康复训练是运动功能障碍者必要的治疗过程,在上肢运动障碍疾病的治疗中具有非常重要的作用。目前上肢运动功能障碍患者的康复训练一般为人工指导的方式,但这种训练方式具有人员场地资源限制、训练过程枯燥以及训练数据难以记录管理的缺点。为了解决这些问题,有必要建立一套可自主进行训练、具有较高趣味性、对训练数据可以详细记录与查询的康复训练系统。基于上述背景,本文提出了一种基于Kinect的上肢康复训练系统的设计方案,该方案满足上述需求,具有很高的使用价值。主要研究内容包括基于Kinect的运动数据采集、上肢姿势与运动匹配、上肢运动三维仿真、康复训练软件的设计与实现、训练数据管理系统的设计与实现。首先对上肢康复训练系统的需求进行了分析,根据分析结果对基于Kinect的上肢训练康复系统进行了设计。设计了系统的架构模型,确定了系统的组成结构,并在此基础上对系统需要实现的具体功能进行了设定,确定了各部分开发的技术选型方案。之后对动作匹配与三维仿真的关键技术进行了研究与分析,提出采用Kinect采集到的骨骼关节点坐标数据计算上肢空间向量作为特征,并介绍了基于此特征的姿势匹配、动作匹配、三维仿真实现方案。针对动作匹配的DTW算法,提出了添加阈值限定条件的改进方法,使算法更加符合本系统的使用需求。最后,对基于Kinect的上肢康复训练系统进行了开发,分别完成了PC端康复软件和基于SSM框架的训练数据管理系统的开发。具体的开发工作包括PC端软件的康复训练、康复游戏、三维仿真、数据采集功能的开发,以及数据管理系统的数据库的构建、后台服务器的搭建、管理系统网站的开发。经过测试表明,所述基于Kinect的上肢康复训练系统具有低成本、高趣味性、数据易于存储与查询的优势,满足了上肢运动障碍患者与康复教练的需求。系统运行稳定,具有较高的实际应用价值,为康复训练者提供了一个理想的选择。