[發明專利]一種基于三維動作的非接觸式操作方法和系統

無效

• 申請號: 201110351896.4
• 申請日: 2011-11-08
• 公開（公告）號: CN102508549A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 程懿遠;王嘉;鮑東山
• 申請（專利權）人: 北京新岸線網絡技術有限公司
• 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

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技術領域

本發明屬于人機交互技術領域，尤其涉及一種基于三維動作的非接觸式操作方法和系統。

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背景技術

鍵盤、鼠標、手寫板、觸摸板和觸摸屏等常見的計算機輸入設備大多已成為計算機的標準外設或常用外設，目前人們在應用計算機的同時，也不得不同時接受這些設備各自的不足?？偨Y這些常用的計算機的輸入裝置的特性，它們有如下一些不足之處。?

鍵盤：它常需要和鼠標結合使用，通過鍵盤很難快速將光標移到屏幕上的任意位置，也很難用鍵盤進行繪圖等連續性操作。鍵盤源于西方，有利于拼音文字字母和數字符號的輸入，和有限幾個的功能鍵結合可實現一些復合操作。對于輸入漢字等象形文字，從根本上存在較大障礙。現存的多種通過鍵盤輸入漢字的輸入法，一方面因多鍵操作影響輸入效率，另一方面需要死記部分輸入規則。對于漢字等象形文字的輸入，鍵盤不能直觀方便。鍵盤還要經常保持清潔、維護。?

鼠標：鼠標的移動是線形的不間斷的移動。如果要將屏幕上鼠標從一點移動到目標處，需要使用者的手、眼在此期間始終與鼠標保持接觸(有時還要左、右鍵或滾輪同時參與)，不僅占用了使用者較多的時間，同時需要使用者保持對鼠標的注意力，限制了手的運動自由和使用方式。鼠標還要經常保持清潔、維護。?

觸摸板：現有觸摸板的功能是代替傳統的滾動式鼠標、點狀或柱狀鼠標起作用的，它也有前述傳統鼠標的移動低效率、限制使用者手部運動自由、較多耗費使用者注意力的等缺陷。另外，它只采集了使用者手部的極少信息，不能解讀使用者手部的多種動作，且阻擋操作者視線。只能單點識別，不能多點識別。?

手寫板：不具備鍵盤在輸入規定符號、字母、數字時的快捷和直觀性。手寫板也只能接受單點信息，一次輸入的是平面上的單個點或單線條，而不反映同時觸及它上面的不連續的多個位置的信息。所接收或反映的使用者的信息量少，使用者手部的大量信息沒有得到利用，人機交流水平受到限制。同時還有文字輸入識別率的問題。?

觸摸屏：觸摸屏作為一種新的電腦輸入設備，是簡單、方便、自然的一種人機交互方式，用戶只要用手指碰到觸摸屏的圖符或文字，就可實現對主機的操作。針對現有的觸摸屏操作系統，必須通過手接觸屏幕表面才能實現觸摸控制，因此手在操作時只有點擊、滑動等二維平面動作，同時針對目前公共場所用到的ATM、取號機等都用到觸摸屏操作，大家都去接觸同一屏幕，會造成公眾的交叉感染，產生安全隱患。

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發明內容

有鑒于此，本發明所要解決的技術問題是提供一種基于三維動作的非接觸式操作方法和系統。為了對披露的實施例的一些方面有一個基本的理解，下面給出了簡單的概括。該概括部分不是泛泛評述，也不是要確定關鍵／重要組成元素或描繪這些實施例的保護范圍。其唯一目的是用簡單的形式呈現一些概念，以此作為后面的詳細說明的序言。

本發明的一方面公開了一種非接觸式操作方法，包括：

通過深度傳感器獲取操作者的動作信息，所述動作信息是操作者的肢體動作及其運動軌跡；

根據預先定義的操作模型與所述操作者的動作信息進行匹配，若匹配合格，則根據運動軌跡進行相應的操作。

在一種可選的實施例中，所述深度傳感器是雙目視覺傳感器、紅外傳感器、激光傳感器或雷達傳感器。

在一種可選的實施例中，所述獲取操作者的動作信息包括：監測操作者的肢體動作，測算動作中特征點的三維坐標；基于所述特征點的三維坐標，獲得特征點在傳感器坐標系中的坐標參數；根據多組坐標參數確定特征點運動軌跡。

在一種可選的實施例中，所述預先定義的操作模型是人手的三維幾何模型。

在一種可選的實施例中，通過雙目視覺傳感器采集的圖像，對圖像進行景深處理，根據景深信息確定操作者的肢體動作及其運動軌跡。

本發明的另一方面公開了一種非接觸式操作系統，包括：

運動信息獲取裝置：通過深度傳感器獲取操作者的動作信息，所述動作信息是操作者的肢體動作及其運動軌跡；

匹配處理裝置：根據預先定義的操作模型與操作者的肢體動作進行匹配，若匹配合格，則根據運動軌跡進行相應的操作。

在一種可選的實施例中，所述深度傳感器是雙目視覺傳感器、紅外傳感器、激光傳感器或雷達傳感器。

在一種可選的實施例中，所述運動信息獲取裝置具體包括：動作獲取模塊：監測操作者的肢體動作；

坐標測算模塊：測算動作中特征點的三維坐標，基于所述特征點的三維坐標，獲得特征點在傳感器坐標系中的坐標參數；