一種基于Kinect的博物館文物交互系統技術方案

本發明專利技術公開了一種基于Kinect的博物館文物交互系統，該系統包括Kinect數據采集設備、中央處理器、顯示設備。Kinect數據采集設備將采集到的人體視頻數據傳輸至中央處理器，中央處理器通過處理接收到的數據進行手勢動作判斷，生成相應控制文物的效果，并通過顯示設備將結果顯示出來。用戶能夠根據手勢動作對歷史文物模型進行放大、縮小、左旋轉、右旋轉、觀看表面細節、查看內部構造，瀏覽歷史背景、文物知識、制作工藝等操作，該系統針對人們無法近距離接觸歷史文物等問題，專注于文物本身，旨在幫助用戶通過人機交互的方式了解歷史文物，消除距離感，改變人們對博物館的傳統看法。該系統設備簡單，操作便捷，適合博物館內使用，給博物館注入了生機。

【技術實現步驟摘要】
一種基于Kinect的博物館文物交互系統
本專利技術屬于人機交互
，特別涉及一種基于Kinect的博物館文物交互系統。
技術介紹
博物館文物一直以來就是歷史的承載，了解文物對于了解歷史具有重要意義，然而事實卻不盡人意。去到一個博物館，放在展柜里的文物與人們距離感太遠，想要了解它的歷史背景，人們只能閱讀展柜里的詳細介紹，密密麻麻的文字總讓人感到不適，再加上擁擠的隊伍，人們根本沒有時間閱讀完它的資料。通過文物展柜無法接觸到文物，這樣去了解文物背后的歷史，總讓人感到疲倦乏味，提不起興趣。目前這些困窘一直存在，也是人們對博物館的普遍印象。如今一些大型博物館在電腦平板上對館藏文物進行記錄，可以讓人們在博物館大廳通過觸摸屏了解文物，即“手機式”預覽，且針對博物館現狀，出現了很多探索文物的方案，但現今博物館尚不存在一種交互系統，只專注于文物本身，讓人們既能夠詳細了解文物歷史背景、文物知識、制作工藝，又能夠仔細觀察文物外貌、形狀、細節。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種基于Kinect的博物館文物交互系統，可以讓人們通過交互的方式控制歷史文物，近距離的查看想要觀賞的文物。本專利技術采用以下技術方案：一種基于Kinect的博物館文物交互系統，包括數據采集設備、中央處理器和顯示設備，所述數據采集設備采用Kinect數據采集設備，用于采集用戶的關節點的空間位置信息并發送給所述中央處理器，所述中央處理器包括處理決策單元，所述處理決策單元用于接收所述信息并對人體手勢動作進行預測，根據所述預測結果選擇文物模型的控制效果并傳輸至所述顯示設備進行交互顯示。進一步的，所述處理決策單元包括數據處理單元和決策單元，所述數據處理單元提取所述關節點的空間位置信息，，并發送給所述決策單元，所述決策單元對所述骨骼數據進行分析處理用于判斷手勢動作。進一步的，所述顯示設備包括投影儀和顯示器。一種基于Kinect的博物館文物交互系統的操作方法，包括以下步驟：S1、通過Kinect數據采集設備實時獲取人體關節點的空間位置信息，并將數據傳輸至中央處理器進行處理；S2、中央處理器對接收到的數據進行處理，經決策單元判斷出手勢類型；S3、根據判斷出的手勢類型生成控制信息；S4、根據控制信息產生相應的控制效果，并將結果通過顯示設備顯示，如果不再繼續，則系統結束。進一步的，步驟S2中，所述決策單元通過分析速度和加速度數據得出用戶兩手運動的方向和狀態，判斷用戶做出何種手勢動作。進一步的，步驟S3中，所述手勢類型包括左手向右揮、右手向左揮、雙手合并向外打開和雙手掌心相對合攏。進一步的，步驟S4中，所述控制信息包括放大文物、縮小文物、旋轉文物和用戶對文物進行瀏覽歷史背景、文物知識、制作工藝、觀看表面細節和查看內部構造操作。與現有技術相比，本專利技術至少具有以下有益效果：本專利技術提出一種新穎的博物館文物交互系統，數據采集設備采用Kinect數據采集設備采集用戶關節點的空間位置信息并發送給中央處理器，中央處理器的處理決策單元接收關節點的空間位置信息進行分析，從而判斷出人體手勢動作，根據判斷的手勢動作選擇文物模型的控制效果并傳輸至顯示設備進行交互顯示。進一步的，數據處理單元對獲取的每幀Kinect數據進行實時預處理，首先對原始數據進行去噪處理，再給出上肢的各個骨骼點坐標，然后通過前后幀圖像中骨骼點坐標值的變化計算出上肢運動的速度、加速度，并以向量的形式表示；決策單元通過分析速度和加速度數據得出用戶兩手運動的方向和狀態，繼而判斷用戶做出何種手勢動作；本方法中通過速度向量和加速度向量去判斷手勢動作的方式極大的提高了實時處理的魯棒性與準確性。本專利技術還提供一種基于Kinect的博物館文物交互系統的操作方法，通過Kinect數據采集設備實時獲取人體關節點的空間位置信息，并將數據傳輸至中央處理器進行處理，中央處理器對接收到的數據進行處理，經決策單元判斷出手勢類型；根據判斷出的手勢類型生成控制信息；最后根據控制信息產生相應的控制效果，并將結果通過顯示設備顯示，如果不再繼續，則系統結束，效果實時展現，用戶體驗效果好，觀賞文物的同時滿足了用戶的感官體驗需求。進一步的，允許人們通過放大縮小、觀看細節等具體方式了解歷史文物，讓人們近距離接觸文物，去除展柜帶來的距離感，改變人們參觀博物館的傳統模式。綜上所述，本專利技術針對博物館現狀進行研究，系統展示形式非常適合博物館內使用，且造價低、占地面積小、實用性高。下面通過附圖和實施例，對本專利技術的技術方案做進一步的詳細描述。【附圖說明】圖1為本專利技術的用戶使用示意圖；圖2為本專利技術的整體結構框圖；圖3為本專利技術的工作流程圖。其中：100.數據采集設備；200.中央處理器；210.處理決策單元；211.數據處理單元；212.決策單元；300.顯示設備；310.投影儀；320.顯示器?！揪唧w實施方式】請參閱圖1和圖2所示，本專利技術一種基于Kinect的博物館文物交互系統，包括：數據采集設備100、中央處理器200和顯示設備300，所述數據采集設備100采用Kinect數據采集設備，用于采集用戶的關節點的空間位置信息并發送給所述中央處理器200，所述中央處理器200包括處理決策單元210，所述處理決策單元210用于接收人體所述關節點的空間位置信息并對人體手勢動作進行預測，根據所述預測結果選擇文物模型的控制效果并傳輸至所述顯示設備300進行交互顯示。數據采集設備100用于采集用戶的關節點的空間位置信息，通過處理該關節點的空間位置信息對人體手勢動作進行預測，根據預測的結果，文物產生相應的效果包括放大、縮小、左旋轉、右旋轉、也包括允許用戶觀看表面細節、查看內部構造，瀏覽歷史背景、文物知識、制作工藝等，并將結果傳輸至顯示設備。需要說明的是，此處效果僅作為示例，并不用于限制本專利技術，對文物進行其他形式的展示也應屬于本專利技術保護范圍。顯示設備300用于顯示文物效果，可以是投影儀310、電視機或顯示器320等顯示設備。需要說明的是，用戶可以根據不同的手勢動作產生不同的文物效果，不失一般性，可以舉例如下：用戶面對Kinect數據采集設備100站好，當檢測到人體運動時開始預測，也就是說，系統根據有無人體運動作為手勢預測的開始，當預測到用戶做出如下手勢動作時：單手向左或向右劃，文物向左或向右旋轉。應理解，以上僅是對一種動作對應產生一種效果的案例，還可以對其定義不同的動作及相應效果。請參閱圖2所示，本專利技術一種基于Kinect的博物館文物交互系統，中央處理器200包括：處理決策單元210，其中，處理決策單元210又包括數據處理單元211和決策單元212。中央處理器200用于接收數據采集設備100采集到的關節點的空間位置信息，處理決策單元210包括數據處理單元211和決策單元212，所述數據處理單元211提取所述關節點的空間位置信息，并將處理結果發送給所述決策單元212，所述決策單元212對所述處理結果進行分析處理用于判斷手勢動作。數據處理單元211：用戶使用時面對Kinect數據采集設備100，向Kinect數據采集設備100做出手勢動作，數據處理單元211對Kinect數據采集設備100將采集到數據進行處理，提取其中的人體關節點的空間位置信息，并本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于Kinect的博物館文物交互系統，其特征在于：包括數據采集設備(100)、中央處理器(200)和顯示設備(300)，所述數據采集設備(100)采用Kinect數據采集設備，用于采集用戶的關節點的空間位置信息并發送給所述中央處理器(200)，所述中央處理器(200)包括處理決策單元(210)，所述處理決策單元(210)用于接收所述信息并對人體手勢動作進行預測，根據所述預測結果選擇文物模型的控制效果并傳輸至所述顯示設備(300)進行交互顯示。

