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的體感機械臂控制系統(tǒng)最終需要滿足的條件和限制，為進一步設計和實現(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，也是用戶驗收項目的參考。2. 項目背景系統(tǒng)名稱：基kinect的體感機械臂控制系統(tǒng)需求背景：隨著人類的科技越來越發(fā)達，人們正在使用越來越多的機器來代替人的雙手進行工作，大大加速了生產(chǎn)，方便了人們的生活。而體感識別的應用更是可以是機械臂控制更加方便靈活。系統(tǒng)用途：本項目通過Kinect捕捉人的肢體運動，通過遠程控制實現(xiàn)用手臂運動來控制一個機械臂，使機械臂控制更加靈活方便，以適應災害探查等領域的需要。系統(tǒng)適用范圍：本系統(tǒng)主要面向于機械臂的體感控制。系統(tǒng)開發(fā)人員：本系統(tǒng)由本項目組完成從需求分析、設計到編碼、測試、發(fā)布的全過程。二、 任務概述1. 目標由于機械臂系統(tǒng)的廣泛應用，本系統(tǒng)旨在通過體感遠程控制的方式來實現(xiàn)操作的靈活性。同時應用于災害探查和高危工作環(huán)境時使人可以在操作機械的同時原來危險地區(qū)保障人員安全。2. 用戶特點本系統(tǒng)最終可能用戶是工廠和災害探查隊等。如果本系統(tǒng)開發(fā)成功將是機械臂的操作人員從復雜的操作中解放、或者是災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)周期為三個月。開發(fā)流程為：需求分析、設計、編碼實現(xiàn)、單元測試、集成和系統(tǒng)測試、發(fā)布，其中需求分析的更新貫穿于整個開發(fā)過程。l 要交付的工作產(chǎn)品有：需求規(guī)格說明書、設計說明書、測試報告、用戶手冊、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)對界面的需要分為兩個部分：主界面和視圖窗口。主界面：可以對機械臂各功能進行控制，調(diào)節(jié)相關數(shù)據(jù)。要求清晰明了，顏色搭配合理視圖窗口：主要用于對圖像的顯示來確定圖像識別的精確度，需要清晰，簡潔，視角適合。2. 精度需求由于系統(tǒng)控制機械臂執(zhí)行的都是一些精確定位的工作，所以對控制精度的要求很高。需要很好的數(shù)學建模。應該考慮到機械臂的大小以及其工作的范圍，超出范圍則不予以識別。3. 實時性需求當kinect識別到手臂動作后，機械臂需要在極快的時間內(nèi)做出相應的動作，且動作要流暢、速度合理。對相應動作不能有信息滯留導致機械臂與人手臂動作不同。4. 穩(wěn)定性需求系統(tǒng)需要在極端惡劣的環(huán)境保持正常運行，所以要對圖像識別的微小抖動進行濾波。同時考慮到語音識別過程中語音指令會受到周圍環(huán)境雜音的干擾，因此要有相應的語音去噪算法。5. 安全性需求在程序運行過程中，對出現(xiàn)的異常需要進行充分的考慮。對于運行時發(fā)生的一些警告和提示會需要在錯誤提示窗口以告知操作者。6. 可移植性需求系統(tǒng)需要配合不同機械臂，對于不同的機械臂數(shù)據(jù)需要改變軟件相應部分的值來試下對該機械臂更好地控制，實現(xiàn)軟件的可移植。六、 功能需求1. 遠程控制用例編號：1用例名稱：遠程控制用例描述：連接網(wǎng)絡后實現(xiàn)對機械臂的遠程控制。前置條件：無后置條件：機械臂成功接收指令活動步驟：連接端口 輸入指定IP地址 開始監(jiān)聽2. 語音識別用例編號：2用例名稱：語音識別用例描述：系統(tǒng)開始工作后通過語音識別控制相應功能的開啟。前置條件：遠程控制成功，軟件開始運行。后置條件：系統(tǒng)成功接受指令完成控制。后動步驟：系統(tǒng)工作開始 給出語音指令 系統(tǒng)做出相應回應3. 三維空間定位用例編號：3用例名稱：三維空間定位用例描述：識別控制者的手部空間坐標，將機械臂至于相同的空間坐標點前置條件：系統(tǒng)轉(zhuǎn)換至空間定位功能后置條件：機械臂到達指定空間坐標活動步驟：語音控制轉(zhuǎn)換至空間定位功能 圖像識別手部空間坐標 機械臂接受指令到達相應空間坐標4. 平面定位用例編號：4用例名稱：平面定位用例描述：將機械臂指尖確定于一個平面，實現(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：機械臂完成平面運動活動步驟：語音控制轉(zhuǎn)換至平面定位功能 圖像識別手部坐標 機械臂接受指令到達相應平面坐標5. 動作錄制用例編號：5用例名稱：動作錄制用例描述：對一段時間內(nèi)的機械臂運動