CN104391578A - 一种三维影像的实时手势操控方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种三维影像的实时手势操控方法，该方法具体包括以下步骤：在三维影像所对应的立体空间面的任意空间面上按照矩阵排列多个距离传感器；选定其中一个距离传感器作为坐标原点，以所述矩阵排列作为平面坐标轴，为X轴，Y轴，距离传感器的检测高度作为Z轴，构建三维坐标轴；所述距离传感器捕捉手势的运动线路；相应位置的距离传感器反馈所述相应位置的三维坐标数据给分析模块，所述分析模块拟合形成手势运动轨迹曲线，处理模块识别手势运动轨迹，并发出执行命令，执行模块执行相应命令。本发明通过在三维影像立体空间面上矩阵式排列感应器，提高感应的精度，通过感应器追踪手势的运动轨迹，实现对三维影像的实时手势操控。

Description

一种三维影像的实时手势操控方法
技术领域
本发明属于影像操控相关技术领域，具体涉及一种三维影像的实时手势操控方法。
背景技术
近年来，由于科技的进步，各种影像都从以往的平面展示转变成了三维影像展示。全息投影技术(front-projected holographic display)也称虚拟成像技术是利用干涉和衍射原理记录并再现物体真实的三维图像的记录和再现的技术，现在全息投影技术正在不断成熟，三维影像利用人的双眼立体视觉原理，使观众能从视频媒介上获得三维空间影像，从而使观众有身临其境的感觉。观众看到的影像和真实物体感觉接近，真实感强。特别是震撼画面让人感觉身临其境，恍如一切就在身边。三维影像的真实感使得其比二维影像画面更具震撼力。三维影像的手势操控可以让用户接近真实物体感觉的影像，身临其境，给用户提供良好的操作体验。但是目前关于三维影像的手势操控技术还未见报道。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，设计开发了一种三维影像的实时手势操控方法。本发明通过在三维影像立体空间面上矩阵式排列感应器，提高感应的精度，通过感应器追踪手势的运动轨迹，实现对三维影像的实时手势操控。
本发明所述三维影像的实时手势操控方法，具体包括以下步骤：
步骤一、在三维影像所对应的立体空间面的任意空间面上按照矩阵排列多个距离传感器；；所述矩阵例如为同阶方阵。
步骤二、选定其中一个距离传感器作为坐标原点，以所述矩阵排列作为平面坐标轴，为X轴，Y轴，距离传感器的检测高度作为Z轴，构建三维坐标轴；所述坐标原点例如为矩阵中处于对角线的一端的距离传感器。X轴例如为所述矩阵的最边缘一列距离传感器组成，所述Y轴例如为与所述X轴垂直的最边缘的一行距离传感器组成。
步骤三、所述距离传感器捕捉手势的运动线路；相应位置的距离传感器反馈所述相应位置的三维坐标数据给分析模块，所述分析模块拟合形成手势运动轨迹曲线；当所述手势经过相应位置的距离传感器时，所述距离传感器及时捕捉所述手势，并将所述手势的位置及时反馈给分析模块，所述分析模块根据所述距离传感器反馈的信息即可模拟出手势运动轨迹曲线。由于在所述手势运动路线上布置有多个距离传感器，同时捕捉所述手势动作，所以，所述分析模块拟合出的所述手势运动轨迹曲线更精确。
步骤四、处理模块识别手势运动轨迹，并发出执行命令，执行模块执行相应命令。
在其中一个实施例中，所述的三维影像的实时手势操控方法中，所述多个距离传感器以矩阵排列的方式排列在三维影像所对应的立体空间的其中一个空间面上。所述多个距离传感器也可以以矩阵排列的方式排列在三维影像所对应的立体空间的两个或多个空间面上，由此捕捉到的手势的运动轨迹将会更精确。
在其中一个实施例中，所述的三维影像的实时手势操控方法中，所述分析模块用于接受相应位置的距离传感器反馈的坐标位置X、Y以及检测高度Z三个方向的坐标数据变化，经过模糊算法拟合形成手势运动轨迹曲线，输出轨迹结果类型分析结果。所述模糊算法例如查表法或者利用软件模糊推理法来实现，当然也可以利用专用芯片来实现。
