[发明专利]基于Kinect体感设备虚拟抛掷盛接系统

说明书

本发明公开了一种基于Kinect体感设备虚拟抛掷盛接系统，在Unity3D模拟的场景中，安置一个虚拟的用户数字骨架，用一个开口的木箱3D模型，当用户完成抛掷动作后，实例化一个小球，并做抛物开关触发运动，计算盛接落点位置，木箱移动到落点位置进行盛接；抛掷开关的触发依靠多个触发位，触发抛掷函数，将初速度、方向、初位置赋予小球，并实例化小球，交由Unity3D的物理引擎模拟其运动轨迹；盛接落点位置由小球x、y、z三个方向上的分速度和抛出点位置的高度，计算出下落时间及小球的落点；木箱的移动根据木箱当前位置与落点位置的差值，将木箱移动到小球的落点位置，等待小球落进木箱；本发明实现抛掷与盛接的虚拟效果。

技术领域

本发明涉及一种体感设备，更具体的涉及一种基于Kinect体感设备虚拟抛掷盛接系统。

背景技术

当代的计算机技术为我们提供了很多方便的输入方式，包括语音输入、图像视频信息输入，以及建立在此之上的体感输入，它们都被称为自然的用户界面。

微软Kinect体感设备的工作原理：在图像识别的基础上，建立算法分析视频信息，并将视频化为一帧一帧的图像，同时利用红外线散射编码技术，对视频信息做深度数据挖掘，可以获取人体的运动信息。Kinect可以将站在其摄像头前方用户的肢体信息捕获，并将用户的肢体信息凝练为20个骨骼节点的三维空间坐标值，并实时随着人体的运动，更新坐标值，将这些数据以接口的形式，提供给需要进行动作处理、响应的计算机。虽然Kinect也具有高性能的处理器，能够对采集到的视频信息做高速的处理，但Kinect作为一个辅助设备，它只能做到捕获人体的骨骼节点信息，并不能对这些信息做进一步的处理。如果要对一个动作进行识别，需要将Kinect捕获的人体信息进行收集，在另一台计算机上进行判断处理。

KinectV1.0可以对在其摄像头能够接收到的范围内，对一个或者最多两个用户，进行骨骼关键节点信息追踪，可以最多追踪到人体20个骨骼节点信息。因为Kinect使用了“光编码”技术，利用红外发射器发射出去的红外线，进行空间编码，因此测量的结果不会受到环境光线的影响，而且红外线为不可见光，不会对用户产生干扰。通过这样的深度数据挖掘，就实现了对摄像范围内环境信息的三维化、数字化，即Kinect可以分析出像素信息的位置距离。

但是，Kinect作为一个辅助设备，它只能做到捕获人体的骨骼节点信息，并不能对这些信息做进一步的处理。如果要对一个动作进行识别，需要将Kinect捕获的人体信息进行收集，在计算机上进行判断处理。另外，Kinect作为一个辅助设备，仅提供实时的右手骨骼节点信息，而抛掷的触发、盛接的落点位置计算以及木箱的移动等要进行进一步的软硬件设计完成。

发明内容

1、发明目的。

本发明为了解决虚拟抛掷盛接的问题，提出了一种基于Kinect体感设备虚拟抛掷盛接系统。

2、本发明所采用的技术方案。

本发明公开了一种基于Kinect体感设备虚拟抛掷盛接系统，在Unity3D模拟的场景中，安置一个虚拟的用户数字骨架，用一个开口的木箱3D模型，当用户完成抛掷动作后，实例化一个小球，并做抛物开关触发运动，计算盛接落点位置，木箱移动到落点位置进行盛接；

抛掷开关的触发依靠多个触发位，即bool值，当全部触发位满足条件，即全部的bool值为true时，触发抛掷函数，将初速度、方向、初位置赋予小球，并实例化小球，交由Unity3D的物理引擎模拟其运动轨迹；

盛接落点位置由小球x、y、z三个方向上的分速度和抛出点位置的高度，计算出下落时间及小球的落点；

木箱的移动根据木箱当前位置与落点位置的差值，将木箱移动到小球的落点位置，等待小球落进木箱；

当用户抛掷完一个物体之后，开关关闭，即其值变为false，需要用户按一下空格键，将开关打开，及throwSwitch值再次置为true，才能进行下一次的抛掷。