基于動作軌跡識別的游戲控制系統(tǒng)設計.pdf

1、隨著電子技術的不斷發(fā)展，人機交互方式由最初的鼠標鍵盤輸入，發(fā)展到后期的觸摸屏、智能手柄等輔助交互方式，而本文所研究的基于動作軌跡識別的游戲控制系統(tǒng)運用的是近年剛剛興起的一種人機交互方式。人機之間的通信不再需要近距離的接觸，能在一定范圍內進行遠距離無接觸式的操作。目前，該技術在國外已有較成熟的應用，但是國內還未有全面普及，相應的技術研究也相對較少，因此這種通過攝像頭采集圖像后進行處理的交互系統(tǒng)的研究，具有很高的科研價值和商業(yè)潛力。

2、　　本課題研究了當前熱門的圖像采集及動作軌跡獲取方式，設計了一款通過攝像頭采集人體圖像，經過算法處理獲取運動軌跡后進行操作的游戲控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)有兩種游戲模式，嵌入式游戲模式下游戲界面由嵌入式系統(tǒng)自生成，PC機接入游戲模式下游戲界面由外部PC機傳入。本課題的主要研究內容如下：
　　①系統(tǒng)硬件設計包括硬件平臺搭建及硬件邏輯模塊設計。結合本課題的設計需求及功能指標，系統(tǒng)選用TRDB-DC2作為圖像采集設備，DE2開發(fā)板為設計平臺，完成

3、了在FPGA中嵌入IP軟核的SOPC系統(tǒng)定制，自主設計VGA轉接板并將游戲效果顯示在VGA顯示器上，從而完成了整個硬件平臺的搭建。為滿足系統(tǒng)實時性要求，圖像采集模塊及VGA轉接\顯示模塊采用硬件邏輯語言設計完成。圖像采集模塊的設計主要是完成對攝像頭的驅動設計；VGA轉接\顯示模塊的設計主要是完成對外部VGA轉接板的驅動設計。
　?、谙到y(tǒng)軟件設計。根據(jù)系統(tǒng)的功能分析，軟件設計主要對圖像預處理，人體輪廓提取算法、運動軌跡識別算法、串口

4、上位機設計及游戲界面自生成模塊設計這五個部分進行實現(xiàn)。圖像預處理是對圖像進行灰度變換及進行有效圖像判別；人體輪廓提取主要采用背景差分法及數(shù)學形態(tài)學濾波，將玩家輪廓從運動場景中提取出來并與游戲界面相疊加；運動軌跡識別采用的是改進的三幀法及濾波來獲取運動中心點坐標；串口上位機主要是應用在PC機接入游戲模式下，從串口獲取坐標后調用API函數(shù)來控制鼠標運動；游戲界面自生成模塊主要是應用在嵌入式游戲模式下，完成游戲界面的設計。
　　系統(tǒng)測試