基于空間位置識(shí)別的用戶界面裝置以及方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于空間位置識(shí)別的用戶界面裝置。該裝置包括：圖像獲取部，用于拍攝三維空間上的對(duì)象物體并生成拍攝信息；位置演算部，基于所述拍攝信息演算虛擬空間中的所述對(duì)象物體的位置值，其中，所述虛擬空間包括預(yù)先區(qū)分設(shè)定的多個(gè)分割區(qū)域；位置比較處理部，用于比較所述對(duì)象物體的位置值和基準(zhǔn)位置數(shù)據(jù)庫(kù)，并判斷所述對(duì)象物體的位置值是否包括在所述多個(gè)分割區(qū)域中的一個(gè)位置區(qū)域；以及事件信號(hào)處理部，當(dāng)判斷為所述對(duì)象物體的位置值包括在所述一個(gè)分割區(qū)域時(shí)，其用于產(chǎn)生用于執(zhí)行對(duì)應(yīng)于所述一個(gè)分割區(qū)域的事件的事件執(zhí)行信號(hào)。所述基準(zhǔn)位置數(shù)據(jù)庫(kù)相對(duì)于包括所述預(yù)先區(qū)分設(shè)定的多個(gè)分割區(qū)域的虛擬空間，對(duì)對(duì)象物體的位置值進(jìn)行預(yù)定次數(shù)的反復(fù)演算后，基于所述演算出的位置值，相對(duì)于各所述多個(gè)分割區(qū)域，能夠具有預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)偏差以內(nèi)的三維分布圖。
【專利說(shuō)明】基于空間位置識(shí)別的用戶界面裝置以及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種基于空間位置識(shí)別的用戶界面方法以及裝置，更詳細(xì)地，涉及一 種用于識(shí)別空間上的用戶的動(dòng)作，并且執(zhí)行對(duì)應(yīng)于該動(dòng)作的功能且基于空間位置識(shí)別的用 戶界面方法以及裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 在以往如同按鈕式或觸屏式等的用戶界面的情況下，用戶向該開(kāi)關(guān)等施加一定基 準(zhǔn)以上的力量從而選擇開(kāi)關(guān)的方式，會(huì)引起不僅需要用戶將身體的某部分接觸于該開(kāi)關(guān)或 按鈕等，而且還需要施加一定基準(zhǔn)以上的力量的麻煩。
[0003] 而且，如果用戶不施加一定基準(zhǔn)以上的力量，且將包含手指在內(nèi)的身體中的某一 部分接觸于該開(kāi)關(guān)從而進(jìn)行選擇的方式，需要將身體中的某一部分觸于該開(kāi)關(guān)，因此將自 己的身體觸于不特定的多數(shù)人所使用的開(kāi)關(guān)，使得導(dǎo)致發(fā)生以開(kāi)關(guān)作為媒介擴(kuò)散病毒及身 體污染等的問(wèn)題。
[0004] 即，以往所使用的是將預(yù)定的按鍵設(shè)置在終端的表面，在橡膠墊上按按鈕或以滾 動(dòng)方式進(jìn)行輸入的方法、在二維底面的平面或墻面進(jìn)行輸入的方法、如同電源開(kāi)關(guān)（0N/ OFF)以最小限度的物理性的外部按鈕，利用觸控面板的，以具有恒定電壓、恒定電阻形態(tài)的 觸摸屏的輸入方法、以通過(guò)基于人聲的語(yǔ)音識(shí)別的數(shù)據(jù)及執(zhí)行鍵進(jìn)行輸入的方法。而且，根 據(jù)反射體與紅外線感應(yīng)器之間的距離輸出模擬電信號(hào)，還有由此模擬電信號(hào)經(jīng)數(shù)字轉(zhuǎn)換過(guò) 程得以數(shù)值化，從而獲得對(duì)應(yīng)于各數(shù)值的鍵值，以虛擬鍵盤(pán)或鼠標(biāo)進(jìn)行處理的情況，最近活 用作為基于手勢(shì)的用戶界面的，用于相互作用的多種感應(yīng)器的方法也適用于用戶。
[0005] 但是，除了所述二維輸入的傳統(tǒng)方法以外的通過(guò)基于聲音的語(yǔ)音識(shí)別的數(shù)據(jù)及執(zhí) 行方法，由于弱于噪聲的問(wèn)題使得不適于用在公共場(chǎng)所，從而需要更為穩(wěn)定的用戶聲音識(shí) 別技術(shù)使得能夠從很多用戶區(qū)別出特定聲音，而基于手勢(shì)的界面輸入方法由于光源干擾的 問(wèn)題使得具有利用多臺(tái)相機(jī)及高額的裝備，或者具有用戶直接安裝裝備使之相互作用的不 便，且為解決對(duì)周邊環(huán)境變化敏感的部分，從而具有其他的外部裝置需要更為多樣的技術(shù) 的難題。
