[發明專利]一種體感互動的人機交互方法及系統

在審

• 申請號: 202010590601.8
• 申請日: 2020-06-24
• 公開（公告）號: CN111870931A
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 王正前;穆志昕;杜亞飛;陳星球
• 申請（專利權）人: 合肥安達創展科技股份有限公司
• 主分類號: A63F13/212
• 分類號: A63F13/212;A63F13/213;A63F13/42
• 代理公司: 合肥天明專利事務所(普通合伙) 34115
• 代理人: 高微微;金凱

本發明公開了一種體感互動的人機交互方法及系統，包括如下步驟：通過體感傳感器獲取人體肢體圖像數據，得到以體感傳感器為原點的三維坐標系；將三維坐標系進行齊次坐標轉化，得到體感二維坐標系；選取體感二維坐標系中的第一圖像作為觸發圖像，將觸發圖像映射到顯示屏幕預設的平面坐標系，得到觸發圖像在平面坐標系中的位置坐標；依次根據不同時間所獲取觸發圖像的位置坐標，得到觸發圖像的運動向量；當運動向量大于預設的運動閥值時，顯示屏幕顯示畫面，實現人機交互。

技術領域

本發明涉及人機交互技術領域，尤其涉及一種體感互動的人機交互方法及系統。

背景技術

體感游戲是一種將肢體動作變化通過傳感器傳給游戲設備來進行操作的新型電子游戲，它突破了以往單純以手柄按鍵輸入的操作方式，進而能帶給玩家更好的游戲體驗。體感游戲不僅適用在電子游戲中，而且可以適用于非接觸式人機交互，以增加科技的趣味性和可參與性，但是現有技術中，體感傳感器作為一種數據采集設備，只具備了人體識別，數據生成的功能，并不能直接滿足人機互動的直接需求，同時這種人機交互設備存在互動延遲，使得人機互動體驗較差。

發明內容

基于背景技術存在的技術問題，本發明提出了一種體感互動的人機交互方法及系統，提高了人機互動的體驗度，實現了非接觸式人機互動，增加了科技的趣味性可參與性。

本發明提出的一種體感互動的人機交互方法，包括如下步驟：

通過體感傳感器獲取人體肢體圖像數據，得到以體感傳感器為原點的三維坐標系；

將三維坐標系進行齊次坐標轉化，得到體感二維坐標系；

選取體感二維坐標系中的第一圖像作為觸發圖像，將觸發圖像映射到顯示屏幕預設的平面坐標系，得到觸發圖像在平面坐標系中的位置坐標；

依次根據不同時間所獲取觸發圖像的位置坐標，得到觸發圖像的運動向量；

當運動向量大于預設的運動閥值時，顯示屏幕顯示畫面，實現人機交互。

進一步地，在所述將三維坐標系進行齊次坐標轉化，得到體感二維坐標系中，具體包括：

以體感傳感器為原點的三維坐標系依次乘以世界轉換矩陣、視角轉換矩陣和投影轉換矩陣，得到以體感傳感器為原點的體感二維坐標系。

進一步地，在選取體感二維坐標系中的第一圖像作為觸發圖像，將觸發圖像映射到顯示屏幕預設的平面坐標系，得到每一幀觸發圖像的位置坐標中，其中，選取體感二維坐標系中的第一圖像作為觸發圖像，具體包括：

根據顯示屏幕預設的平面坐標系，標定顯示屏幕邊緣的位置坐標，并對顯示屏幕邊緣的位置坐標進行歸一化處理；

選擇第一圖像上的某一點作為觸發點，分別記錄觸發點觸發顯示屏幕邊緣四角的位置，邊緣四角的位置作為觸發點的觸發限位位置；

獲取并保存觸發限位位置在歸一化處理后顯示屏幕預設的平面坐標系中的坐標值和在體感二維坐標系中的坐標值，得到平面坐標系與體感二維坐標系的坐標對應關系；

根據平面坐標系與體感二維坐標系的坐標對應關系，計算得到平面坐標系與體感二維坐標系之間的映射公式；

通過映射公式將體感二維坐標系中的坐標值映射到平面坐標系中進行顯示，以實現體感互動。

進一步地，在所述選取人體運動姿態圖像中的第一圖像作為觸發圖像，將觸發圖像映射到顯示屏幕預設的平面坐標系，得到每一幀觸發圖像的位置坐標中，所述第一圖像為手和肘的圖像，其中，在將觸發圖像映射到顯示屏幕預設的平面坐標系之前，包括：

根據第一圖像判斷手和肘是否舉過頭頂；

若是，則將觸發圖像映射到顯示屏幕預設的平面坐標系；