[發明專利]三維空間中多點觸控與捕捉手勢運動的識別方法與系統

有效

• 申請號: 201410144505.5
• 申請日: 2014-04-11
• 公開（公告）號: CN103914152B
• 公開（公告）日: 2017-06-09
• 發明（設計）人: 周光磊
• 申請（專利權）人: 周光磊
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01
• 代理公司: 廣東前海律師事務所44323
• 代理人: 黃桂林

1.一種三維空間中多點觸控與捕捉手勢運動的識別系統，其特征在于包括一微型電腦主機、一激光投影儀、第一紅外攝像頭、第二紅外攝像頭、一LED照射燈、一字線型激光發射器和投影平面；所述激光投影儀將微型電腦主機處理內容進行投射產生投影平面；所述一字線型激光發射器的照射平面與投影平面平行；所述第一紅外攝像頭與所述第二紅外攝像頭的視野覆蓋所述投影平面和空中手勢識別區域；

所述投影平面為激光投影儀投射的信息內容在載體平面上形成；

所述載體平面為桌面、墻面或汽車前擋風玻璃面中的一種；

所述空中手勢識別區域為第一紅外攝像頭、第二紅外攝像頭及LED照射燈的視野所共同覆蓋的空中區域；

所述第一紅外攝像頭和第二紅外攝像頭與投影平面的距離大于一字線型激光發射器與投影平面的距離；

所述微型電腦主機包括攝像頭傳感器模塊、手部圖像提取模塊、微處理器模塊、圖像數據分析模塊、對比模塊、執行模塊、激光投影控制模塊、重力感應模塊和馬達旋轉模塊；

所述攝像頭傳感模塊，用于接收第一紅外攝像頭和第二紅外攝像頭獲取的圖像信息，傳輸給手部圖像提取模塊進行手部圖像提取和數據輸出；

所述手部圖像提取模塊，接收攝像頭傳感模塊傳送的圖像信息，進行手部圖像提取數據，并將獲得的手部圖像提取數據傳輸給微處理器模塊進行數據輸出；其中，所述的手部圖像提取主要是獲取指尖骨骼、手掌骨骼、手腕骨骼和手指骨骼的手部節點部位信息；

所述微處理器模塊，將接收的手部圖像提取數據向圖像數據分析模塊進行數據輸出；并且微處理器模塊通過與通話模塊進行數據信息交換獲得通話功能；另外通過接收和處理激光投影控制模塊傳送的重力感應信息，發出馬達旋轉指令到激光投影控制模塊；

所述圖像數據分析模塊，接收微處理器模塊輸出的手部圖像提取數據，將手部圖形提取數據信息與手部圖形數字建模的模板數據庫校正整合后，獲得手勢的移動信息數據，判斷出手指移動模式；

所述對比模塊，將圖像數據分析模塊獲得的手指移動模式與微型電腦主機中手部圖形建模的模板數據庫信息對比，判斷出手勢所給出的執行信息；

所述執行模塊，將對比模塊獲得執行信息對投影平面信息內容進行操作執行指示；

所述激光投影控制模塊，通過接受重力感應模塊對微型電腦主機放置位置的重力感應信息，傳輸給微處理器模塊，并接收微處理器模塊在經過感應信息的分析和處理后發出的執行信息，將執行信息轉化為執行指令后，發送到馬達旋轉模塊，從而實現對激光投影儀和紅外攝像頭的調控；同時在重力感應器感應到微型電腦主機橫向放置時，發出指令自動關閉一字線型激光發射器；

所述重力感應模塊，在微電腦主機放置后能夠獲取重力感應的信息，并將重力感應信息傳送給激光投影控制模塊，從而發揮通過重力感知獲悉微電腦主機的放置狀態，自動調整激光投影儀的投影方向；

所述馬達旋轉模塊，通過接收激光投影控制模塊發送的執行信息，發揮自動調整激光投影儀和紅外攝像頭。

2.根據權利要求1所述的三維空間中多點觸控與捕捉手勢運動的識別系統，其特征在于：所述激光投影儀，通過接收微型電腦主機的傳輸，顯示數據或投影平面投影，將待處理信息投影到投影平面；

所述LED照射燈，提供適宜的光照對空間區域內的手勢增大明暗對比，加強識別目標與背景的亮度校正，便于紅外攝像頭獲取手部圖形信息，同時使設備在光線較暗的環境中也可以使用；

所述第一紅外攝像頭和第二紅外攝像頭，分別從第一視角和第二視角獲取攝像頭區域內手勢活動深度信息，通過圖像深度傳感器傳輸將信息傳輸到微型電腦主機，經由微型電腦主機對兩個紅外攝像頭捕捉深度信息與手部圖形數字建模的模板數據庫進行綜合比對處理分析，對手勢所包含的指令信息進行反應；

所述一字線型激光發射器，發射的一字型激光與投影平面平行，當手指按到投影平面時發射出的紅外線，被兩個紅外攝像頭捕捉；同時當手指貼近投影平面時，會阻斷發射的激光光路，造成一個反射信號，這時感知器就會感知到反射信號的相對位置相對于投影平面信息，在微型電腦主機進行信息處理后，確認手指位置，鑒別手指指令信息。

3.根據權利要求1所述的三維空間中多點觸控與捕捉手勢運動的識別系統，其特征在于：所述微型電腦主機還包括通話模塊；

所述通話模塊，與微處理器模塊進行數據信息交換實現通話功能。