1. 研究目的与意义（文献综述）

随着人口红利的逐步下降，企业用工成本不停上涨，工业机器人正在逐步参与公众的生活。工业机器人是当今制造业中的研究焦点，大力发展工业机器人能够增强一个国家的制造能力。工业机器人参与到人的工作环境中，既能够充分保证工作效率又能够有效地解放人的劳动力，加速了社会发展，机器人已然成为这个时代的宠儿，人类社会也终将迈向机器智能的时代。然而在许多制造场合中，工业机器人不能完全代替人完成某些制造任务，因此，工业机器人人机协作制造越来越重要。人机协作（human-robot collaboration，hrc）是指机器人与人在同一作业空间内直接接触，合作完成一项作业任务。

可是，人类与机器人的交互设备大多还是键盘、鼠标等装置，如果无法实现人机自然交互，机器将无法发挥更大的优越性。人类对机器拟人化、生物化、智能化有着由来已久的向往，近几年随着模式识别、人工智能等前沿技术的发展，人类对自然交互的渴望越来越强烈。自然交互即要求机器人能够通过感知人的动作、手势或语音等方法与人进行交流，以实现人机协作控制。通过这种拟人、自然的交互方式，能够将机器人的协作能力发挥到最大程度。因此，研究人机自然交互有着重大意义。

近些年来传感器技术高速发展，机器人与人之间的信息交互无处不在，自然用户界面是数字世界和现实世界沟通的桥梁。tof技术即飞行时间技术，传感器发出的调制过的近红外光遇到物体后会发生反射，传感器根据光线发射差或相位差换算出被拍摄物体的距离，产生深度信息。kinect v2体感传感器作为一种tof体感器有着出色的体感捕捉能力及语音识别能力，是人机交互领域创新的典范，为实现人机协作自然交互控制奠定了坚实的基础，因此对kinect v2体感传感器的相关技术的研究有着重大的意义。

2. 研究的基本内容与方案

本设计旨在使用基于tof技术的microsoft kinect v2体感传感器开发一个人-机器人动作识别与协作控制系统，用户能够通过特定的姿态、手势对工业机器人进行控制，使其完成给定的任务，使人与机器人之间的关系更加亲密，达到基本的自然人机交互效果。

本设计利用microsoft kinect v2体感器提取人体骨骼结构，并识别不同人体姿态模式及手势，并基于c#设计桌面应用程序，基于工业机器人编程方法设计机器人端程序，实现桌面程序与工业机器人之间的通信，通过人体姿态和手势对工业机器人进行控制，达到基本的自然人机交互效果。人-机器人动作识别与协作控制系统的结构图如图1所示。

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，明确研究内容，学习毕业设计研究内容所需理论的基础。确定毕业设计方案，完成开题报告。

第4－5周：熟悉掌握基本理论，完成英文文献的翻译。

第6－9周：熟悉相关硬件与软件，搭建系统开发环境。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 马风力. 基于kinect的自然人机交互系统的设计与实现[d].浙江大学,2016.

[2] 黄诚,刘华平,左小五,朱记全,胡才红,孙富春. 基于kinect的人机协作[j].中南大学学报(自然科学版),2013,s1:386-393.

[3] 张含阳. 人机协作:下一代机器人的必然属性[j].机器人产业,2016,03:37-45.