專利名稱：一種非接觸式電腦光標(biāo)控制方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于人機(jī)交互技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種非接觸式電腦光標(biāo)控制方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著時(shí)下電子設(shè)備發(fā)展的日新月異，人機(jī)間的交互活動(dòng)日益頻繁。鼠標(biāo)、鍵盤等這些傳統(tǒng)的人機(jī)交互設(shè)備在符合人體工程學(xué)設(shè)計(jì)上存在著一定的局限性，長(zhǎng)期使用會(huì)造成人體肌肉疲勞甚至造成肌肉損傷，而且對(duì)于移動(dòng)設(shè)備來(lái)說(shuō)，鼠標(biāo)、鍵盤無(wú)疑是一種負(fù)擔(dān)。傳統(tǒng)的鼠標(biāo)輸入方法需要另外攜帶鼠標(biāo)這樣的硬件，占用空間，攜帶不方便，便捷性不足，同時(shí)傳統(tǒng)的鼠標(biāo)輸入方法需要通過(guò)鼠標(biāo)硬件實(shí)現(xiàn)移動(dòng)、左擊、右擊等操作，不能像觸摸屏一樣直接在電腦屏幕表面操作，如語(yǔ)音、觸摸屏、陀螺儀或重力感應(yīng)?，F(xiàn)有的鼠標(biāo)輸入方式必須依賴鼠標(biāo)器件，鼠標(biāo)輸入方式要求用戶必須手持鼠標(biāo)在光滑平板上移動(dòng)來(lái)進(jìn)行操作，用戶已不滿足單一的鼠標(biāo)鍵盤的交互方式。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種非接觸式電腦光標(biāo)控制方法和系統(tǒng)。為了對(duì)披露的實(shí)施例的一些方面有一個(gè)基本的理解，下面給出了簡(jiǎn)單的概括。該概括部分不是泛泛評(píng)述，也不是要確定關(guān)鍵/重要組成元素或描繪這些實(shí)施例的保護(hù)范圍。其唯一目的是用簡(jiǎn)單的形式呈現(xiàn)一些概念，以此作為后面的詳細(xì)說(shuō)明的序言。本發(fā)明的一方面是提出了一種非接觸式電腦光標(biāo)控制方法，包括 通過(guò)深度傳感器獲取操作者的操作信息；
測(cè)算操作信息中參照點(diǎn)和操作特征點(diǎn)的深度信息； 根據(jù)深度信息中的距離信息判斷是否有效操作； 若有效，則計(jì)算所述操作特征點(diǎn)的三維坐標(biāo)； 將所述特征點(diǎn)的三維坐標(biāo)映射到電腦操作界面坐標(biāo)系； 根據(jù)特征點(diǎn)的映射坐標(biāo)更新電腦光標(biāo)的位置。在一種可選的實(shí)施例中，所述深度傳感器是雙目視覺(jué)傳感器、紅外傳感器、激光傳感器或雷達(dá)傳感器。在一種可選的實(shí)施例中，所述操作信息中參照點(diǎn)是操作者臉部特征點(diǎn)，操作特征點(diǎn)是操作者手部特征點(diǎn)。在一種可選的實(shí)施例中，所述深度信息包括距離信息和顏色信息。在一種可選的實(shí)施例中，所述根據(jù)距離信息判斷是否有效操作具體是判斷參照點(diǎn)與操作特征點(diǎn)間的距離之差是否符合預(yù)定值。本發(fā)明的另一方面是提出一種非接觸式電腦光標(biāo)控制系統(tǒng)，包括 深度傳感器獲取操作者的操作信息；
