 |
| 2.4 深度图像预处理 | 第26-28页 |
| 2.4.1 深度图像滤波 | 第26-27页 |
| 2.4.2 形态学操作 | 第27-28页 |
| 2.5 本章小结 | 第28-29页 |
| 3 基于深度信息的手势判定研究 | 第29-46页 |
| 3.1 人机交互系统中手势识别技术分析 | 第29-30页 |
| 3.2 手部分割 | 第30-37页 |
| 3.2.1 深度图像的最近邻域法分割 | 第30-31页 |
| 3.2.2 基于肤色模型分割 | 第31-33页 |
| 3.2.3 结合肤色和深度图像的人手分割 | 第33-35页 |
| 3.2.4 实验结果与分析 | 第35-37页 |
| 3.3 指尖检测定位 | 第37-44页 |
| 3.3.1 手掌轮廓检测 | 第37-38页 |
| 3.3.2 掌心提取 | 第38-39页 |
| 3.3.3 基于曲率的指尖检测 | 第39-40页 |
| 3.3.4 基于轮廓掌心距离的指尖检测 | 第40-42页 |
| 3.3.5 实验结果与分析 | 第42-44页 |
| 3.4 手势判别及交互语义分析 | 第44-45页 |
| 3.5 本章小结 | 第45-46页 |
| 4 Kinect人体骨骼跟踪及关节定位 | 第46-59页 |
| 4.1 Kinect骨骼跟踪 | 第46-51页 |
| 4.1.1 Kinect人体关节识别原理 | 第46-48页 |
| 4.1.2 Kinect人体骨架跟踪 | 第48-50页 |
| 4.1.3 关节点识别实验结果与分析 | 第50-51页 |
| 4.2 骨骼关节点的滤波 | 第51-53页 |
| 4.3 空间向量法计算关节角度 | 第53-58页 |
| 4.3.1 各关节角度计算 | 第53-57页 |
| 4.3.4 实验结果与分析 | 第57-58页 |
| 4.4 本章小结 | 第58-59页 |
| 5 机械臂运动控制系统分析 | 第59-76页 |
| 5.1 机械臂运动学理论概述 | 第59-65页 |
| 5.1.1 机械臂的位置和姿态描述 | 第59-61页 |
| 5.1.2 齐次变换矩阵 | 第61-62页 |
| 5.1.3 机械臂的D-H参数描述 | 第62-65页 |
| 5.2 机械臂运动学分析 | 第65-67页 |
| 5.2.1 由关节角度求末端位姿 :正运动学分析 | 第65-66页 |
| 5.2.2 由末端位姿求关节角度 :逆运动学分析 | 第66-67页 |
| 5.3 机械臂控制系统设计 | 第67-75页 |
| 5.3.1 机械臂控制系统分类 | 第68页 |
| 5.3.2 控制系统的PID算法 | 第68-72页 |
| 5.3.3 控制系统硬件设计 | 第72-73页 |
| 5.3.4 控制系统软件设计 | 第73-75页 |
| 5.4 本章小结 | 第75-76页 |
| 6 系统实现与实验分析 | 第76-90页 |
| 6.1 机械臂人机交互总体系统实现 | 第76-80页 |
| 6.1.1 系统实现方案 | 第76-77页 |
| 6.1.2 SDA20D机械臂系统 | 第77页 |
| 6.1.3 嵌入式图像处理系统 | 第77-79页 |
| 6.1.4 机械臂人机交互系统验证平台 | 第79-80页 |
| 6.2 系统实验分析 | 第80-89页 |
| 6.2.1 图像采集与预处理实验 | 第80-81页 |
| 6.2.2 手势判别实验 | 第81-85页 |
| 6.2.3 人体骨骼跟踪实验 | 第85-86页 |
| 6.2.4 机械臂人机交互控制实验 | 第86-89页 |
| 6.3 本章小结 | 第89-90页 |
| 总结与展望 | 第90-92页 |
| 致谢 | 第92-93页 |
| 参考文献 | 第93-97页 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文及研究成果 | 第97页 |