[0006] 因此，為解決如上所述的難題，需要開(kāi)發(fā)多種用戶界面，使得在沒(méi)有用戶接觸的情 況下，在三維空間對(duì)用戶的動(dòng)作（例如，手指的動(dòng)作）進(jìn)行識(shí)別，致使用戶對(duì)應(yīng)于動(dòng)作的事 件發(fā)生。
[0007] -方面，識(shí)別三維空間上用戶的動(dòng)作從而讓事件發(fā)生的用戶界面技術(shù)有別于觸摸 式用戶界面，如果不能正確地識(shí)別能夠產(chǎn)生相互不同的事件的空間上的區(qū)域，，那么有可能 會(huì)發(fā)生與用戶的意圖相異的事件，因此反而使得用戶的便利性降低。
[0008] 因此，識(shí)別三維空間上的使用者的動(dòng)作并讓事件發(fā)生的用戶界面技術(shù)，因?yàn)閷?duì)用 戶動(dòng)作的識(shí)別運(yùn)算，使得事件的響應(yīng)速度可能會(huì)比觸摸式用戶界面的響應(yīng)速度慢，因此需 要能讓響應(yīng)速度達(dá)到最為快的技術(shù)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 技術(shù)問(wèn)題
[0010] 本發(fā)明的目的在于，提供一種利用非接觸式用戶界面的輸入裝置，其即使僅有在 具有對(duì)應(yīng)于鍵盤(pán)部的多個(gè)分割區(qū)域的虛擬空間移動(dòng)的用戶的身體的部分置于虛擬鍵盤(pán)部 的特定個(gè)別區(qū)劃，也能夠輕易的執(zhí)行下方的個(gè)別區(qū)劃的鍵盤(pán)。
[0011] 而且，本發(fā)明的目的在于，提供一種通過(guò)提高三維空間上的位置識(shí)別性能以及事 件發(fā)生處理速度，不僅正確地響應(yīng)用戶的輸入，而且能夠迅速地處理事件的基于空間位置 識(shí)別的用戶界面方法以及裝置。
[0012] 本發(fā)明的目的不限于以上所述的內(nèi)容，對(duì)于未被提及的其他目的，本發(fā)明所屬技 術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以從以下的記載明確地進(jìn)行理解。
[0013] 技術(shù)方案
[0014] 為了解決上述問(wèn)題，根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的基于空間位置識(shí)別的用戶界面方 法，其包括：圖像獲取部在三維空間拍攝對(duì)象物體并生成拍攝信息的步驟；位置演算部基 于所述拍攝信息演算虛擬空間中的所述對(duì)象物體的位置值的步驟，其中所述虛擬空間包括 預(yù)先區(qū)分設(shè)定的多個(gè)分割區(qū)域；位置比較處理部比較所述對(duì)象物體的位置值與基準(zhǔn)位置數(shù) 據(jù)庫(kù)，并判斷所述對(duì)象物體的位置值是否包括在所述多個(gè)分割區(qū)域中的一個(gè)位置區(qū)域的步 驟；當(dāng)判斷為所述對(duì)象物體的位置值包括在所述一個(gè)分割區(qū)域時(shí)，事件信號(hào)處理部產(chǎn)生對(duì) 應(yīng)于所述一個(gè)分割區(qū)域且用于執(zhí)行事件的事件執(zhí)行信號(hào)的步驟。所述基準(zhǔn)位置數(shù)據(jù)庫(kù)相對(duì) 于包括所述預(yù)先區(qū)分設(shè)定的多個(gè)分割區(qū)域的虛擬空間，對(duì)對(duì)象物體的位置值進(jìn)行預(yù)定次數(shù) 的反復(fù)演算后，基于所述演算出的位置值，相對(duì)于各所述多個(gè)分割區(qū)域，能夠具有預(yù)定的標(biāo) 準(zhǔn)偏差以內(nèi)的三維分布圖。
[0015] 所述圖像獲取部包括至少一個(gè)深度感測(cè)相機(jī)（depth-sensing camera)，且可以通 過(guò)所述至少一個(gè)深度感測(cè)相機(jī)在三維空間拍攝對(duì)象物體并生成拍攝信息。