深度測(cè)算裝置測(cè)算操作信息中參照點(diǎn)和操作特征點(diǎn)的深度信息； 距離判斷裝置根據(jù)深度信息中的距離信息判斷是否有效操作； 坐標(biāo)計(jì)算裝置若距離信息有效，則計(jì)算所述操作特征點(diǎn)的三維坐標(biāo)； 坐標(biāo)映射裝置將所述特征點(diǎn)的三維坐標(biāo)映射到電腦操作界面坐標(biāo)系； 指令處理裝置根據(jù)特征點(diǎn)的映射坐標(biāo)更新電腦光標(biāo)的位置。在一種可選的實(shí)施例中，所述深度傳感器是雙目視覺(jué)傳感器、紅外傳感器、激光傳感器或雷達(dá)傳感器。在一種可選的實(shí)施例中，所述操作信息中參照點(diǎn)是操作者臉部特征點(diǎn)，操作特征點(diǎn)是操作者手部特征點(diǎn)。在一種可選的實(shí)施例中，所述深度信息包括距離信息和顏色信息。在一種可選的實(shí)施例中，所述距離判斷裝置判斷參照點(diǎn)與操作特征點(diǎn)間的距離之差是否符合預(yù)定值。為了上述以及相關(guān)的目的，一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例包括后面將詳細(xì)說(shuō)明并在權(quán)利要求中特別指出的特征。下面的說(shuō)明以及附圖詳細(xì)說(shuō)明某些示例性方面，并且其指示的僅僅是各個(gè)實(shí)施例的原則可以利用的各種方式中的一些方式。其它的益處和新穎性特征將隨著下面的詳細(xì)說(shuō)明結(jié)合附圖考慮而變得明顯，所公開的實(shí)施例是要包括所有這些方面以及它們的等同。本發(fā)明以操作者的動(dòng)作代替實(shí)物鼠標(biāo)的移動(dòng)來(lái)控制主機(jī)鼠標(biāo)光標(biāo)，較好地解決了操作者中遠(yuǎn)距離、非觸摸的操作系統(tǒng)、進(jìn)行交互的問(wèn)題。并且操作方式自由舒適，更符合人的自然習(xí)慣。本發(fā)明不需要額外安裝板卡或安裝驅(qū)動(dòng)和軟件，而是將設(shè)備完全兼容鼠標(biāo)接口，即插即用，使用方便。


圖1是本發(fā)明的光標(biāo)控制方法流程圖； 圖2是本發(fā)明的光標(biāo)控制系統(tǒng)示意圖3是雙目視覺(jué)距離傳感器模型示意圖； 圖4是雙目視覺(jué)距離傳感器模型示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下描述和附圖充分地示出本發(fā)明的具體實(shí)施方案，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠?qū)嵺`它們。其他實(shí)施方案可以包括結(jié)構(gòu)的、邏輯的、電氣的、過(guò)程的以及其他的改變。實(shí)施例僅代表可能的變化。除非明確要求，否則單獨(dú)的組件和功能是可選的，并且操作的順序可以變化。一些實(shí)施方案的部分和特征可以被包括在或替換其他實(shí)施方案的部分和特征。本發(fā)明的實(shí)施方案的范圍包括權(quán)利要求書的整個(gè)范圍，以及權(quán)利要求書的所有可獲得的等同物。在本文中，本發(fā)明的這些實(shí)施方案可以被單獨(dú)地或總地用術(shù)語(yǔ)“發(fā)明”來(lái)表示，這僅僅是為了方便，并且如果事實(shí)上公開了超過(guò)一個(gè)的發(fā)明，不是要自動(dòng)地限制該應(yīng)用的范圍為任何單個(gè)發(fā)明或發(fā)明構(gòu)思。如圖1所示，本發(fā)明提出的一種非接觸式電腦光標(biāo)控制方法，包括 步驟SOl 通過(guò)深度傳感器獲取操作者的操作信息；
步驟S02 測(cè)算操作信息中參照點(diǎn)和操作特征點(diǎn)的深度信息； 步驟S03 根據(jù)深度信息中的距離信息判斷是否有效操作； 若距離信息有效，則繼續(xù)步驟S04 計(jì)算所述操作特征點(diǎn)的三維坐標(biāo)； 步驟S05 將所述特征點(diǎn)的三維坐標(biāo)映射到電腦操作界面坐標(biāo)系； 步驟S06 根據(jù)特征點(diǎn)的映射坐標(biāo)更新電腦光標(biāo)的位置。下面以最常見的模擬鼠標(biāo)控制系統(tǒng)光標(biāo)為實(shí)例介紹本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)過(guò)程 步驟1 將設(shè)備接入主機(jī)USB 口，設(shè)備使用USB供電啟動(dòng)。