[實用新型]三維空間雙目交互裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220324545.4
• 申請日: 2012-07-06
• 公開（公告）號: CN202677305U
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 田豐;凌晨;夏雪;潘浩;張文俊
• 申請（專利權(quán)）人: 上海大學(xué)
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01;G03B35/20
• 代理公司: 上海上大專利事務(wù)所(普通合伙) 31205
• 代理人: 何文欣

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種三維空間雙目交互裝置，具體地說是一種基于雙目立體視覺的空間交互裝置。

背景技術(shù)

多年來，為感受到三維圖像，人們經(jīng)過不懈努力，獲得了一些成果。如專利號為02212806.9的“空間三維圖像展示裝置”?利用球面凹型反射鏡可將近軸平行光匯聚的原理，將物品用近軸光線的方式，投射到球面凹型反射鏡上，再用半透半反平面鏡將球面凹型反射鏡反射回的匯聚光反射到光軸的一側(cè)，形成在空間飄浮的圖像。人們在“看到”三維圖像后，又想進行實時交互，這對三維圖像顯示裝置提出更高要求。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的是針對已有技術(shù)存在的缺陷，提供一種三維空間雙目交互裝置，用于與三維顯示裝置進行實時交互，使用方便，設(shè)備簡單。

為達到上述目的，本實用新型的構(gòu)思是：

本實用新型所述的三維空間雙目交互裝置，利用兩個攝像頭模擬人眼雙眼看世界產(chǎn)生立體深度感，計算得到空間位置信息，將其作為交互裝置的輸入數(shù)據(jù)，即可實現(xiàn)實時交互。

雙目立體視覺視差與深度的關(guān)系可簡述為：空間中的一點P(x,y,z)，分別經(jīng)過左右相機光心C_l、C_r，在各自的圖像平面1,?r上成像為P₁(x_l,y_l)和P_r(x_r,y_r)點。假定系統(tǒng)滿足規(guī)范結(jié)構(gòu)，且左右相機內(nèi)部參數(shù)均相同，焦距為f，兩光心水平距離為h；z是P點到相機平面(z=0處)的距離，x軸表示水平距離。由三角幾何關(guān)系可以得到:?

z=hf/(x_r-x_l)???

當(dāng)兩相機的中心距離h和焦距f都確定后，根據(jù)左右圖像中對應(yīng)點的視差值(x_r-x_l)就能得到真實場景中對應(yīng)點的深度值z。

根據(jù)上述實用新型構(gòu)思，本實用新型采用下述技術(shù)方案：

一種三維雙目空間交互裝置，包括箱體、兩個攝像機、DSP處理芯片、三維數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器和三維圖像顯示裝置。工作過程是：用兩個光心在同一直線，光軸平行的攝像機捕捉手指圖像信息；將獲得的圖像數(shù)據(jù)傳入DSP處理芯片；DSP處理芯片處理后的坐標(biāo)數(shù)據(jù)傳至三維數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器，對要顯示的三維圖像進行調(diào)整后再渲染；最后三維圖像數(shù)據(jù)傳送至三維圖像顯示裝置顯示。

在運用三維空間雙目交互裝置前需要對手指到兩攝像機的實際距離和深度值進行標(biāo)定，建立映射關(guān)系，將其存儲在DSP處理芯片中。

在使用三維空間雙目交互裝置時，兩個攝像機獲取“索引手勢”（即右手握拳將食指伸直）的圖像，通過膚色檢測將食指分割出來，從而分割出指尖位置。根據(jù)存儲在DSP中的映射關(guān)系，快速計算出指尖在空間的位置。最后將獲得的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)送到三維數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器，重新計算三維圖像，最終在三維圖像顯示裝置上顯示。

本實用新型三維空間雙目交互裝置的優(yōu)點在于：設(shè)備簡單，計算速度快，可以實現(xiàn)與三維圖像顯示裝置實時交互的功能。

附圖說明

圖1為本實用新型三維空間雙目交互裝置的示意圖。

具體實施方式

本實用新型的一個優(yōu)選實施例結(jié)合附圖說明如下：

參加圖1，本三維空間雙目交互裝置，包括箱體（1）、兩個攝像機（2、3）、DSP處理芯片（4）、三維數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器（5）和三維圖像顯示裝置（6）。在箱體（1）中將攝像機1（2）和攝像機2（3）呈光心在同一直線，光軸平行進行擺放；然后攝像機（2）（3）捕捉手指圖像信息；將獲得的圖像數(shù)據(jù)傳入DSP處理芯片（4）；DSP處理芯片（4）處理后的坐標(biāo)數(shù)據(jù)傳至三維數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器（5），對要顯示的三維圖像進行調(diào)整后再渲染；最后三維圖像數(shù)據(jù)傳送至三維圖像顯示裝置（6）顯示。

在運用三維空間雙目交互裝置前需要對手指到兩攝像機（2）（3）的實際距離和深度值進行標(biāo)定，建立映射關(guān)系，將其存儲在DSP處理芯片（4）中。

在使用三維空間雙目交互裝置時，兩個攝像機（2）（3）獲取“索引手勢”（即右手握拳將食指伸直）的圖像，通過膚色檢測將食指分割出來，從而分割出指尖位置。根據(jù)存儲在DSP（4）中的映射關(guān)系，快速計算出指尖在空間的位置。最后將獲得的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)送到三維數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器（5），重新計算三維圖像，最終在三維圖像顯示裝置上顯示（6）。