摘要：自然人机交互技术是当今计算机科学研究领域最为前沿和热门的方向之一,而其中基于微软Kinect的应用开发最受注目。Kinect自然人机交互技术包含了深度图像、骨骼跟踪、面部跟踪、语音识别等重要技术,在医疗康复、虚拟仿真、机器人视觉、游戏娱乐、三维建模等方面具有广阔的应用前景。本文基于Kinect自然人机交互技术,研究了原地走路识别算法、面控鼠标算法以及在虚拟漫游项目中的应用。首先本文对人体原地行走的步态进行分析,提出基于屈膝角度识别原地走路的方法,这是一种根据人体关节点坐标计算膝盖屈伸角度的方法,利用了Kinect骨骼跟踪技术和三角几何知识,消除了传统离地高度识别所带来的个体身高差异问题,提高了原地走路识别的普遍适用性。在面控鼠标方面,本文提出一种简单的实现方法,通过Kinect面部跟踪技术,计算出面部的俯仰角度和偏航角度,再映射成屏幕坐标,进而改变鼠标的坐标位置,达到通过面部控制鼠标的目的。最后本文利用Unity3D设计了一套虚拟漫游系统,通过原地走路触发系统中的前进按键,通过面控鼠标实现系统中的视角变化,通过语音命令切换系统的主要功能模块,并设计了有线和无线两种硬件连接方式。通过实验验证了本文的原地走路识别算法和面控鼠标算法的有效性。本文开发的“基于自然人机交互技术的虚拟漫游系统”,是将自然人机交互的前沿技术系统地应用到虚拟漫游项目中,实现了一种高自由度的计算机操作方式,是一种高沉浸感、较易推广的虚拟现实方案。