專利名稱：人機互動系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種人機互動技術(shù)，特別是涉及一種人機互動系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
人機互動技術(shù)已廣泛應(yīng)用于人們的日常生活和工作中。例如，體感游戲以及電器設(shè)備的控制等等。尤其是人機互動技術(shù)中的體感游戲由于其兼有健身和娛樂的目的而倍受人們的喜愛。目前現(xiàn)有的人機互動技術(shù)通常是基于控制設(shè)備來實現(xiàn)的，例如，體感游戲通常是通過計算機和體感控制裝置來實現(xiàn)或者是通過電視機、機頂盒以及體感控制裝置來實現(xiàn)。體感控制裝置如游戲手柄等，體感控制裝置通常會被用戶單手或者雙手握于手中，并進行控制操作。發(fā)明人在實現(xiàn)本實用新型過程中發(fā)現(xiàn)控制設(shè)備通常是一個物理實體設(shè)備，且通常由多個按鍵、搖桿、光源、重力加速度傳感器以及小屏幕等元件組成。然而，目前人機互動技術(shù)已經(jīng)可以不限于物理的實體設(shè)備來實現(xiàn)了，例如，基于觸碰屏的設(shè)備如平板電腦等可以通過手指觸碰屏幕來實現(xiàn)人機互動?，F(xiàn)有的人機互動的實現(xiàn)方式有待于進一步的豐富。有鑒于上述現(xiàn)有的人機互動技術(shù)存在的需求，本發(fā)明人基于從事此類產(chǎn)品設(shè)計制造多年豐富的實務(wù)經(jīng)驗及專業(yè)知識，并配合學(xué)理的運用，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種新型結(jié)構(gòu)的人機互動系統(tǒng)，能夠滿足現(xiàn)有的人機互動技術(shù)存在的需求，使其更具有實用性。經(jīng)過不斷的研究設(shè)計，并經(jīng)過反復(fù)試作樣品及改進后，終于創(chuàng)設(shè)出確具實用價值的本實用新型。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于，滿足人機互動技術(shù)存在的需求，而提供一種新型結(jié)構(gòu)的人機互動系統(tǒng)，所要解決的技術(shù)問題是，使人機互動技術(shù)的實現(xiàn)方式多元化，非常適于實用。本實用新型的目的以及解決其技術(shù)問題可以采用以下的技術(shù)方案來實現(xiàn)。依據(jù)本實用新型提出的一種人機互動系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括攝像裝置和控制裝置；所述攝像裝置將實時攝取的圖像傳輸至控制裝置；所述控制裝置包括接收模塊，接收攝像裝置傳輸來的圖像；動作識別芯片，與所述接收模塊連接，輸出所述接收模塊接收的圖像中的控制者手勢動作的手勢動作標(biāo)識信息；存儲有手勢動作標(biāo)識信息與界面控制命令對應(yīng)關(guān)系信息的存儲模塊；控制芯片，與動作識別芯片和所述存儲模塊分別連接，輸出所述控制者手勢動作的手勢動作標(biāo)識信息在存儲模塊中對應(yīng)的界面控制命令。本實用新型的目的以及解決其技術(shù)問題還可以采用以下的技術(shù)措施來進一步實現(xiàn)。較佳的，前述的人機互動系統(tǒng)，其中所述攝像裝置包括2D攝像裝置或者3D攝像
>J-U ρ α裝直。[0011]較佳的，前述的人機互動系統(tǒng)，其中所述2D攝像裝置包括一個或者兩個2D攝像頭。較佳的，前述 的人機互動系統(tǒng)，其中所述3D攝像裝置包括紅外光源或者LED光源或者激光光源；CM0S影像傳感器，輸出紅外光編碼影像或者LED光編碼影像或者激光編碼影像；場景深度處理模塊，與所述CMOS影像傳感器連接，接收所述CMOS影像傳感器輸出的紅外光編碼影像或者LED光編碼影像或者激光編碼影像，并向控制裝置輸出場景深度影像。較佳的，前述的人機互動系統(tǒng)，其中所述人機互動系統(tǒng)包括手持電子終端設(shè)備。較佳的，前述的人機互動系統(tǒng)，其中所述手持電子終端設(shè)備包括移動電話、筆記本電腦、平板電腦或者手持游戲機。借由上述技術(shù)方案，本實用新型的人機互動系統(tǒng)至少具有下列優(yōu)點及有益效果本實用新型通過利用攝像裝置(如2D攝像裝置或者3D攝像裝置)攝取圖像，并利用動作識別芯片識別出該圖像中控制者的手勢動作標(biāo)識信息，使控制芯片可以將控制者的手勢動作轉(zhuǎn)換為界面控制命令，以實現(xiàn)基于影像捕捉和手勢動作的人機互動，從而使人機互動的實現(xiàn)方式多元化，非常適于實用。