需求規(guī)格說明書.doc

一、 引言1. 編寫目的本需求分析文檔的目的是說明基于kinect的體感機(jī)械臂控制系統(tǒng)最終需要滿足的條件和限制，為進(jìn)一步設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)提供依據(jù)。本文檔將用戶的需求用文字的形式固定下來，是與用戶溝通的成果，也是用戶驗(yàn)收項(xiàng)目的參考。2. 項(xiàng)目背景系統(tǒng)名稱：基kinect的體感機(jī)械臂控制系統(tǒng)需求背景：隨著人類的科技越來越發(fā)達(dá)，人們正在使用越來越多的機(jī)器來代替人的雙手進(jìn)行工作，大大加速了生產(chǎn)，方便了人們的生活。而體感識(shí)別的應(yīng)用更是可以是機(jī)械臂控制更加方便靈活。系統(tǒng)用途：本項(xiàng)目通過Kinect捕捉人的肢體運(yùn)動(dòng)，通過遠(yuǎn)程控制實(shí)現(xiàn)用手臂運(yùn)動(dòng)來控制一個(gè)機(jī)械臂，使機(jī)械臂控制更加靈活方便，以適應(yīng)災(zāi)害探查等領(lǐng)域的需要。系統(tǒng)適用范圍：本系統(tǒng)主要面向于機(jī)械臂的體感控制。系統(tǒng)開發(fā)人員：本系統(tǒng)由本項(xiàng)目組完成從需求分析、設(shè)計(jì)到編碼、測(cè)試、發(fā)布的全過程。二、 任務(wù)概述1. 目標(biāo)由于機(jī)械臂系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，本系統(tǒng)旨在通過體感遠(yuǎn)程控制的方式來實(shí)現(xiàn)操作的靈活性。同時(shí)應(yīng)用于災(zāi)害探查和高危工作環(huán)境時(shí)使人可以在操作機(jī)械的同時(shí)原來危險(xiǎn)地區(qū)保障人員安全。2. 用戶特點(diǎn)本系統(tǒng)最終可能用戶是工廠和災(zāi)害探查隊(duì)等。如果本系統(tǒng)開發(fā)成功將是機(jī)械臂的操作人員從復(fù)雜的操作中解放、或者是災(zāi)害探查人員的安全得到更大保障。三、 非技術(shù)要求l 本系統(tǒng)開發(fā)周期為三個(gè)月。開發(fā)流程為：需求分析、設(shè)計(jì)、編碼實(shí)現(xiàn)、單元測(cè)試、集成和系統(tǒng)測(cè)試、發(fā)布，其中需求分析的更新貫穿于整個(gè)開發(fā)過程。l 要交付的工作產(chǎn)品有：需求規(guī)格說明書、設(shè)計(jì)說明書、測(cè)試報(bào)告、用戶手冊(cè)、代碼、可執(zhí)行程序。四、 系統(tǒng)環(huán)境五、 性能需求1. 界面需求系統(tǒng)對(duì)界面的需要分為兩個(gè)部分：主界面和視圖窗口。主界面：可以對(duì)機(jī)械臂各功能進(jìn)行控制，調(diào)節(jié)相關(guān)數(shù)據(jù)。要求清晰明了，顏色搭配合理視圖窗口：主要用于對(duì)圖像的顯示來確定圖像識(shí)別的精確度，需要清晰，簡(jiǎn)潔，視角適合。2. 精度需求由于系統(tǒng)控制機(jī)械臂執(zhí)行的都是一些精確定位的工作，所以對(duì)控制精度的要求很高。需要很好的數(shù)學(xué)建模。應(yīng)該考慮到機(jī)械臂的大小以及其工作的范圍，超出范圍則不予以識(shí)別。3. 實(shí)時(shí)性需求當(dāng)kinect識(shí)別到手臂動(dòng)作后，機(jī)械臂需要在極快的時(shí)間內(nèi)做出相應(yīng)的動(dòng)作，且動(dòng)作要流暢、速度合理。對(duì)相應(yīng)動(dòng)作不能有信息滯留導(dǎo)致機(jī)械臂與人手臂動(dòng)作不同。4. 穩(wěn)定性需求系統(tǒng)需要在極端惡劣的環(huán)境保持正常運(yùn)行，所以要對(duì)圖像識(shí)別的微小抖動(dòng)進(jìn)行濾波。同時(shí)考慮到語音識(shí)別過程中語音指令會(huì)受到周圍環(huán)境雜音的干擾，因此要有相應(yīng)的語音去噪算法。5. 安全性需求在程序運(yùn)行過程中，對(duì)出現(xiàn)的異常需要進(jìn)行充分的考慮。對(duì)于運(yùn)行時(shí)發(fā)生的一些警告和提示會(huì)需要在錯(cuò)誤提示窗口以告知操作者。6. 可移植性需求系統(tǒng)需要配合不同機(jī)械臂，對(duì)于不同的機(jī)械臂數(shù)據(jù)需要改變軟件相應(yīng)部分的值來試下對(duì)該機(jī)械臂更好地控制，實(shí)現(xiàn)軟件的可移植。六、 功能需求1. 遠(yuǎn)程控制用例編號(hào)：1用例名稱：遠(yuǎn)程控制用例描述：連接網(wǎng)絡(luò)后實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械臂的遠(yuǎn)程控制。前置條件：無后置條件：機(jī)械臂成功接收指令活動(dòng)步驟：連接端口 輸入指定IP地址 開始監(jiān)聽2. 語音識(shí)別用例編號(hào)：2用例名稱：語音識(shí)別用例描述：系統(tǒng)開始工作后通過語音識(shí)別控制相應(yīng)功能的開啟。前置條件：遠(yuǎn)程控制成功，軟件開始運(yùn)行。后置條件：系統(tǒng)成功接受指令完成控制。后動(dòng)步驟：系統(tǒng)工作開始 給出語音指令 系統(tǒng)做出相應(yīng)回應(yīng)3. 三維空間定位用例編號(hào)：3用例名稱：三維空間定位用例描述：識(shí)別控制者的手部空間坐標(biāo)，將機(jī)械臂至于相同的空間坐標(biāo)點(diǎn)前置條件：系統(tǒng)轉(zhuǎn)換至空間定位功能后置條件：機(jī)械臂到達(dá)指定空間坐標(biāo)活動(dòng)步驟：語音控制轉(zhuǎn)換至空間定位功能 圖像識(shí)別手部空間坐標(biāo) 機(jī)械臂接受指令到達(dá)相應(yīng)空間坐標(biāo)4. 平面定位用例編號(hào)：4用例名稱：平面定位用例描述：將機(jī)械臂指尖確定于一個(gè)平面，實(shí)現(xiàn)平面定位。前置條件：系統(tǒng)轉(zhuǎn)換至平面定位功能后置條件：機(jī)械臂完成平面運(yùn)動(dòng)活動(dòng)步驟：語音控制轉(zhuǎn)換至平面定位功能 圖像識(shí)別手部坐標(biāo) 機(jī)械臂接受指令到達(dá)相應(yīng)平面坐標(biāo)5. 動(dòng)作錄制用例編號(hào)：5用例名稱：動(dòng)作錄制用例描述：對(duì)一段時(shí)間內(nèi)的機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)