【技術特征摘要】
1.一種基于Kinect的博物館文物交互系統，其特征在于：包括數據采集設備(100)、中央處理器(200)和顯示設備(300)，所述數據采集設備(100)采用Kinect數據采集設備，用于采集用戶的關節點的空間位置信息并發送給所述中央處理器(200)，所述中央處理器(200)包括處理決策單元(210)，所述處理決策單元(210)用于接收所述信息并對人體手勢動作進行預測，根據所述預測結果選擇文物模型的控制效果并傳輸至所述顯示設備(300)進行交互顯示。2.根據權利要求1所述的一種基于Kinect的博物館文物交互系統，其特征在于：所述處理決策單元(210)包括數據處理單元(211)和決策單元(212)，所述數據處理單元(211)提取所述關節點的空間位置信息，并發送給所述決策單元(212)，所述決策單元(212)對所述骨骼數據進行分析處理用于判斷手勢動作。3.根據權利要求1所述的一種基于Kinect的博物館文物交互系統，其特征在于，所述顯示設備(300)包括投影儀(310)和顯示器(320)。4.一種根據權利要求1至3中任一項所述基于Kinec...

【專利技術屬性】
技術研發人員：焦李成，王浩然，孫其功，馬文萍，李秀芳，張丹，馬晶晶，王爽，張向榮，楊淑媛，侯彪，
申請(專利權)人：西安電子科技大學，
類型：發明
國別省市：陜西,61