綜上所述，本實用新型在技術(shù)上有顯著的進步，并具有明顯的積極效果，誠為一新穎、進步、實用的新設(shè)計。上述說明僅是本實用新型技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本實用新型的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實施，并且為了讓本實用新型的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附圖，詳細說明如下。

圖I為本實用新型的人機互動系統(tǒng)示意圖。
具體實施方式
為更進一步闡述本實用新型為達成預(yù)定實用新型目的所采取的技術(shù)手段及功效，
以下結(jié)合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本實用新型提出的人機互動系統(tǒng)其具體實施方式
、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細說明如后。圖I示出了本實用新型具體實施例的一種人機互動系統(tǒng)，該人機互動系統(tǒng)可以為移動電話、筆記本電腦、平板電腦或者手持游戲機等手持電子終端設(shè)備。上述人機互動系統(tǒng)包括攝像裝置I和控制裝置2。攝像裝置I和控制裝置2可以均集成內(nèi)置于人機互動系統(tǒng)中，當(dāng)然，該系統(tǒng)也可以有其它設(shè)置方式，如攝像裝置I與控制裝置2獨立分離設(shè)置，而控制裝置2集成內(nèi)置于人機互動系統(tǒng)中，且攝像裝置I與控制裝置2通過有線連接方式(如USB)或者無線連接方式進行信息交互。其中的控制裝置2可具體包括接收模塊21、動作識別芯片22、存儲模塊23以及控制芯片24。攝像裝置I與控制裝置2連接，如攝像裝置I與控制裝置2中的接收模塊21連接。攝像裝置I可以為2D攝像裝置，也可以為3D攝像裝置，該3D攝像裝置如現(xiàn)有的3D攝像頭
坐寸ο攝像裝置I主要用于實時攝取圖像，并將其攝取的圖像傳輸給控制裝置2。例如，3D攝像裝置實時攝取場景深度影像，并將攝取獲得的場景深度影像傳輸至控制裝置2。這里的實時攝取如按照預(yù)定采樣頻率進行圖像采樣。如果攝像裝置I和控制裝置2均內(nèi)置于人機互動系統(tǒng)中，則攝像裝置I與控制裝置2之間可以通過信號線連接，即攝像裝置I采用有線連接方式將其攝取到的圖像信息傳輸至控制裝置2。本實用新型不限制攝像裝置I的具體類型以及與控制裝置2的連接方式。2D攝像裝置即目前普通的攝像頭，該攝像頭的價格很低廉。該2D攝像裝置可以包括一個或者兩個普通的2D攝像頭。3D攝像裝置可以包括 紅外光源、CMOS影像傳感器以及場景深度處理模塊。上述紅外光源也可以為LED光源或者激光光源。紅外光源應(yīng)符合IEC 60825-1標(biāo)準(zhǔn)中的一級安全要求。LED光源或者激光光源也應(yīng)符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)中的安全要求。CMOS影像傳感器主要用于接收紅外光源放出的紅外光(或者LED光源發(fā)出的LED光或者激光光源發(fā)出的激光)，并基于接收到的紅外光(或者LED光或者激光)產(chǎn)生紅外光編碼影像(或者LED光編碼影像或者激光編碼影像)，之后，將其廣生的紅外光編碼影像(或者LED光編碼影像或者激光編碼影像)傳輸給場景深度處理模塊。場景深度處理模塊與CMOS影像傳感器連接。場景深度處理模塊可以為PS1080芯片，當(dāng)然，也可以為與PS1080芯片功能作用相類似的其它型號的芯片。場景深度處理模塊主要用于對紅外影像(或者LED光編碼影像或者激光編碼影像)進行處理，逐幀生成場景深度影像，并將其生成的場景深度影像傳輸給控制裝置2?？刂蒲b置2主要用于從攝像裝置I攝取的圖像(如3D攝像裝置攝取獲得的場景深度影像)中識別出控制者的手勢動作所表示出來的界面控制命令(即分析出控制者的手勢動作所希望表達出的界面控制命令)，并輸出該界面控制命令，從而實現(xiàn)在無物理實體的控制設(shè)備的情況下對被控制對象進行界面控制操作。控制裝置2輸出的界面控制命令可以提供給人機互動系統(tǒng)中的其它模塊，也可以提供給與人機互動系統(tǒng)連接的其它設(shè)備?？刂蒲b置2中的接收模塊21與攝像裝置I有線或者無線連接。