[發(fā)明專(zhuān)利]采用計(jì)算機(jī)視覺(jué)實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互的智能運(yùn)動(dòng)器械及交互方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810650368.0
• 申請(qǐng)日: 2018-06-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108845662A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-11-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林樺
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 裕利年電子南通有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G06F3/00
• 分類(lèi)號(hào): G06F3/00;G06F3/0481
• 代理公司: 上海三方專(zhuān)利事務(wù)所 31127
• 代理人: 吳瑋;陳逸婷

1.一種采用計(jì)算機(jī)視覺(jué)實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互的智能運(yùn)動(dòng)器械，其特征在于所述智能運(yùn)動(dòng)器械包括：

活動(dòng)區(qū)，所述活動(dòng)區(qū)為人體活動(dòng)的區(qū)域；

光源；

圖像傳感器，所述的圖像傳感器數(shù)量為≥2個(gè)，圖像傳感器分別設(shè)置在不同位置并對(duì)準(zhǔn)活動(dòng)區(qū)，由圖像傳感器獲取目標(biāo)的圖像；

計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)，所述的計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)包括顯示屏、運(yùn)算模塊及控制電路，所述的控制電路分別連接圖像傳感器和光源。

2.如權(quán)利要求1所述的采用計(jì)算機(jī)視覺(jué)實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互的智能運(yùn)動(dòng)器械，其特征在于所述圖像傳感器均分別設(shè)置在活動(dòng)區(qū)前端。

3.如權(quán)利要求1所述的采用計(jì)算機(jī)視覺(jué)實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互的智能運(yùn)動(dòng)器械，其特征在于所述的光源為紅外光源。

4.如權(quán)利要求1所述的采用計(jì)算機(jī)視覺(jué)實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互的智能運(yùn)動(dòng)器械，其特征在于所述的圖像傳感器可替換為攝像頭，所述的攝像頭包括處理器、由若干片透鏡組成的鏡頭以及CCD或CMOS組成的圖像感應(yīng)原件。

5.一種采用計(jì)算機(jī)視覺(jué)實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互的智能運(yùn)動(dòng)器械的交互方法，其特征在于采用如權(quán)利要求1所述的智能運(yùn)動(dòng)器械，通過(guò)已知參數(shù)及若干個(gè)圖像傳感器獲取的位置和信息，得到觸摸點(diǎn)在圖像傳感器中成像的位置，并計(jì)算出觸摸點(diǎn)在顯示屏上的物理坐標(biāo)，通過(guò)計(jì)算出的坐標(biāo)點(diǎn)來(lái)判斷不同的操作。

6.如權(quán)利要求5所述的一種采用計(jì)算機(jī)視覺(jué)實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互的智能運(yùn)動(dòng)器械的交互方法，其特征在于計(jì)算方法為：設(shè)X軸、Y軸，X軸為水平方向，Y軸為垂直于X軸并豎直向上，任意兩個(gè)圖像傳感器之間的間距為L(zhǎng)，圖像傳感器的光軸與X軸的夾角為θ，觸摸點(diǎn)P位于顯示屏范圍內(nèi)，該點(diǎn)的主光線與兩個(gè)傳感器的光軸的夾角分別為α和β，根據(jù)三角關(guān)系有：式中L₁、L₂為觸摸點(diǎn)P在圖像傳感器中成像的位置，通過(guò)像素個(gè)數(shù)×像素寬度計(jì)算得到；設(shè)定以各自的光軸為基準(zhǔn)，α、β逆時(shí)針為正，順時(shí)針為負(fù)，由三角關(guān)系可知，計(jì)算可得P點(diǎn)坐標(biāo)為：0＜2θ-α+β＜π，由此計(jì)算出觸摸點(diǎn)在顯示屏上的物理坐標(biāo)。

7.如權(quán)利要求5所述的一種采用計(jì)算機(jī)視覺(jué)實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互的智能運(yùn)動(dòng)器械的交互方法，其特征在于在圖像傳感器獲取位置和信息時(shí)，通過(guò)對(duì)圖像傳感器進(jìn)行標(biāo)定來(lái)建立圖像傳感器測(cè)量與三維世界測(cè)量的聯(lián)系，即建立圖像傳感器的自然單位和物理世界的單位的對(duì)應(yīng)，從而得到圖像傳感器的內(nèi)參數(shù)和外參數(shù)矩陣，所述的標(biāo)定通過(guò)OpenCV的標(biāo)定程序完成。

8.如權(quán)利要求7所述的一種采用計(jì)算機(jī)視覺(jué)實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互的智能運(yùn)動(dòng)器械的交互方法，其特征在于在標(biāo)定完成后，觸摸點(diǎn)變?yōu)槿S點(diǎn)，通過(guò)計(jì)算該三維點(diǎn)在成像儀中的坐標(biāo)得到三維物理坐標(biāo)下的點(diǎn)的位置，該轉(zhuǎn)換過(guò)程通過(guò)OpenCV中的cvCalibrateCamera2()函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。