[0016] 所述位置值可以是基于所述對(duì)象物體的動(dòng)作而演算出的三維空間上的向量值。
[0017] 所述向量值可以在區(qū)分為X-Y-Z軸的區(qū)域的虛擬矩陣形態(tài)內(nèi)，將所述對(duì)象物體動(dòng) 作時(shí)的圖像變化數(shù)據(jù)化從而進(jìn)行演算處理。
[0018] 所述方法在所述圖像獲取部在三維空間拍攝對(duì)象物體并生成拍攝信息的步驟之 前，還可以包括功能激活處理部判斷所述對(duì)象物體是否置于預(yù)先設(shè)定的空間內(nèi)，從而決定 所述圖像獲取部在三維空間拍攝對(duì)象物體并生成拍攝信息的步驟執(zhí)行與否的步驟。
[0019] 所述功能激活處理部可以包括紅外線圖像傳感器，其用于識(shí)別所述對(duì)象物體是否 置于所述預(yù)先設(shè)定的空間內(nèi)。
[0020] 為了解決上述問(wèn)題，根據(jù)本發(fā)明的另一形態(tài)的基于空間位置識(shí)別的用戶界面裝 置，其包括：圖像獲取部，用于拍攝三維空間上的對(duì)象物體并生成拍攝信息；位置演算部， 基于所述拍攝信息演算虛擬空間中的所述對(duì)象物體的位置值，其中，所述虛擬空間包括預(yù) 先區(qū)分設(shè)定的多個(gè)分割區(qū)域；位置比較處理部，用于比較所述對(duì)象物體的位置值和基準(zhǔn)位 置數(shù)據(jù)庫(kù)，并判斷所述對(duì)象物體的位置值是否包括在所述多個(gè)分割區(qū)域中的一個(gè)位置區(qū) 域；以及事件信號(hào)處理部，當(dāng)判斷為所述對(duì)象物體的位置值包括在所述一個(gè)分割區(qū)域時(shí)，其 用于產(chǎn)生用于執(zhí)行對(duì)應(yīng)于所述一個(gè)分割區(qū)域的事件的事件執(zhí)行信號(hào)。所述基準(zhǔn)位置數(shù)據(jù)庫(kù) 相對(duì)于包括所述預(yù)先區(qū)分設(shè)定的多個(gè)分割區(qū)域的虛擬空間，對(duì)對(duì)象物體的位置值進(jìn)行預(yù)定 次數(shù)的反復(fù)演算后，基于所述演算出的位置值，相對(duì)于各所述多個(gè)分割區(qū)域，能夠具有預(yù)定 的標(biāo)準(zhǔn)偏差以內(nèi)的三維分布圖。
[0021] 所述圖像獲取部包括至少一個(gè)深度感測(cè)相機(jī)（depth-sensing camera)，其可通過(guò) 所述至少一個(gè)深度感測(cè)相機(jī)在三維空間拍攝對(duì)象物體并生成拍攝信息。
[0022] 所述位置值可以為基于所述對(duì)象物體的動(dòng)作而演算出的三維空間上的向量值。
[0023] 所述向量值可以在區(qū)分為X-Y-Z軸區(qū)域的虛擬矩陣形態(tài)內(nèi)，將所述對(duì)象物體動(dòng)作 時(shí)的圖像變化數(shù)據(jù)化從而進(jìn)行演算處理。
[0024] 還可以包括功能激活處理部，其判斷所述對(duì)象物體是否置于預(yù)先設(shè)定的空間，從 而決定是否激活所述圖像獲取部的功能。
[0025] 所述功能激活處理部只有在所述對(duì)象物體置于預(yù)先設(shè)定的空間內(nèi)的情況下，才能 激活所述圖像獲取部的功能。
[0026] 所述功能激活處理部可以包括紅外線圖像傳感器，其用于判斷所述對(duì)象物體是否 在所述預(yù)先設(shè)定的空間內(nèi)。
[0027] 為了解決上述問(wèn)題，根據(jù)本發(fā)明的另一形態(tài)的基于空間位置識(shí)別的用戶界面裝置 包括：手勢(shì)感測(cè)部，鄰接配置在包括預(yù)先區(qū)分設(shè)定的多個(gè)分割區(qū)域的虛擬空間，感測(cè)進(jìn)入所 述虛擬空間的多個(gè)分割區(qū)域之一中的用戶的手勢(shì)，從而進(jìn)行拍攝，并生成所述對(duì)象物體的 向量值；位置演算部，利用所述向量值演算所述分割區(qū)域之一中的所述手勢(shì)的位置；及控 制部，生成用于執(zhí)行對(duì)應(yīng)于由所述位置演算部所提供的所述分割區(qū)域之一中的位置的事件 的事件發(fā)生信號(hào)。
[0028] 所述手勢(shì)感測(cè)部可以包括光學(xué)接近傳感器或照度傳感器的至少一個(gè)。
