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基于Kinect的虚拟实验室操作方法

阅读：261发布：2021-04-13

专利汇可以提供基于Kinect的虚拟实验室操作方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种基于Kinect的虚拟实验室操作方法，包括：将人体特征和相关联的设备标识上传至服务器；安装Kinect设备，构建Kinect识别区域；通过Kinect的识别能力，将人体操作与虚拟实验室各部分相关联；加入各种算法，当人体的控制动作发生变化时，虚拟实验室中涉及到的部分根据现实情况发生改变；用户进入Kinect识别区域，进入虚拟实验室操作的界面，进行人与虚拟环境交互操作。登陆平台后，进入实验操作系统，根据提示点击鼠标进行操作，每一步的操作以及量都是设定好的，学生只需按照步骤进行操作就可以了。，下面是基于Kinect的虚拟实验室操作方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种基于Kinect的虚拟实验室操作方法，其特征在于：
步骤一将人体特征和相关联的设备标识上传至服务器；
步骤二安装Kinect设备，构建Kinect识别区域；
步骤三通过Kinect的识别能力，将人体操作与虚拟实验室各部分相关联；
步骤四加入各种算法，当人体的控制动作发生变化时，虚拟实验室中涉及到的部分根据现实情况发生改变；
步骤五用户进入Kinect识别区域，进入虚拟实验室操作的界面，进行人与虚拟环境交互操作。
2.如权利要求1所述的基于Kinect的虚拟实验室操作方法，其特征在于，所述步骤一中，将人体特征主要为肢体动作和相关联的设备标识一般是对应人物所使用的设备上传至服务器。
3.如权利要求1所述的基于Kinect的虚拟实验室操作方法，其特征在于，所述步骤二中，在虚拟实验室安装Kinect设备，构建Kinect识别区域。
4.如权利要求1所述的基于Kinect的虚拟实验室操作方法，其特征在于，所述步骤四中，加入重力，稳定性，角度等因素的各种算法，当人体的控制动作发生变化时，虚拟实验室中涉及到的部分根据现实情况发生改变。
5.如权利要求1所述的基于Kinect的虚拟实验室操作方法，其特征在于，所述步骤五中，用户进入Kinect识别区域，此时Kinect进行操作点的捕捉跟踪，并反映到虚拟实验室操作的界面，人与虚拟环境进行交互操作。

说明书全文

基于Kinect的虚拟实验室操作方法

技术领域

[0001] 本发明涉及虚拟现实人机交互领域，更具体地说，涉及基于Kinect的虚拟现实(虚拟实验室)人机交互领域。

背景技术

[0002] 虚拟实验是指借助于多媒体、仿真和虚拟现实(又称VR)等技术在计算机上营造可辅助、部分替代甚至全部替代传统实验各操作环节的相关软硬件操作环境，实验者可以像在真实的环境中一样完成各种实验项目，所取得的实验效果等价于甚至优于在真实环境中所取得的效果。

[0003] 虚拟实验建立在一个虚拟的实验环境(平台仿真)之上，而注重的是实验操作的交互性和实验结果的仿真性。

[0004] 虚拟实验又称为电子实验和动态体验，虚拟实验的效果就在于能与现实结合，通过实验来确定我们生活中是不是想能完成现在的实验现象。

[0005] 虚拟实验室是一种基于Web3d技术、虚拟现实平台(如VR-Platform)构建的开放式网络化的虚拟实验教学系统，是现有各种教学实验室的数字化和虚拟化。虚拟实验室由虚拟实验台、虚拟器材库和开放式实验室管理系统组成。虚拟实验室为开设各种虚拟实验课程提供了全新的教学环境。虚拟实验台与真实实验台类似，可供学生自己动手配置、连接、调节和使用实验仪器设备。教师利用虚拟器材库中的器材自由搭建任意合理的典型实验，或实验案例，这一点是虚拟实验室有别于一般实验教学课件的重要特征。