步驟2 設(shè)備檢測(cè)并識(shí)別操作者臉部，檢測(cè)臉部的深度，設(shè)為dhead，并鎖定跟蹤。步驟3 設(shè)備檢測(cè)所鎖定的操作者手的位置，設(shè)二維坐標(biāo)為(xhand，yhand)，深度為 dhando步驟4 設(shè)定操作距離閾值dl，主機(jī)系統(tǒng)的鼠標(biāo)光標(biāo)位置坐標(biāo)為(X，y),當(dāng)dhand -dhead > dl，建立映射關(guān)系(xl，yl)=f(xhand，yhand)。并將通過(guò)此映射關(guān)系計(jì)算的新鼠標(biāo)光標(biāo)位置(xl，yl)通過(guò)USB發(fā)送到主機(jī)系統(tǒng)，使得主機(jī)系統(tǒng)鼠標(biāo)光標(biāo)位置更改為 (xl，yl)。步驟5:返回步驟2。在一些可選的實(shí)施例中，所述步驟S05將電腦光標(biāo)的位置與手部特征點(diǎn)的初始坐標(biāo)進(jìn)行匹配。設(shè)主機(jī)系統(tǒng)的鼠標(biāo)光標(biāo)初始坐標(biāo)為(x，y)，當(dāng)dhand -dhead > dl，坐標(biāo)處理單元根據(jù)操作者手部的運(yùn)動(dòng)變化，發(fā)出更新指令，建立映射關(guān)系 (xl, yl)=f(xhand, yhand)，其中(xl，yl)是光標(biāo)更新后的坐標(biāo)位置，并將通過(guò)此映射關(guān)系計(jì)算的新鼠標(biāo)光標(biāo)位置(xl，yl)通過(guò)輸出單元USB發(fā)送到主機(jī)系統(tǒng)，使得主機(jī)系統(tǒng)鼠標(biāo)光標(biāo)位置更改為(xl，yl)。在一種可選的實(shí)施例中，所述深度傳感器是雙目視覺(jué)傳感器、紅外傳感器、激光傳感器或雷達(dá)傳感器。較佳的，雙目視覺(jué)傳感器根據(jù)采集到的圖像計(jì)算圖像中特征點(diǎn)的景深信息，并將特征信息輸出。本發(fā)明提出的非接觸式光標(biāo)控制系統(tǒng)在確定操作者的操作特征時(shí)，在一些可選的實(shí)施例中，主要是確定操作者手部的操作動(dòng)作，根據(jù)手部的操作動(dòng)作進(jìn)行響應(yīng)；對(duì)于在采集的圖像中識(shí)別操作者的臉部和手部，在現(xiàn)有技術(shù)中有很多可選的方法，本發(fā)明對(duì)此不作限定。在具體應(yīng)用中，只需要預(yù)先設(shè)定手部動(dòng)作的模型，在獲得特征信息后，根據(jù)模型進(jìn)行匹配，確定該手部動(dòng)作所代表的含義即可。對(duì)左右視圖進(jìn)行稠密視差計(jì)算，可以得到圖中各點(diǎn)的視差值，采用以下方法可以計(jì)算到左右視圖中各點(diǎn)的三維坐標(biāo)。雙目攝像頭計(jì)算三維坐標(biāo)的方法如圖3所示。圖3給出了平行雙目視覺(jué)距離傳感器測(cè)量距離的原理圖。如圖所示，兩臺(tái)焦距為/的攝像機(jī)平行放置，光軸之間的距離為T, 圖3中的兩個(gè)矩形分辨表示左右攝像機(jī)的成像平面，O1和Or為左右攝像機(jī)的焦點(diǎn)，對(duì)于場(chǎng)景中的任意一點(diǎn)Λ在左右攝像機(jī)成像平面上的成像點(diǎn)分別為和凡，它們?cè)诔上衿矫嫔系某上褡鴺?biāo)(圖像坐標(biāo))為夕和Ζ，則視差定義為i/ = X1 - Z。以圖4中的左攝像機(jī)焦點(diǎn)。為原點(diǎn)，0…所在直線為I軸，左攝像機(jī)光軸為Z軸，垂直于I軸的為Y軸，則P點(diǎn)在。坐標(biāo)系中的坐標(biāo)可以按照下式計(jì)算
權(quán)利要求