在其中一个实施例中，所述的三维影像的实时手势操控方法中，所述处理模块与所述分析模块通讯连接，所述处理模块在接受所述分析模块反馈的轨迹结果类型之后，根据所述轨迹结果类型做出相应命令。
在其中一个实施例中，所述的三维影像的实时手势操控方法中，所述执行模块与所述处理模块通讯连接，在接受到所述处理模块发出的相关命令后，执行相应命令。
在其中一个实施例中，所述的三维影像的实时手势操控方法中，所述手势是在所述三维影像所在的空间面上运动。
在其中一个实施例中，所述的三维影像的实时手势操控方法中，所述执行模块执行的命令包括移动、旋转、放大与展现等，也包括所述手势操控的其他命令。
在其中一个实施例中，所述的三维影像的实时手势操控方法中，所述距离传感器为光学式位移传感器、线性接近传感器或者超声波位移传感器。
在其中一个实施例中，所述的三维影像的实时手势操控方法中，所述距离传感器为红外脉冲传感器。所述红外脉冲传感器是通过发射特别短的光脉冲，并测量此光脉冲从发射到被物体反射回来的时间，通过测时间来计算与物体之间的距离，使用红外脉冲传感器其结果更精确。
本发明的有益效果在于：
1、本发明通过在三维影像的立体空间面矩阵排列传感器，捕捉手势的运动线路，分析模块对三维坐标数据进行分析，处理模块发出命令，执行模块执行相应命令，进而实现了三维影像的实时手势操控；
2、本发明在三维影像所对应的立体空间的两个或多个空间面上矩阵式排列感应器，提高了三维影像感应的精度；
3、本发明通过模糊算法拟合形成手势的运动轨迹曲线准确度高；
4、本发明通过执行模块执行相应的命令，实现了三维影像的移动、旋转、放大与展现操作。
附图说明
图1为本发明所述的三维影像的实时手势操控方法的流程示意图；
图2为本发明所述的三维影像的实时手势操控方法中矩阵排列多个距离传感器的结构示意图；
图3为本发明所述的三维影像的实时手势操控方法中构建三维坐标的结构示意图；
图4为本发明所述的三维影像的实时手势操控方法中拟合形成手势运动轨迹曲线的结构示意图；
图5为本发明所述的三维影像的实时手势操控***的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
如图1所示，本发明提供一种三维影像的实时手势操控方法，包括以下步骤：
步骤S110，在三维影像所对应的立体空间面的任意空间面上按照矩阵排列多个距离传感器。
作为本发明的一个实施例，如图2所示，本步骤具体包括如下步骤：在三维影像所对应的立体空间的其中一个空间面上1以矩阵排列的方式设置多个红外脉冲传感器2，其中，所述红外脉冲传感器通过发射特别短的光脉冲，并测量此光脉冲从发射到被物体反射回来的时间，通过测时间来计算与物体之间的距离；本发明所述三维影像的实时手势操控方法以矩阵排列的方式排列多个距离传感器使得感应的精度提高。
其中，所述的距离传感器还可以为光学式位移传感器、线性接近传感器或者超声波位移传感器中的一种。
步骤S120，选定其中一个红外脉冲距离传感器作为坐标原点，以所述矩阵排列作为平面坐标轴，为X轴，Y轴，距离传感器的检测高度作为Z轴，构建三维坐标轴。
作为本发明的一个实施例，如图3所示，在三维影像所对应的立体空间的其中一个空间面上，即如图2中所示以矩阵排列方式排列所述红外脉冲传感器所在空间面，选定其中一个红外脉冲距离传感器作为坐标原点，以所述矩阵排列所述红外脉冲传感器所在空间面作为平面坐标轴，形成为X轴与Y轴，垂直于所述X轴与Y轴，即距离传感器的检测高度作为Z轴，构建形成三维坐标轴，形成三维坐标轴使得距离感应器准确追踪手势的运动路线。
步骤S130，所述距离传感器捕捉手势的运动线路；相应位置的距离传感器反馈所述相应位置的三维坐标数据给分析模块，所述分析模块拟合形成手势运动轨迹曲线；
