[發(fā)明專利]一種基于動(dòng)作捕捉的屏幕、投影非接觸式交互裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510567281.3
• 申請(qǐng)日: 2015-09-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105183163A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-12-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 閆維新
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 閆維新
• 主分類號(hào): G06F3/01
• 分類號(hào): G06F3/01
• 代理公司: 上海漢聲知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236
• 代理人: 徐紅銀;郭國(guó)中

1.一種基于動(dòng)作捕捉的屏幕、投影非接觸式交互裝置，包括：光線發(fā)射及運(yùn)動(dòng)感知部分、光線接收部分和解算部分，其中：

所述的光線發(fā)射及運(yùn)動(dòng)感知部分，發(fā)射至少兩種波長(zhǎng)的光線通過(guò)聚焦匯聚成一個(gè)光斑到屏幕或投影的區(qū)域上，同時(shí)采集、識(shí)別光線發(fā)射及運(yùn)動(dòng)感知部分的運(yùn)動(dòng)軌跡和姿態(tài)作為人機(jī)交互的操作指令；

所述的光線接收部分，采集光線發(fā)射及運(yùn)動(dòng)感知部分發(fā)射的光線在屏幕或投影區(qū)域上的不可見(jiàn)光譜的聚焦圖像，并將聚焦圖像發(fā)送給解算部分；

所述的解算部分，通過(guò)光線接收部分采集的聚焦圖像，解算當(dāng)前圖像中的光斑相對(duì)于屏幕或投影區(qū)域的相對(duì)坐標(biāo)；同時(shí)接收光線發(fā)射部分的運(yùn)動(dòng)軌跡和姿態(tài)發(fā)射的操作指令，將光斑的相對(duì)坐標(biāo)和光線發(fā)射部分運(yùn)動(dòng)軌跡和姿態(tài)的操作指令傳遞給其他具有運(yùn)算功能的處理設(shè)備。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于動(dòng)作捕捉的屏幕、投影非接觸式交互裝置，其特征在于，所述的光線發(fā)射及運(yùn)動(dòng)感知部分，包含光線發(fā)射模塊和運(yùn)動(dòng)感知模塊，其中：

所述的光線發(fā)射模塊，發(fā)射至少兩種波長(zhǎng)的光線，通過(guò)聚焦匯聚成一個(gè)光斑到屏幕或投影區(qū)域上；

所述的運(yùn)動(dòng)感知模塊，采集光線發(fā)射部分的三個(gè)坐標(biāo)軸向的加速度、角加速度、俯仰、翻滾和偏擺信息，根據(jù)設(shè)定的動(dòng)作模板對(duì)其進(jìn)行識(shí)別、區(qū)分，形成不同的人機(jī)交互操作指令通過(guò)無(wú)線發(fā)送給解算部分。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于動(dòng)作捕捉的屏幕、投影非接觸式交互裝置，其特征在于，所述的聚焦圖像，指的是對(duì)屏幕或投影區(qū)域上顯示圖像進(jìn)行聚焦的圖像。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于動(dòng)作捕捉的屏幕、投影非接觸式交互裝置，其特征在于，所述的光線發(fā)射模塊，包括可見(jiàn)光譜光源、不可見(jiàn)光譜光源、多光譜匯集、光學(xué)聚焦、輔助按鍵，其中：

所述可見(jiàn)光譜光源，包括至少一種波長(zhǎng)的光源，且該光源的波長(zhǎng)范圍為可見(jiàn)光譜，以方便操作者在操作前對(duì)光斑坐標(biāo)進(jìn)行校準(zhǔn)，同時(shí)方便操作者在使用過(guò)程中觀看聚焦在屏幕或投影區(qū)域的光斑位置；

所述不可見(jiàn)光譜光源，包括至少一種波長(zhǎng)的光源，且該光源的波長(zhǎng)為紫外光譜或紅外光譜，用于光線接收部分進(jìn)行圖像采集，方便圖像識(shí)別過(guò)程中過(guò)濾到屏幕或投影區(qū)域的可見(jiàn)光譜的圖像，消除本底干擾；

所述多光譜匯集，將不同波長(zhǎng)的光源發(fā)出的光線匯集在一起，形成一個(gè)至少包含兩種光譜的光線輸出給光源聚焦；

所述光學(xué)聚焦，接收多光譜匯集輸出的光線，通過(guò)自身的各種光學(xué)透鏡進(jìn)行聚焦，形成光斑到屏幕或投影區(qū)域上；

所述輔助按鍵，設(shè)置在光線發(fā)射及運(yùn)動(dòng)感知部分上，為用于提高娛樂(lè)交互性的操作功能按鍵，以配合屏幕或投影的畫面進(jìn)行交互式操作。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于動(dòng)作捕捉的屏幕、投影非接觸式交互裝置，其特征在于，所述的運(yùn)動(dòng)感知模塊，包括運(yùn)動(dòng)軌跡檢測(cè)、運(yùn)動(dòng)感知處理器、無(wú)線發(fā)射，其中：

所述運(yùn)動(dòng)軌跡檢測(cè)，用于對(duì)光線發(fā)射及運(yùn)動(dòng)感知部分的當(dāng)前運(yùn)動(dòng)軌跡實(shí)時(shí)進(jìn)行物理量采集并進(jìn)行數(shù)字化處理，生成運(yùn)動(dòng)狀態(tài)物理量的原始數(shù)字信息，并將信息傳遞給運(yùn)動(dòng)感知處理器；

所述運(yùn)動(dòng)感知處理器，用于對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡檢測(cè)采集到的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)物理量的原始數(shù)字信息進(jìn)行解算、識(shí)別，區(qū)分成各種動(dòng)作作為交互的操作指令，并傳遞給無(wú)線發(fā)射模塊；

所述無(wú)線發(fā)射模塊，將運(yùn)動(dòng)感知處理器解算、識(shí)別的基于光線發(fā)射及運(yùn)動(dòng)感知部分運(yùn)動(dòng)軌跡的操作指令進(jìn)行無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸給結(jié)算部分。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于動(dòng)作捕捉的屏幕、投影非接觸式交互裝置，其特征在于，所述的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)物理量，包括光線發(fā)射及運(yùn)動(dòng)感知部分的速度、加速度、角速度、角加速度、俯仰、翻滾和偏擺中的一種或多種。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于動(dòng)作捕捉的屏幕、投影非接觸式交互裝置，其特征在于，所述的光線接收部分，包括濾光鏡、成像鏡頭、成像模塊，其中：

所述濾光鏡，為一種光學(xué)帶通濾光片，其只允許特定波長(zhǎng)及其周邊一定波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光線進(jìn)入；

所述成像鏡頭，用于對(duì)屏幕或投影區(qū)域進(jìn)行成像聚焦，將聚焦的光學(xué)圖像傳遞給成像模塊；

所述成像模塊，位于成像鏡頭的像距位置，用于將聚焦的光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像，并將數(shù)字圖像的數(shù)據(jù)傳遞給解算部分。