需求规格说明书.doc

一、 引言1. 编写目的本需求分析文档的目的是说明基于kinect的体感机械臂控制系统最终需要满足的条件和限制，为进一步设计和实现提供依据。本文档将用户的需求用文字的形式固定下来，是与用户沟通的成果，也是用户验收项目的参考。2. 项目背景系统名称：基kinect的体感机械臂控制系统需求背景：随着人类的科技越来越发达，人们正在使用越来越多的机器来代替人的双手进行工作，大大加速了生产，方便了人们的生活。而体感识别的应用更是可以是机械臂控制更加方便灵活。系统用途：本项目通过Kinect捕捉人的肢体运动，通过远程控制实现用手臂运动来控制一个机械臂，使机械臂控制更加灵活方便，以适应灾害探查等领域的需要。系统适用范围：本系统主要面向于机械臂的体感控制。系统开发人员：本系统由本项目组完成从需求分析、设计到编码、测试、发布的全过程。二、 任务概述1. 目标由于机械臂系统的广泛应用，本系统旨在通过体感远程控制的方式来实现操作的灵活性。同时应用于灾害探查和高危工作环境时使人可以在操作机械的同时原来危险地区保障人员安全。2. 用户特点本系统最终可能用户是工厂和灾害探查队等。如果本系统开发成功将是机械臂的操作人员从复杂的操作中解放、或者是灾害探查人员的安全得到更大保障。三、 非技术要求l 本系统开发周期为三个月。开发流程为：需求分析、设计、编码实现、单元测试、集成和系统测试、发布，其中需求分析的更新贯穿于整个开发过程。l 要交付的工作产品有：需求规格说明书、设计说明书、测试报告、用户手册、代码、可执行程序。四、 系统环境五、 性能需求1. 界面需求系统对界面的需要分为两个部分：主界面和视图窗口。主界面：可以对机械臂各功能进行控制，调节相关数据。要求清晰明了，颜色搭配合理视图窗口：主要用于对图像的显示来确定图像识别的精确度，需要清晰，简洁，视角适合。2. 精度需求由于系统控制机械臂执行的都是一些精确定位的工作，所以对控制精度的要求很高。需要很好的数学建模。应该考虑到机械臂的大小以及其工作的范围，超出范围则不予以识别。3. 实时性需求当kinect识别到手臂动作后，机械臂需要在极快的时间内做出相应的动作，且动作要流畅、速度合理。对相应动作不能有信息滞留导致机械臂与人手臂动作不同。4. 稳定性需求系统需要在极端恶劣的环境保持正常运行，所以要对图像识别的微小抖动进行滤波。同时考虑到语音识别过程中语音指令会受到周围环境杂音的干扰，因此要有相应的语音去噪算法。5. 安全性需求在程序运行过程中，对出现的异常需要进行充分的考虑。对于运行时发生的一些警告和提示会需要在错误提示窗口以告知操作者。6. 可移植性需求系统需要配合不同机械臂，对于不同的机械臂数据需要改变软件相应部分的值来试下对该机械臂更好地控制，实现软件的可移植。六、 功能需求1. 远程控制用例编号：1用例名称：远程控制用例描述：连接网络后实现对机械臂的远程控制。前置条件：无后置条件：机械臂成功接收指令活动步骤：连接端口 输入指定IP地址 开始监听2. 语音识别用例编号：2用例名称：语音识别用例描述：系统开始工作后通过语音识别控制相应功能的开启。前置条件：远程控制成功，软件开始运行。后置条件：系统成功接受指令完成控制。后动步骤：系统工作开始 给出语音指令 系统做出相应回应3. 三维空间定位用例编号：3用例名称：三维空间定位用例描述：识别控制者的手部空间坐标，将机械臂至于相同的空间坐标点前置条件：系统转换至空间定位功能后置条件：机械臂到达指定空间坐标活动步骤：语音控制转换至空间定位功能 图像识别手部空间坐标 机械臂接受指令到达相应空间坐标4. 平面定位用例编号：4用例名称：平面定位用例描述：将机械臂指尖确定于一个平面，实现平面定位。前置条件：系统转换至平面定位功能后置条件：机械臂完成平面运动活动步骤：语音控制转换至平面定位功能 图像识别手部坐标 机械臂接受指令到达相应平面坐标5. 动作录制用例编号：5用例名称：动作录制用例描述：对一段时间内的机械臂运动