接收模塊21主要用于以有線或者無線方式接收攝像裝置I傳輸來的圖像序列(如3D攝像裝置傳輸來的場景深度影像序列)。接收模塊21可以具體包括USB接口、信號線及緩存介質(zhì)等?？刂蒲b置2中的動作識別芯片22與接收模塊21和控制芯片24均連接。動作識別芯片22主要用于將接收模塊21接收到的一系列圖像序列(如場景深度影像)進行對比以確定圖像中的控制者的手勢動作，并確定該手勢動作的手勢動作標(biāo)識信息，向控制芯片24輸出其確定出的手勢動作標(biāo)識信息?？刂蒲b置2中的存儲模塊23與控制芯片24連接。該存儲模塊23可以為內(nèi)存或者閃存等。存儲模塊23中存儲有手勢動作標(biāo)識信息與界面控制命令之間的對應(yīng)關(guān)系信息。例如，存儲模塊23中存儲有手勢動作的索引號與界面控制命令的對應(yīng)關(guān)系信息。上述界面控制命令可以稱為針對人機互動系統(tǒng)中的某菜單的界面控制命令，例如，控制移動電話主菜單中的光標(biāo)向左移動的命令、控制移動電話主菜單中的光標(biāo)向下移動的命令、觸發(fā)移動電話主菜單中的某個應(yīng)用程序的命令或者進入移動電話主菜單中某選項的下一級子菜單的命令等等。動作識別芯片23可以從接收模塊21最先接收到圖像(如場景深度影像)的時間點開始，將預(yù)定時間段(如3秒鐘)內(nèi)接收到的各圖像(如場景深度影像)進行比對(如采用現(xiàn)有的比對技術(shù)進行比對)，以確定該預(yù)定時間段內(nèi)接收到的各圖像所表示出的控制者的手勢動作。動作識別芯片23可以在該預(yù)定時間段的圖像比較結(jié)束后，刪除一部分或者全部已經(jīng)進行了比較的圖像，如刪除最先一秒鐘接收到的圖像，之后，動作識別芯片23繼 續(xù)對預(yù)定時間段內(nèi)接收到的各圖像進行識別。動作識別芯片23可以通過判斷相鄰圖像的手部以及小臂的重合度來確定圖像中的控制者的手勢動作，例如動作識別芯片23通過一系列的相鄰圖像的重合度比較可以判斷出該控制者的手部由左向右運動，從而確定出控制者的動作為從左向右揮手；再例如動作識別芯片23通過一系列的相鄰圖像的重合度比較可以判斷出該控制者的手部在垂直方向上進行環(huán)狀運動，從而確定出控制者的動作為手豎直劃圈。上述例子均是以動態(tài)手勢動作為例進行說明的，需要說明的是，該手勢動作也可以是靜態(tài)的手勢動作，如OK手勢等。動作識別芯片23中可以預(yù)先存儲有動作信息與手勢動作標(biāo)識信息的對應(yīng)關(guān)系信息，這樣，動作識別芯片23在確定出控制者執(zhí)行的動作后，可以根據(jù)其存儲的該對應(yīng)關(guān)系信息確定出需要輸出的手勢動作標(biāo)識信息。本實施例中的動作識別芯片23可以采用現(xiàn)有的動作識別芯片，如美國Canesta公司生產(chǎn)的芯片。本實施例不限制動作識別芯片23的具體結(jié)構(gòu)、動作識別芯片23確定出的控制者所進行的具體手勢動作、動作識別芯片23確定手勢動作標(biāo)識信息的具體實現(xiàn)方式以及動作識別芯片23中存儲的對應(yīng)關(guān)系的具體表現(xiàn)形式等等?？刂蒲b置2中的控制芯片24與動作識別芯片22和存儲模塊23均連接?？刂菩酒?4主要用于在存儲模塊23中預(yù)先存儲的手勢動作標(biāo)識信息與界面控制命令的對應(yīng)關(guān)系信息中查找與動作識別芯片22輸出的手勢動作標(biāo)識信息匹配的界面控制命令，并輸出該匹配的界面控制命令，如向人機互動系統(tǒng)中的其它模塊輸出該匹配的界面控制命令。控制芯片24輸出的界面控制命令(如向人機互動系統(tǒng)輸出的界面控制命令)可以為控制移動電話主菜單中的光標(biāo)向左/右/上/下移動的命令、控制游戲機主菜單中的光標(biāo)向左/右/上/下移動的命令、觸發(fā)移動電話/游戲機/筆記本電腦主菜單中的某個應(yīng)用程序的命令或者進入移動電話/游戲機/筆記本電腦主菜單中某選項的下一級子菜單的命令等等?？刂菩酒?4向人機互動系統(tǒng)輸出的界面控制命令的格式應(yīng)當(dāng)是人機互動系統(tǒng)支持的命令格式?？刂菩酒?4可以采用人機互動系統(tǒng)支持的協(xié)議來產(chǎn)生界面控制命令?？刂菩酒?4執(zhí)行的操作的一個具體的例子控制芯片24在接收到動作識別芯片23輸出的手水平劃圈動作的手勢動作標(biāo)識信息后，根據(jù)存儲模塊23中存儲的對應(yīng)關(guān)系信息向筆記本電腦中的執(zhí)行兀件輸出顯不操作系統(tǒng)主菜單中光標(biāo)所在的選項的下一級子菜單的界面控制命令。