Kinect와 Unity AR을 활용한 운동 자세 교정 시스템
프로젝트 목표
- Kinect로부터 Body Tracking된 데이터를 제공받아 Unity AR캐릭터로 출력하는 동시에 Joint 각도를 계산하여 실시간으로 운동자세에 대한 피드백을 제공한다.
지도 교수님
이승규 교수님
팀원
고다경 2017103948 김다솜 2017103960 이상윤 2014104125
적용 기술 요약
각도에 대한 판별
- 운동에 대한 기초 조사를 진행한 후, Kinect에서 Tracking을 잘할 수 있을 것으로 예상되는 운동 3개를 선정.
- 운동 자세 판단은 각 운동 별 주요 관절의 각도를 보고 판단함.
- 스쿼트 : 스쿼트 운동을 잘 하고 있는지 판단하는 데 기준이 된 관절은 오른쪽 무릎, 왼쪽 무릎, 척추관절, 골반, 양 쪽 발 끝
- 사이드하이킥 : 사이드하이킥 운동을 잘 하고 있는지 판단하는 데 기준이 된 관절은 양쪽 골반, 척추 관절.
- 런지: 런지 운동을 잘 하고 있는지 판단하는 데 기준이 된 관절은 오른쪽 무릎, 왼쪽 무릎, 척추관절.
- 각 관절의 각도는 Joint들의 position을 이용하여 Vector3D 구조체를 만든 후, 벡터의 내적을 통해 계산함.
- 운동을 잘 하고 있는지 판단할 기준이 될 각도를 정하여 Rule-based 방식을 통해 사용자가 운동을 잘 하고 있는지 아닌지 즉각적으로 직관적인 Text를 표시함
주요 클래스 및 함수 설명
- Angle Class - Vector3D 구조체 생성 및 정규화, 벡터 내적을 통한 각도 계산
- DetectJoints Class - Kinect SDK가 전송하는 joint별 position을 받아와 계산 후, GameObject position에 할당.
- BodySourceManager - Kinect와 Unity를 연결
- 키넥트에서 Joint position 받아와 아바타에 넣어주는 역할을 수행함
- Move - AR을 움직이며 Update를 계속 수행
- Move 클래스에 트레이너와 트레이니 오브젝트 변수 선언, CharacterSkeleton 선언
- start()함수에서 게임오브젝트의 스켈레톤 생성
- update()문을 돌면서 tracking된 joint를 계속 update
- CreateBodyObject 함수 - body object 생성
- RefreshBodyObject 함수 - AR의 Joint를 계속 Refresh함.
- 트레이니 운동 자세 각도 판단
- Trainer_Run 함수 - Trainer를 담당하는 함수
- 운동 선택에서 넘겨진 운동에 대한 file stream 수행
- txt파일 하나마다 한 동작, count를 적용
- txt파일에 정리된 Kinect 값은 데이터 전처리를 통해 적당하게 움직이도록 미리 제작
- Trainee_Count 함수 - 운동 별 트레이니의 운동 횟수 카운트
코드 활용방법
- Unity를 이용하여 Assets파일 위치에서 Unity Project Open
- Script폴더에 있는 c#파일들을 Code editor를 이용해 Open
- Kinect는 Kinect SDK설치 후 USB3.0을 이용하여 연결 (Intel CPU 7세대에서 오류 발생, 8세대 이상 권장)
- Unity 실행 시 항상 Kinect studio 또는 Configuration 실행 권장