CN202362731U - 人机互动*** - Google Patents

Abstract

本实用新型是有关于一种人机互动***，该***包括：摄像装置和控制装置；所述摄像装置将实时摄取的图像传输至控制装置；所述控制装置包括：接收模块，接收所述摄像装置传输来的图像；动作识别芯片，与所述接收模块连接，输出所述接收模块接收的图像中的控制者手势动作的手势动作标识信息；存储有手势动作标识信息与界面控制命令对应关系信息的存储模块；控制芯片，与所述动作识别芯片和存储模块分别连接，输出所述控制者手势动作的手势动作标识信息在存储模块中对应的界面控制命令。本实用新型提供的技术方案能够实现基于影像捕捉和手势动作的人机互动，从而使人机互动的实现方式多元化，非常适于实用。

Description

人机互动***

技术领域

本实用新型涉及一种人机互动技术，特别是涉及一种人机互动***。

背景技术

人机互动技术已广泛应用于人们的日常生活和工作中。例如，体感游戏以及电器设备的控制等等。尤其是人机互动技术中的体感游戏由于其兼有健身和娱乐的目的而倍受人们的喜爱。

目前现有的人机互动技术通常是基于控制设备来实现的，例如，体感游戏通常是通过计算机和体感控制装置来实现或者是通过电视机、机顶盒以及体感控制装置来实现。体感控制装置如游戏手柄等，体感控制装置通常会被用户单手或者双手握于手中，并进行控制操作。

发明人在实现本实用新型过程中发现：控制设备通常是一个物理实体设备，且通常由多个按键、摇杆、光源、重力加速度传感器以及小屏幕等元件组成。然而，目前人机互动技术已经可以不限于物理的实体设备来实现了，例如，基于触碰屏的设备如平板电脑等可以通过手指触碰屏幕来实现人机互动。现有的人机互动的实现方式有待于进一步的丰富。

有鉴于上述现有的人机互动技术存在的需求，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的人机互动***，能够满足现有的人机互动技术存在的需求，使其更具有实用性。经过不断的研究设计，并经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本实用新型。

发明内容

本实用新型的目的在于，满足人机互动技术存在的需求，而提供一种新型结构的人机互动***，所要解决的技术问题是，使人机互动技术的实现方式多元化，非常适于实用。

本实用新型的目的以及解决其技术问题可以采用以下的技术方案来实现。

依据本实用新型提出的一种人机互动***，所述***包括：摄像装置和控制装置；所述摄像装置将实时摄取的图像传输至控制装置；所述控制装置包括：接收模块，接收摄像装置传输来的图像；动作识别芯片，与所述接收模块连接，输出所述接收模块接收的图像中的控制者手势动作的手势动作标识信息；存储有手势动作标识信息与界面控制命令对应关系信息的存储模块；控制芯片，与动作识别芯片和所述存储模块分别连接，输出所述控制者手势动作的手势动作标识信息在存储模块中对应的界面控制命令。

本实用新型的目的以及解决其技术问题还可以采用以下的技术措施来进一步实现。

较佳的，前述的人机互动***，其中所述摄像装置包括：2D摄像装置或者3D摄像装置。

较佳的，前述的人机互动***，其中所述2D摄像装置包括：一个或者两个2D摄像头。

较佳的，前述的人机互动***，其中所述3D摄像装置包括：红外光源或者LED光源或者激光光源；CMOS影像传感器，输出红外光编码影像或者LED光编码影像或者激光编码影像；场景深度处理模块，与所述CMOS影像传感器连接，接收所述CMOS影像传感器输出的红外光编码影像或者LED光编码影像或者激光编码影像，并向控制装置输出场景深度影像。

较佳的，前述的人机互动***，其中所述人机互动***包括：手持电子终端设备。

较佳的，前述的人机互动***，其中所述手持电子终端设备包括：移动电话、笔记本电脑、平板电脑或者手持游戏机。

借由上述技术方案，本实用新型的人机互动***至少具有下列优点及有益效果：本实用新型通过利用摄像装置(如2D摄像装置或者3D摄像装置)摄取图像，并利用动作识别芯片识别出该图像中控制者的手势动作标识信息，使控制芯片可以将控制者的手势动作转换为界面控制命令，以实现基于影像捕捉和手势动作的人机互动，从而使人机互动的实现方式多元化，非常适于实用。

综上所述，本实用新型在技术上有显著的进步，并具有明显的积极效果，诚为一新颖、进步、实用的新设计。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1为本实用新型的人机互动***示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的人机互动***其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