[0006] 虚拟实验室也是一种能在现实中体会到的实验，实验的体现使人们对太空有了更深刻的了解。

[0007] Kinect是一种3D体感摄影机，同时它导入了即时动态捕捉、影像辨识等功能。由于功能强大,价格低廉,人们纷纷在Kinect平台上进行开发和研究,使他逐渐应用于很多领域,也为虚拟现实的发展和人机交互带来重大突破,呈现更加广阔的发展前景。

发明内容

[0008] 本发明为了实现上述预期效果，提供一种基于Kinect的虚拟实验室操作方法。

[0009] 为了达到上述目的，本发明提供一种基于Kinect的虚拟实验室操作方法，包括：

[0010] 步骤一将人体特征和相关联的设备标识上传至服务器；

[0011] 步骤二安装Kinect设备，构建Kinect识别区域；

[0012] 步骤三通过Kinect的识别能力，将人体操作与虚拟实验室各部分相关联；

[0013] 步骤四加入各种算法，当人体的控制动作发生变化时，虚拟实验室中涉及到的部分根据现实情况发生改变；

[0014] 步骤五用户进入Kinect识别区域，进入虚拟实验室操作的界面，进行人与虚拟环境交互操作。

[0015] 优选的是，所述的基于Kinect的虚拟实验室操作方法中，所述步骤一中，将人体特征主要为肢体动作和相关联的设备标识一般是对应人物所使用的设备上传至服务器。

[0016] 优选的是，所述的基于Kinect的虚拟实验室操作方法中，所述步骤二中，在虚拟实验室安装Kinect设备，构建Kinect识别区域。

[0017] 优选的是，所述的基于Kinect的虚拟实验室操作方法中，所述步骤四中，加入重力，稳定性，角度等因素的各种算法，当人体的控制动作发生变化时，虚拟实验室中涉及到的部分根据现实情况发生改变。

[0018] 优选的是，所述的基于Kinect的虚拟实验室操作方法中，所述步骤五中，用户进入Kinect识别区域，此时Kinect进行操作点的捕捉跟踪，并反映到虚拟实验室操作的界面，人与虚拟环境进行交互操作。

[0019] 本发明可以让同学们登陆平台后，进入实验操作系统，根据提示点击鼠标进行操作，每一步的操作以及量都是设定好的，学生只需按照步骤进行操作就可以了。这样就是去了实验操作的意义。所以将其与Kinect进行连用，通过Kinect对肢体的识别完成操作步骤，根据设定好的程序，系统会根据动作的幅度，对相应的操作进行调整。从而使实验过程更真实。

具体实施方式

[0020] 下面对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

[0021] 本发明提供一种基于Kinect的虚拟实验室操作方法，包括：

[0022] 步骤一将人体特征和相关联的设备标识上传至服务器；

[0023] 步骤二安装Kinect设备，构建Kinect识别区域；

[0024] 步骤三通过Kinect的识别能力，将人体操作与虚拟实验室各部分相关联；

[0025] 步骤四加入各种算法，当人体的控制动作发生变化时，虚拟实验室中涉及到的部分根据现实情况发生改变；

[0026] 步骤五用户进入Kinect识别区域，进入虚拟实验室操作的界面，进行人与虚拟环境交互操作。

[0027] 用户通过肢体动作的变化，距离Kinect界面的远近，以及角度变换，达成实验的操作步骤，从而完成实验。

[0028] 试验中所有的步骤包括阀门的调节角度，使用药品的量等都是由操作者通过一系列变化来控制的，如果实验中出现了爆炸、漏电等结果，会通过实现设计好的现象，展示在操作者面前，达到了虚拟实验的真实性。

[0029] 本发明可以让同学们登陆平台后，进入实验操作系统，根据提示点击鼠标进行操作，每一步的操作以及量都是设定好的，学生只需按照步骤进行操作就可以了。这样就是去了实验操作的意义。所以将其与Kinect进行连用，通过Kinect对肢体的识别完成操作步骤，根据设定好的程序，系统会根据动作的幅度，对相应的操作进行调整。从而使实验过程更真实。

[0030] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

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