1.一種非接觸式電腦光標(biāo)控制方法，其特征在于，包括 通過(guò)深度傳感器獲取操作者的操作信息；測(cè)算操作信息中參照點(diǎn)和操作特征點(diǎn)的深度信息； 根據(jù)深度信息中的距離信息判斷是否有效操作； 若有效，則計(jì)算所述操作特征點(diǎn)的三維坐標(biāo)； 將所述特征點(diǎn)的三維坐標(biāo)映射到電腦操作界面坐標(biāo)系； 根據(jù)特征點(diǎn)的映射坐標(biāo)更新電腦光標(biāo)的位置。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述深度傳感器是雙目視覺(jué)傳感器、紅外傳感器、激光傳感器或雷達(dá)傳感器。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述操作信息中參照點(diǎn)是操作者臉部特征點(diǎn)，操作特征點(diǎn)是操作者手部特征點(diǎn)。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述深度信息包括距離信息和顏色信息。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)距離信息判斷是否有效操作具體是判斷參照點(diǎn)與操作特征點(diǎn)間的距離之差是否符合預(yù)定值。
6.一種非接觸式電腦光標(biāo)控制系統(tǒng)，其特征在于，包括 深度傳感器獲取操作者的操作信息；深度測(cè)算裝置測(cè)算操作信息中參照點(diǎn)和操作特征點(diǎn)的深度信息； 距離判斷裝置根據(jù)深度信息中的距離信息判斷是否有效操作； 坐標(biāo)計(jì)算裝置若距離信息有效，則計(jì)算所述操作特征點(diǎn)的三維坐標(biāo)； 坐標(biāo)映射裝置將所述特征點(diǎn)的三維坐標(biāo)映射到電腦操作界面坐標(biāo)系； 指令處理裝置根據(jù)特征點(diǎn)的映射坐標(biāo)更新電腦光標(biāo)的位置。
7.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述深度傳感器是雙目視覺(jué)傳感器、紅外傳感器、激光傳感器或雷達(dá)傳感器。
8.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述操作信息中參照點(diǎn)是操作者臉部特征點(diǎn)，操作特征點(diǎn)是操作者手部特征點(diǎn)。
9.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述深度信息包括距離信息和顏色信息。
10.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述距離判斷裝置判斷參照點(diǎn)與操作特征點(diǎn)間的距離之差是否符合預(yù)定值。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種非接觸式電腦光標(biāo)控制方法和系統(tǒng)，包括通過(guò)深度傳感器獲取操作者的操作信息；測(cè)算操作信息中參照點(diǎn)和操作特征點(diǎn)的深度信息；根據(jù)深度信息中的距離信息判斷是否有效操作；若有效，則計(jì)算所述操作特征點(diǎn)的三維坐標(biāo)；將所述特征點(diǎn)的三維坐標(biāo)映射到電腦操作界面坐標(biāo)系；根據(jù)特征點(diǎn)的映射坐標(biāo)更新電腦光標(biāo)的位置。本發(fā)明以操作者的動(dòng)作代替實(shí)物鼠標(biāo)的移動(dòng)來(lái)控制主機(jī)鼠標(biāo)光標(biāo)，較好地解決了操作者中遠(yuǎn)距離、非觸摸的操作系統(tǒng)、進(jìn)行交互的問(wèn)題。
文檔編號(hào)G06F3/033GK102426482SQ20111035168
公開日2012年4月25日 申請(qǐng)日期2011年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月8日
發(fā)明者王嘉, 鮑東山 申請(qǐng)人:北京新岸線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有限公司