图1示出了本实用新型具体实施例的一种人机互动***，该人机互动***可以为移动电话、笔记本电脑、平板电脑或者手持游戏机等手持电子终端设备。

上述人机互动***包括：摄像装置1和控制装置2。摄像装置1和控制装置2可以均集成内置于人机互动***中，当然，该***也可以有其它设置方式，如摄像装置1与控制装置2独立分离设置，而控制装置2集成内置于人机互动***中，且摄像装置1与控制装置2通过有线连接方式(如USB)或者无线连接方式进行信息交互。其中的控制装置2可具体包括：接收模块21、动作识别芯片22、存储模块23以及控制芯片24。

摄像装置1与控制装置2连接，如摄像装置1与控制装置2中的接收模块21连接。摄像装置1可以为2D摄像装置，也可以为3D摄像装置，该3D摄像装置如现有的3D摄像头等。

摄像装置1主要用于实时摄取图像，并将其摄取的图像传输给控制装置2。例如，3D摄像装置实时摄取场景深度影像，并将摄取获得的场景深度影像传输至控制装置2。这里的实时摄取如按照预定采样频率进行图像采样。如果摄像装置1和控制装置2均内置于人机互动***中，则摄像装置1与控制装置2之间可以通过信号线连接，即摄像装置1采用有线连接方式将其摄取到的图像信息传输至控制装置2。本实用新型不限制摄像装置1的具体类型以及与控制装置2的连接方式。

2D摄像装置即目前普通的摄像头，该摄像头的价格很低廉。该2D摄像装置可以包括：一个或者两个普通的2D摄像头。

3D摄像装置可以包括：红外光源、CMOS影像传感器以及场景深度处理模块。上述红外光源也可以为LED光源或者激光光源。

红外光源应符合IEC 60825-1标准中的一级安全要求。LED光源或者激光光源也应符合相应标准中的安全要求。

CMOS影像传感器主要用于接收红外光源放出的红外光(或者LED光源发出的LED光或者激光光源发出的激光)，并基于接收到的红外光(或者LED光或者激光)产生红外光编码影像(或者LED光编码影像或者激光编码影像)，之后，将其产生的红外光编码影像(或者LED光编码影像或者激光编码影像)传输给场景深度处理模块。

场景深度处理模块与CMOS影像传感器连接。场景深度处理模块可以为PS1080芯片，当然，也可以为与PS1080芯片功能作用相类似的其它型号的芯片。场景深度处理模块主要用于对红外影像(或者LED光编码影像或者激光编码影像)进行处理，逐帧生成场景深度影像，并将其生成的场景深度影像传输给控制装置2。

控制装置2主要用于从摄像装置1摄取的图像(如3D摄像装置摄取获得的场景深度影像)中识别出控制者的手势动作所表示出来的界面控制命令(即分析出控制者的手势动作所希望表达出的界面控制命令)，并输出该界面控制命令，从而实现在无物理实体的控制设备的情况下对被控制对象进行界面控制操作。控制装置2输出的界面控制命令可以提供给人机互动***中的其它模块，也可以提供给与人机互动***连接的其它设备。

控制装置2中的接收模块21与摄像装置1有线或者无线连接。接收模块21主要用于以有线或者无线方式接收摄像装置1传输来的图像序列(如3D摄像装置传输来的场景深度影像序列)。接收模块21可以具体包括：USB接口、信号线及缓存介质等。

控制装置2中的动作识别芯片22与接收模块21和控制芯片24均连接。动作识别芯片22主要用于将接收模块21接收到的一系列图像序列(如场景深度影像)进行对比以确定图像中的控制者的手势动作，并确定该手势动作的手势动作标识信息，向控制芯片24输出其确定出的手势动作标识信息。

控制装置2中的存储模块23与控制芯片24连接。该存储模块23可以为内存或者闪存等。存储模块23中存储有手势动作标识信息与界面控制命令之间的对应关系信息。例如，存储模块23中存储有手势动作的索引号与界面控制命令的对应关系信息。

上述界面控制命令可以称为针对人机互动***中的某菜单的界面控制命令，例如，控制移动电话主菜单中的光标向左移动的命令、控制移动电话主菜单中的光标向下移动的命令、触发移动电话主菜单中的某个应用程序的命令或者进入移动电话主菜单中某选项的下一级子菜单的命令等等。

动作识别芯片23可以从接收模块21最先接收到图像(如场景深度影像)的时间点开始，将预定时间段(如3秒钟)内接收到的各图像(如场景深度影像)进行比对(如采用现有的比对技术进行比对)，以确定该预定时间段内接收到的各图像所表示出的控制者的手势动作。动作识别芯片23可以在该预定时间段的图像比较结束后，删除一部分或者全部已经进行了比较的图像，如删除最先一秒钟接收到的图像，之后，动作识别芯片23继续对预定时间段内接收到的各图像进行识别。

