[發明專利]一種虛擬鍵盤操作裝置、系統及方法

有效

• 申請號: 201410436989.0
• 申請日: 2014-08-29
• 公開（公告）號: CN104199550B
• 公開（公告）日: 2017-05-17
• 發明（設計）人: 廖裕民
• 申請（專利權）人: 福州瑞芯微電子股份有限公司
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01;G06F3/042
• 代理公司: 福州市景弘專利代理事務所(普通合伙)35219
• 代理人: 林祥翔,呂元輝

技術領域

本發明涉及虛擬觸控技術領域，尤其涉及一種虛擬鍵盤操作裝置、系統及方法。

背景技術

鍵盤是現有技術的人機交互中的重要組成部分，現有的鍵盤輸入都依賴于實體鍵盤設備，也就是說，必須要有一個實際存在的鍵盤才能夠完成人機交互，這樣就大大限制了進行人機交互的場所范圍和條件。

發明內容

鑒于上述問題，本發明提供一種克服上述問題或者至少部分解決上述問題的虛擬鍵盤操作裝置、系統及方法。

本發明提供一種虛擬鍵盤操作裝置，包括顯示控制單元與顯示單元，該裝置包括：

視圖識別單元，用于對攝像頭采集的用戶手指的圖像數據進行手部識別，以確定手指端點在圖像中的位置。

水平面二維坐標建立單元，用于根據該視圖識別單元識別出的手指端點位置在圖像中的位置與攝像頭的像素解析度，將手指端點像素位置轉換為XZ坐標面的二維坐標值。

垂直面二維坐標建立單元，用于根據該視圖識別單元識別出的手指端點位置在圖像中的位置與攝像頭的像素解析度，將手指端點像素位置轉換為YZ坐標面的二維坐標值。

三維坐標計算單元，用于根據該水平面二維坐標建立單元和垂直面二維坐標建立單元分別確定的手指端點像素位置在XZ坐標面和YZ坐標面的二維坐標值計算手指端點在XYZ三維坐標系中的坐標值。

動作判斷單元，用于根據該三維坐標計算單元計算的手指端點的三維坐標值與虛擬鍵盤每個鍵位對應的位置區域，判斷用戶對虛擬鍵盤鍵位的操作。以及

圖形繪制單元，用于根據該動作判斷單元的判斷結果繪制出模擬用戶手指在虛擬鍵盤對應鍵位的操作圖像，并調用該顯示控制單元控制該顯示單元顯示該操作圖像。

本發明還提供一種虛擬鍵盤操作系統，包括如上任意一項所述的虛擬鍵盤操作裝置以及與該裝置通信連接的兩個攝像設備。

本發明還提供一種虛擬鍵盤操作方法，該方法包括：

用戶將手指懸空平放于圖像捕捉區域中，對攝像頭采集的用戶手指的圖像數據進行手部識別，以確定手指端點在圖像中的位置。

根據識別出的手指端點位置在圖像中的位置與攝像頭的像素解析度，將手指端點像素位置分別轉換為XZ坐標面與YZ坐標面的二維坐標值。

根據手指端點像素位置在XZ坐標面和YZ坐標面的二維坐標值計算手指端點在XYZ三維坐標系中的坐標值。

根據該計算的手指端點的三維坐標值與虛擬鍵盤每個鍵位對應的位置區域，判斷用戶對虛擬鍵盤鍵位的操作。

根據該判斷結果繪制出模擬用戶手指在虛擬鍵盤對應鍵位的操作圖像。以及

顯示該繪制的圖像供用戶觀看。

本發明提供的一種虛擬鍵盤操作裝置、系統及方法，由攝像頭抓取圖像并識別手指端點的位置以及姿勢，由得到的手指端點坐標直接映射為對虛擬鍵盤的操作動作，并在顯示器上顯示出來反饋給用戶，通過智能眼鏡和智能手環，或者智能便攜移動設備上的攝像設備快速搭建虛擬鍵盤輸入環境，不再需要實體設備，方便用戶隨時隨地通過虛擬鍵盤進行人機交互操作。

附圖說明

圖1為本發明實施方式中的虛擬鍵盤操作系統的硬件架構示意圖；

圖2為本發明實施方式中的虛擬鍵盤操作裝置的功能模塊示意圖；

圖3為本發明實施方式中的虛擬鍵盤操作方法的流程示意圖。

標號說明：

系統100

裝置10

環境亮度傳感單元101

視圖識別單元102

縱向視圖識別子單元103

橫向視圖識別子單元104

水平面二維坐標建立單元105

垂直面二維坐標建立單元106

三維坐標計算單元107

動作判斷單元108

圖形繪制單元109

顯示控制單元110

顯示單元111

攝像設備20

第一攝像頭201

第二攝像頭202

顯示設備21

具體實施方式

為詳細說明本發明的技術內容、構造特征、所實現目的及效果，以下結合實施方式并配合附圖詳予說明。

請參閱圖1，為本發明實施方式中的虛擬鍵盤操作系統的硬件架構示意圖，該系統100包括虛擬鍵盤操作裝置10、兩個攝像設備20以及顯示設備21，用于對用戶手勢的檢測實現觸控輸入。