[0029] 所述向量值能夠在區(qū)分為X-Y-Z軸的區(qū)域的虛擬矩陣形態(tài)內(nèi)將所述手勢(shì)動(dòng)作的 圖像變化數(shù)據(jù)化從而進(jìn)行演算處理。
[0030] 有益效果
[0031] 如上所述的根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的基于空間位置識(shí)別的用戶界面方法以及裝 置，能夠?qū)⒂脩糇约荷眢w中的某部分利用于特定目的的執(zhí)行，并能夠易于選擇個(gè)別區(qū)劃的 鍵盤(pán)。
[0032] 因此，能夠防止通過(guò)對(duì)鍵盤(pán)的無(wú)意識(shí)的接觸而進(jìn)行傳染的各種病毒的擴(kuò)散及身體 污染。
[0033] 而且，能夠防止在用戶戴有手套等的手的保護(hù)裝備的情況下，為接觸鍵盤(pán)而需將 戴著的手套除去的麻煩。
[0034] 一方面，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的基于空間位置識(shí)別的用戶界面方法以及裝置，可以 通過(guò)提高三維空間上的位置識(shí)別性能，提高基于空間位置識(shí)別的用戶界面的準(zhǔn)確度。
[0035] 另外，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的基于空間位置識(shí)別的用戶界面方法以及裝置，可以使 根據(jù)用戶動(dòng)作的事件迅速地被處理，從而改善響應(yīng)速度，使之更快。
[0036] 本發(fā)明的效果不限于以上所述的內(nèi)容，對(duì)于未被提及的其他效果，本發(fā)明所屬技 術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以從以下的記載明確地進(jìn)行理解。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0037] 圖1是表示根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的基于空間位置識(shí)別的用戶界面裝置的結(jié) 構(gòu)圖。
[0038] 圖2是表示根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的基于空間位置識(shí)別的用戶界面方法的流 程圖。
[0039] 圖3是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的基于空間位置識(shí)別的用戶界面方法中，表示虛 擬矩陣的例的示意圖。
[0040] 圖4是表示根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的基于空間位置識(shí)別的用戶界面方法中，說(shuō) 明基準(zhǔn)位置數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)成方法的示意圖。
[0041] 圖5是表示根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的基于空間位置識(shí)別的用戶界面裝置的立 體圖。
[0042] 圖6是表示根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的基于空間位置識(shí)別的用戶界面裝置的構(gòu) 成示意圖。
[0043] 圖7是表示在根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的基于空間位置識(shí)別的用戶界面裝置中， 用于動(dòng)作的識(shí)別的虛擬矩陣形態(tài)的圖像的構(gòu)成示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0044] 本發(fā)明的目的、效果以及實(shí)現(xiàn)上述目的和效果的技術(shù)結(jié)構(gòu)，將通過(guò)參照附圖以及 在后面詳述的實(shí)施例而得以明確。在對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明的過(guò)程中，對(duì)公知功能或構(gòu)成的具 體說(shuō)明，如果被判斷為可能對(duì)本發(fā)明的要旨造成不必要的混淆，則將省略相關(guān)具體說(shuō)明。 后述的術(shù)語(yǔ)是考慮到本發(fā)明的結(jié)構(gòu)、作用以及功能而定義的，因此可以根據(jù)使用者或者應(yīng) 用者的意圖或者慣例等而發(fā)生變化。
