数据手套示意图

目前数据手套被广泛应用于工业、机器人控制、军事、医疗等领域，用以实现复杂 虚拟环境操作、远程机器人控制、虚拟物理模型构建、远程医疗等功能。但是使用数据 手套没办法实时的传递手部动作信息，而且必须佩带数据手套也给使用者带来很大的不 便。

3 基于 Kinect 的人机交互

最近几年许多科技公司都在研究更为自然的交互方式，因此基于手势识别、语音识 别、面部识别的控制技术[6]得到发展，而这些技术的出现更是给我们带来了全新的交互 体验。微软公司生产的 Kinect 设备在这些方面都有卓越的表现，而且在很多领域的应 用也取得了不错的效果。对于非接触式的手势识别，需要同时使用多个传感器对用户手 臂在空中的动作进行感测，并利用这些感测到的信息完成实时控制。在这类人机交互系 统中，用户不需要使用鼠标键盘或者触摸屏来输入数据，只需要站在 Kinect 前面挥动 手臂就可以完成操作。

微软推出 Kinect for Windows 已近 4 年，在这期间，很多开发者将该设备应用 于家庭娱乐、医疗等领域。其中英国诺丁汉特伦特大学[7]则完成了一套基于 Kinect 的 用于辅助中风患者治疗的康复系统，这套系统可以跟踪并检测患者的面部，获取患者眼 部、嘴角、脸颊部位的信息，然后以画面的形式实时展现给患者，从而帮助病人更为直 观的看到自己脸部的情况，若有检测到不协调的部位，则通过语音引导患者进行对应的 康复性训练。同时这套系统还可以记录患者的脸部数据以及康复进度，并将这些信息反 馈给主治医师，从而协助医生制定更为精确的治疗方案。另外，据了解这套系统还具有 非常友好的操作界面，任何普通人都可以快速的学会使用这套系统。具体应用实例如图 1-2 所示。 Kinect 在家庭娱乐（左图）以及医疗领域（右图）中的应用通过以上介绍，我们可以很自然的发现基于视觉的人机交互系统的优势，它不仅可 以给用户带来全新的交互体验，而且可以避免接触式设备具有的病菌传播问题。而 Kinect 设备在其独特的特性支持下在基于视觉的人机交互系统设计中具有优异的表 现，他可以实时跟踪并锁定最初被 Kinect 设备选择的用户，直到他离开 Kinect 的视 野范围，因此可以避免其他不相关人员造成的干扰。同时在官方开发的 Kinect SDK 包的协助下，用户可以通过 Kinect 获取丰富的且可以直接使用的数据，方便应用程序 的开发，这也是本文研究基于 Kinect 的人机交互系统设计的原因。