作为本发明的一个实施例，如图5所示，所述红外距离传感器捕捉手势的运动路线，相应位置的红外距离传感器反馈的坐标位置X、Y以及检测高度Z三个方向的坐标数据给分析模块，所述分析模块与所述红外距离传感器通讯连接，所述分析模块经过模糊算法拟合形成手势运动轨迹曲线，如图4所示，在步骤S120构建的三维坐标中，所述分析模块拟合形成手势运动轨迹曲线，通过拟合的轨迹曲线，所述分析模块输出轨迹结果类型分析结果，所述分析模块通过模糊算法拟合形成的手势运动轨迹曲线的准确率高。
步骤S140，处理模块识别手势运动轨迹，并发出执行命令，执行模块执行相应命令。
作为本发明的一个实施例，如图5所示，所述分析模块与处理模块通讯连接，所述处理模块与执行模块通讯连接，所述处理模块在接受所述分析模块反馈的轨迹结果类型之后，根据所述轨迹结果类型做出相应命令，所述执行模块接受到所述处理模块做出相应命令后，所述执行模块根据命令做出相应的动作，例如所述处理模块发出命令：移动、旋转、放大或者展现，所述执行模块会相应做出：移动、旋转、放大或者展现的动作，通过执行不同的命令，使得三维影像以不同的方式展现在手势操控者面前，操控动作简单易行。
本发明通过矩阵排列设置距离传感器针捕捉手势的运动线路；相应位置的距离传感器反馈所述相应位置的三维坐标数据给分析模块，分析模块拟合形成手势运动轨迹曲线，处理模块识别手势运动轨迹，并发出执行命令，执行模块执行相应命令。本发明通过上述步骤实现了对三维影像立体空间面上的实时手势操控，同时矩阵排列设置距离传感器提高了感应的精度，进而提高三维影像操控显示的准确性。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (9)

1.一种三维影像的实时手势操控方法，其特征在于，包括：
步骤一、在三维影像所对应的立体空间面的任意空间面上按照矩阵排列多个距离传感器；
步骤二、选定其中一个距离传感器作为坐标原点，以所述矩阵排列作为平面坐标轴，为X轴，Y轴，距离传感器的检测高度作为Z轴，构建三维坐标轴；
步骤三、所述距离传感器捕捉手势的运动线路；相应位置的距离传感器反馈所述相应位置的三维坐标数据给分析模块，所述分析模块拟合形成手势运动轨迹曲线；
步骤四、处理模块识别手势运动轨迹，并发出执行命令，执行模块执行相应命令。
2.如权利要求1所述的三维影像的实时手势操控方法，其特征在于，所述多个距离传感器以矩阵排列的方式排列在三维影像所对应的立体空间的其中一个空间面上。
3.如权利要求1所述的三维影像的实时手势操控方法，其特征在于，所述分析模块用于接受相应位置的距离传感器反馈的坐标位置X、Y以及检测高度Z三个方向的坐标数据变化，经过模糊算法拟合形成手势运动轨迹曲线，输出轨迹结果类型分析结果。
4.如权利要求1所述的三维影像的实时手势操控方法，其特征在于，所述处理模块与所述分析模块通讯连接，所述处理模块在接受所述分析模块反馈的轨迹结果类型之后，根据所述轨迹结果类型做出相应命令。
5.如权利要求1所述的三维影像的实时手势操控方法，其特征在于，所述执行模块与所述处理模块通讯连接，在接受到所述处理模块发出的相关命令后，执行相应命令。
6.如权利要求1所述的三维影像的实时手势操控方法，其特征在于，所述手势是在所述三维影像所在的空间面上运动。
7.如权利要求6所述的三维影像的实时手势操控方法，其特征在于，所述执行模块执行的命令包括移动、旋转、放大与展现。
8.如权利要求1所述的三维影像的实时手势操控方法，其特征在于，所述距离传感器为光学式位移传感器、线性接近传感器或者超声波位移传感器。
9.如权利要求8所述的三维影像的实时手势操控方法，其特征在于，所述距离传感器为红外脉冲传感器。
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