[0045] 然而，本發(fā)明并不僅限于以下公開(kāi)的實(shí)施例，而可以通過(guò)各種不同的形態(tài)實(shí)現(xiàn)。本 實(shí)施例僅僅是為了使本發(fā)明的公開(kāi)更加全面，使得本發(fā)明所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠更 加完整地理解發(fā)明的范疇而提供的，而且本發(fā)明僅由權(quán)利要求的保護(hù)范圍而定義。因此，該 定義應(yīng)基于本說(shuō)明書(shū)全部?jī)?nèi)容。
[0046] 在整個(gè)說(shuō)明書(shū)中，當(dāng)描述為某部分"包括"某結(jié)構(gòu)要素時(shí)，除非特別記載有相反的 內(nèi)容，否則其表示可進(jìn)一步包括其他結(jié)構(gòu)要素，而不是排除包括其他結(jié)構(gòu)要素。而說(shuō)明書(shū)中 "…部"、"…單元"等術(shù)語(yǔ)表示處理至少一個(gè)功能或動(dòng)作的單位，這可以由硬件或軟件或者 以硬件和軟件的結(jié)合得以實(shí)現(xiàn)。
[0047] 另外，在本發(fā)明的實(shí)施例中，各個(gè)結(jié)構(gòu)要素、功能模塊或者工具可以由一個(gè)或者多 于一個(gè)的下部結(jié)構(gòu)要素而構(gòu)成，每個(gè)結(jié)構(gòu)要素執(zhí)行的電器性、電子性、機(jī)械性功能可以由電 路、集成電路、專用集成電路（Application Spec ific Integrated Circuit)等已公知的多 種元件或者機(jī)械性要素實(shí)現(xiàn)，并且可以以個(gè)別的方式實(shí)現(xiàn)或者以兩個(gè)以上整合為一個(gè)的方 式來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0048] 另外，所附的框圖的各塊和流程圖的各個(gè)步驟的組合可以由計(jì)算機(jī)程序指令得以 執(zhí)行。這些計(jì)算機(jī)程序指令可以搭載于通用計(jì)算機(jī)，專用計(jì)算機(jī)或其他可執(zhí)行程序的數(shù)據(jù) 處理裝備的處理器，因此通過(guò)可執(zhí)行程序的數(shù)據(jù)處理裝備的處理器執(zhí)行的相關(guān)指令，生成 執(zhí)行框圖的各塊或者流程圖的步驟中所說(shuō)明的功能的手段。這些計(jì)算機(jī)程序指令，為了能 以特定方式實(shí)現(xiàn)功能，可以存儲(chǔ)在可適用計(jì)算機(jī)或者其他可執(zhí)行程序的數(shù)據(jù)處理裝備的計(jì) 算機(jī)可利用或者計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器。
[0049] 計(jì)算機(jī)程序指令還可以搭載于計(jì)算機(jī)或者其他可可執(zhí)行程序的數(shù)據(jù)處理裝備，程 序指令還能提供步驟，即可以執(zhí)行框圖的各塊及流程圖的各個(gè)步驟中所說(shuō)明的步驟。
[0050] 另外，各個(gè)框或者各個(gè)步驟可以表示用于執(zhí)行特定邏輯功能的包括一個(gè)以上的可 執(zhí)行指令的模塊、分段或代碼的一部分。包括例如，鄰接的兩個(gè)框或者步驟，實(shí)際上可以同 時(shí)執(zhí)行，或者根據(jù)所對(duì)應(yīng)的功能，上述塊或步驟還可以時(shí)而逆向執(zhí)行。
[0051] 以下，詳細(xì)說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的基于空間位置識(shí)別的用戶界面方法以及裝 置。
[0052] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的基于空間位置識(shí)別的用戶界面方法以及裝置，相當(dāng)于在沒(méi)有 與電子設(shè)備的接觸的情況下，識(shí)別對(duì)象物體的位置進(jìn)而接收輸入，并產(chǎn)生為處理對(duì)應(yīng)于該 輸入的事件的信號(hào)的技術(shù)，因此，可以適用于需要用戶輸入的多種領(lǐng)域。