另一個具體的例子控制芯片24在接收到動作識別芯片23輸出的手由左向右揮動動作的手勢動作標(biāo)識信息后，根據(jù)存儲模塊23中存儲的對應(yīng)關(guān)系信息向筆記本電腦中的執(zhí)行元件輸出激活操作系統(tǒng)主菜單中光標(biāo)所在選項的界面控制命令。本實施例中的控制芯片24可以采用FPGA芯片等，本實施例不限制控制芯片24向人機互動系統(tǒng)傳輸界面控制命令的具體傳輸方式、以及界面控制命令所采用的具體協(xié)議等等。以上所述僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非對本實用新型作任何形式上的限制，雖然本實用新型已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本實用新型，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員在不脫離本實用新型技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本實用新型技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本實用新型的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)
權(quán)利要求1.一種人機互動系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括攝像裝置和控制裝置； 所述攝像裝置將實時攝取的圖像傳輸至控制裝置； 所述控制裝置包括 接收模塊，接收所述攝像裝置傳輸來的圖像； 動作識別芯片，與所述接收模塊連接，輸出所述接收模塊接收的圖像中的控制者手勢動作的手勢動作標(biāo)識信息； 存儲有手勢動作標(biāo)識信息與界面控制命令對應(yīng)關(guān)系信息的存儲模塊； 控制芯片，與所述動作識別芯片和所述存儲模塊分別連接，輸出所述控制者手勢動作的手勢動作標(biāo)識信息在存儲模塊中對應(yīng)的界面控制命令。
2.如權(quán)利要求I所述的人機互動系統(tǒng)，其特征在于，所述攝像裝置包括2D攝像裝置或者3D攝像裝置。
3.如權(quán)利要求2所述的人機互動系統(tǒng)，其特征在于，所述2D攝像裝置包括一個或者兩個2D攝像頭。
4.如權(quán)利要求2所述的人機互動系統(tǒng)，其特征在于，所述3D攝像裝置包括 紅外光源或者LED光源或者激光光源； CMOS影像傳感器，輸出紅外光編碼影像或者LED光編碼影像或者激光編碼影像； 場景深度處理模塊，與所述CMOS影像傳感器連接，接收所述CMOS影像傳感器輸出的紅外光編碼影像或者LED光編碼影像或者激光編碼影像，并向控制裝置輸出場景深度影像。
5.如權(quán)利要求I至4中任一權(quán)利要求所述的人機互動系統(tǒng)，其特征在于，所述人機互動系統(tǒng)包括手持電子終端設(shè)備。
6.如權(quán)利要求5所述的人機互動系統(tǒng)，其特征在于，所述手持電子終端設(shè)備包括移動電話、筆記本電腦、平板電腦或者手持游戲機。
專利摘要本實用新型是有關(guān)于一種人機互動系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括攝像裝置和控制裝置；所述攝像裝置將實時攝取的圖像傳輸至控制裝置；所述控制裝置包括接收模塊，接收所述攝像裝置傳輸來的圖像；動作識別芯片，與所述接收模塊連接，輸出所述接收模塊接收的圖像中的控制者手勢動作的手勢動作標(biāo)識信息；存儲有手勢動作標(biāo)識信息與界面控制命令對應(yīng)關(guān)系信息的存儲模塊；控制芯片，與所述動作識別芯片和存儲模塊分別連接，輸出所述控制者手勢動作的手勢動作標(biāo)識信息在存儲模塊中對應(yīng)的界面控制命令。本實用新型提供的技術(shù)方案能夠?qū)崿F(xiàn)基于影像捕捉和手勢動作的人機互動，從而使人機互動的實現(xiàn)方式多元化，非常適于實用。
文檔編號G06K9/00GK202362731SQ201120422688
公開日2012年8月1日 申請日期2011年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月31日
發(fā)明者董德福 申請人:北京德信互動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有限公司