动作识别芯片23可以通过判断相邻图像的手部以及小臂的重合度来确定图像中的控制者的手势动作，例如：动作识别芯片23通过一系列的相邻图像的重合度比较可以判断出该控制者的手部由左向右运动，从而确定出控制者的动作为从左向右挥手；再例如：动作识别芯片23通过一系列的相邻图像的重合度比较可以判断出该控制者的手部在垂直方向上进行环状运动，从而确定出控制者的动作为手竖直划圈。上述例子均是以动态手势动作为例进行说明的，需要说明的是，该手势动作也可以是静态的手势动作，如OK手势等。

动作识别芯片23中可以预先存储有动作信息与手势动作标识信息的对应关系信息，这样，动作识别芯片23在确定出控制者执行的动作后，可以根据其存储的该对应关系信息确定出需要输出的手势动作标识信息。

本实施例中的动作识别芯片23可以采用现有的动作识别芯片，如美国Canesta公司生产的芯片。本实施例不限制动作识别芯片23的具体结构、动作识别芯片23确定出的控制者所进行的具体手势动作、动作识别芯片23确定手势动作标识信息的具体实现方式以及动作识别芯片23中存储的对应关系的具体表现形式等等。

控制装置2中的控制芯片24与动作识别芯片22和存储模块23均连接。控制芯片24主要用于在存储模块23中预先存储的手势动作标识信息与界面控制命令的对应关系信息中查找与动作识别芯片22输出的手势动作标识信息匹配的界面控制命令，并输出该匹配的界面控制命令，如向人机互动***中的其它模块输出该匹配的界面控制命令。

控制芯片24输出的界面控制命令(如向人机互动***输出的界面控制命令)可以为控制移动电话主菜单中的光标向左/右/上/下移动的命令、控制游戏机主菜单中的光标向左/右/上/下移动的命令、触发移动电话/游戏机/笔记本电脑主菜单中的某个应用程序的命令或者进入移动电话/游戏机/笔记本电脑主菜单中某选项的下一级子菜单的命令等等。控制芯片24向人机互动***输出的界面控制命令的格式应当是人机互动***支持的命令格式。控制芯片24可以采用人机互动***支持的协议来产生界面控制命令。

控制芯片24执行的操作的一个具体的例子：控制芯片24在接收到动作识别芯片23输出的手水平划圈动作的手势动作标识信息后，根据存储模块23中存储的对应关系信息向笔记本电脑中的执行元件输出显示操作***主菜单中光标所在的选项的下一级子菜单的界面控制命令。另一个具体的例子：控制芯片24在接收到动作识别芯片23输出的手由左向右挥动动作的手势动作标识信息后，根据存储模块23中存储的对应关系信息向笔记本电脑中的执行元件输出激活操作***主菜单中光标所在选项的界面控制命令。本实施例中的控制芯片24可以采用FPGA芯片等，本实施例不限制控制芯片24向人机互动***传输界面控制命令的具体传输方式、以及界面控制命令所采用的具体协议等等。

以上所述仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种人机互动***，其特征在于，所述***包括：摄像装置和控制装置；

所述摄像装置将实时摄取的图像传输至控制装置；

所述控制装置包括：

接收模块，接收所述摄像装置传输来的图像；

动作识别芯片，与所述接收模块连接，输出所述接收模块接收的图像中的控制者手势动作的手势动作标识信息；

存储有手势动作标识信息与界面控制命令对应关系信息的存储模块；

控制芯片，与所述动作识别芯片和所述存储模块分别连接，输出所述控制者手势动作的手势动作标识信息在存储模块中对应的界面控制命令。

2.如权利要求1所述的人机互动***，其特征在于，所述摄像装置包括：2D摄像装置或者3D摄像装置。

3.如权利要求2所述的人机互动***，其特征在于，所述2D摄像装置包括：一个或者两个2D摄像头。

4.如权利要求2所述的人机互动***，其特征在于，所述3D摄像装置包括：

红外光源或者LED光源或者激光光源；

CMOS影像传感器，输出红外光编码影像或者LED光编码影像或者激光编码影像；

场景深度处理模块，与所述CMOS影像传感器连接，接收所述CMOS影像传感器输出的红外光编码影像或者LED光编码影像或者激光编码影像，并向控制装置输出场景深度影像。

5.如权利要求1至4中任一权利要求所述的人机互动***，其特征在于，所述人机互动***包括：手持电子终端设备。

6.如权利要求5所述的人机互动***，其特征在于，所述手持电子终端设备包括：移动电话、笔记本电脑、平板电脑或者手持游戏机。

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