[發明專利]基于DSP-PC機器視覺系統的斑紋式數據手套

無效

• 申請號: 201010507844.7
• 申請日: 2010-10-15
• 公開（公告）號: CN102023707A
• 公開（公告）日: 2011-04-20
• 發明（設計）人: 姚英學;陳鵬;周亮;夏平均;廖志榮
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于DSP-PC機器視覺系統的斑紋式數據手套，其特征在于：采用兩個CCD相機對用戶佩戴的手套進行實時圖像采集，每個相機安裝有滿足捕捉范圍的定焦鏡頭，通過DSP及PC機進行數據處理實現手部運動的跟蹤捕捉功能，用于實現手部位姿測量，其中，還提供嵌入式實時圖像采集處理單元，將CCD相機采集的圖像信號進行數字化，采用視頻處理芯片DM642實現手套斑紋的檢測、識別和跟蹤，還具有基于PC機的虛擬手演示與交互單元，該單元包含一個參數化可調的虛擬手模型，根據對當前用戶手部的生理參數的測量結果進行模型尺寸的修正，并從圖像采集處理單元獲取信息計算手部的位置和手指的彎曲角度，驅動虛擬手運動，用于虛擬環境中的運動演示及人機交互。

2.如權利要求1所述的基于DSP-PC機器視覺系統的斑紋式數據手套，其特征在于：利用顏色和圖形對具有伸縮性的手套表面進行編碼，并繪制成斑紋，使之對應于手的幾何特征和運動特征，利用對斑紋的識別與跟蹤來確定手部的運動。在手腕部粘貼表征左右手的標志，通過模板匹配的方法實現對手部根節點位置的跟蹤。在手指的關節處用三色環帶用于對不同手指進行編碼，根據紅、黃、藍顏色的不同排列，可以判斷運動變化所發生的手指。在獲取關節的位置的同時，跟蹤手套上的色塊，即可確定手掌形狀的變化。指節上采用的三角形點和圓點標識，用于獲取指關節的角度。

3.如權利要求1所述的基于DSP-PC機器視覺系統的斑紋式數據手套，其特征在于實時圖像采集處理單元的模數轉換器SAA7115，實現CCD相機的視頻信號的數字化，數字化的視頻信號通過視頻輸入端口VP1和VP2輸入視頻處理芯片DM642，DM642對視頻信號進行處理，將處理后的圖像信息通過EMAC接口發送到太網并傳輸至PC機。圖像采集處理單元的算法實現程序在VC環境下采用OpenCV開發，采用OpenCV在TI?C6000系列芯片上的嵌入式版本EMCV的基礎數據結構和函數對程序進行改寫，再將改寫后的程序通過CCS燒寫固化到DM642，形成具有手部運動跟蹤捕捉功能的實時圖像采集處理單元。

4.如權利要求1所述的基于DSP-PC機器視覺系統的斑紋式數據手套，其特征在于：在計算指關節轉角的流程中，將不同的三色帶存儲為模板，優先從圖像中搜索某種顏色的三色帶，獲取各三色帶兩側臨近區域并劃分網格，將同顏色的三角形斑塊和圓形斑塊對網格區域的覆蓋作為高維空間的數據分布，利用流形學習的方法進行降維，發現4維的手部運動的內蘊結構的維度為4，將4維的內蘊結構同4元數對應，得到這些4維數據與4元數之間的關系，之后在動態渲染的過程中不斷更新樣本集，實現手指關節角度的計算。