[0053] 在本發(fā)明里"空間位置識(shí)別"是指，為了在三維空間上接收用戶的輸入信號(hào)，掌握 三維空間上的對(duì)象物體的位置，或者隨著對(duì)象物體的移動(dòng)而變化的位置。
[0054] 以下，分為第一實(shí)施例與第二實(shí)施例區(qū)別說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的基于空間位 置識(shí)別的用戶界面方法。
[0055] 首先，參照?qǐng)D1至圖4,對(duì)根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的基于空間位置識(shí)別的用戶界 面方法進(jìn)行詳細(xì)地說(shuō)明。
[0056] 所述對(duì)象物體作為位置識(shí)別的對(duì)象，并不限定為特定的物體。其可以是預(yù)訂的物 體、人或者動(dòng)物等各種對(duì)象。在以下的說(shuō)明中，為了說(shuō)明的便利性，假設(shè)以人的手作為對(duì)象 物體而進(jìn)行說(shuō)明。
[0057] 圖1是表示根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的基于空間位置識(shí)別的用戶界面裝置的結(jié) 構(gòu)圖。
[0058] 如所述圖1所示，所述用戶界面裝置（100)包括：功能激活處理部（110)，用于判 斷對(duì)象物體是否置于預(yù)先設(shè)定的空間內(nèi)，從而決定是否激活圖像獲取部（120);圖像獲取 部（120)，用于拍攝三維空間上的對(duì)象物體并生成拍攝信息；位置演算部（130)，用于基于 所述拍攝信息演算在虛擬空間中的所述對(duì)象物體的位置值，其中，所述虛擬空間包括預(yù)先 區(qū)分設(shè)定的多個(gè)分割區(qū)域；位置比較處理部（140)，用于將所述對(duì)象物體的位置值和基準(zhǔn) 位置數(shù)據(jù)庫(kù)（150)進(jìn)行比較，并判斷所述對(duì)象物體的位置值是否包括在所述多個(gè)分割區(qū)域 中的一個(gè)位置區(qū)域；以及事件信號(hào)處理部（160)，當(dāng)判斷為所述對(duì)象物體的位置值包括在 所述一個(gè)分割區(qū)域時(shí)，用于產(chǎn)生為了執(zhí)行對(duì)應(yīng)于所述一個(gè)分割區(qū)域的事件的事件執(zhí)行信 號(hào)。
[0059] 圖2是表示根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的基于空間位置識(shí)別的用戶界面方法的流 程圖。
[0060] 以下，將參照所述圖1和圖2更為詳細(xì)地說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的基于空間位置 識(shí)別的用戶界面方法。
[0061] 首先，功能激活處理部（110)判斷對(duì)象物體是否置于預(yù)先設(shè)定的空間區(qū)域 (S100)，如果對(duì)象物體沒(méi)有置于預(yù)先設(shè)定的空間區(qū)域內(nèi)的情況下，重新判斷對(duì)象物體是否 置于預(yù)先設(shè)定的空間區(qū)域，如果對(duì)象物體位置在預(yù)先設(shè)定的空間區(qū)域內(nèi)的情況下，則激活 圖像獲取部（120) (SllO)。
[0062] 所述功能激活處理部（110)通過(guò)紅外線圖像傳感器或者熱釋電傳感器在預(yù)先設(shè) 定的空間內(nèi)識(shí)別從各方位（東、西、南、北）進(jìn)入的對(duì)象物體（例如，用戶的手指），如果識(shí)別 出進(jìn)入所述空間內(nèi)的對(duì)象物體，則輸出1值，如果沒(méi)有識(shí)別出，則輸出O值，并且根據(jù)輸出的 值決定圖像獲取部（120)的功能是否被激活。此時(shí)，只有在所述值為1的情況下，才激活圖 像獲取部（120)的功能。
[0063] 然后，圖像獲取部（120)在三維空間拍攝對(duì)象物體并生成拍攝信息（S120)。這時(shí)， 所述圖像獲取部（120)可以包括至少一個(gè)深度感測(cè)相機(jī)（dept h-sensing camera),且可以 通過(guò)所述至少一個(gè)深度感測(cè)相機(jī)，在三維空間拍攝對(duì)象物體并生成拍攝信息。為了最小化 在三維空間識(shí)別對(duì)象物體動(dòng)作時(shí)所發(fā)生的誤差，優(yōu)選地，所述圖像獲取部（120)可以包括 兩個(gè)以上的深度感測(cè)相機(jī)。
[0064] 之后，位置演算部（130)基于所述拍攝信息演算虛擬空間中的所述對(duì)象物體的位 置值，其中，所述虛擬空間包括預(yù)先區(qū)分設(shè)定的多個(gè)分割區(qū)域（S130)。而所述位置演算部 (130)將基于所述拍攝信息處理三維空間上的信息。此時(shí)，所述位置演算部（130)基于所述 拍攝信息處理三維空間上的信息的方法是三維向量的演算，即為了能感應(yīng)二維方向的X軸 及Y軸上的手指的左右移動(dòng)和向Z軸方向按壓的位置，可利用三軸的向量演算。
[0065] 從向量演算的諸多方法中，能夠利用以空間與空間的一面生成的法向量來(lái)獲取其 值的結(jié)果，其中所屬的法向量是利用向量?jī)?nèi)積的X軸、Y軸坐標(biāo)的分解與通過(guò)外積演算且與 X，Y兩個(gè)向量直角交叉的Z的向量值而得出的。
[0066] 圖3根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的基于空間位置識(shí)別的用戶界面方法中，表示虛擬 矩陣的例的示意圖
[0067] 如所述圖3所示，為了識(shí)別對(duì)象物體的位置的，具有正方形模型的虛擬矩陣的圖 像將分割X軸的區(qū)域數(shù)、分割Y軸的區(qū)域數(shù)以及分割Z軸的區(qū)域數(shù)相乘，從而區(qū)分所形成的 分割區(qū)域。所述位置演算部（130)在所述分割區(qū)域內(nèi)，對(duì)對(duì)象物體動(dòng)作的變化執(zhí)行向量演 算處理。
[0068] 所述向量值可以由X、Y、Z各軸的三維數(shù)據(jù)形成。
[0069] 因此，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的所述向量值可以在以X軸、Y軸、Z軸區(qū)分的虛擬的矩陣 形態(tài)內(nèi)，將對(duì)象物體的動(dòng)作變化數(shù)據(jù)化并進(jìn)行演算處理。
[0070] 尤其，在三維空間以任意的最小單位的正方形模型體進(jìn)行假設(shè)，以特定的棱為中 心分別將上方、下方、左方、右方區(qū)分為X軸及Y軸，而Z軸被感應(yīng)為朝向深度感測(cè)相機(jī)的方 向的距離，從而將接近及原位等作為Z軸，并能夠分別規(guī)定以最大值和最小值進(jìn)行表示。例 如，左方是X軸的最小值，右方是X軸的最大值，上方是Y軸的最大值，下方是Y軸的最小 值。朝向照相機(jī)方向接近的時(shí)，可以規(guī)定為將Z軸設(shè)定為最小值，原位設(shè)定為最大值從而表 示值。
[0071] 可將對(duì)象物體的動(dòng)作示例為一個(gè)認(rèn)知點(diǎn)，對(duì)移動(dòng)時(shí)的移動(dòng)軌跡進(jìn)行演算處理，而 表示該移動(dòng)位置的向量V(X、Y、Z)則以時(shí)間t的函數(shù)進(jìn)行變換，向量演算函數(shù)V的標(biāo)量變數(shù) t的微分與標(biāo)量函數(shù)的微分一樣，可以表不為以下數(shù)學(xué)式1。
[0072] [數(shù)學(xué)式1]

【權(quán)利要求】
1. 一種基于空間位置識(shí)別的用戶界面方法，其中，包括： 圖像獲取部在三維空間拍攝對(duì)象物體并生成拍攝信息的步驟； 位置演算部基于所述拍攝信息演算虛擬空間中的所述對(duì)象物體的位置值的步驟，其 中，所述虛擬空間包括預(yù)先區(qū)分設(shè)定的多個(gè)分割區(qū)域； 位置比較處理部比較所述對(duì)象物體的位置值與基準(zhǔn)位置數(shù)據(jù)庫(kù)，并判斷所述對(duì)象物體 的位置值是否包括在所述多個(gè)分割區(qū)域中的一個(gè)位置區(qū)域的步驟； 當(dāng)判斷為所述對(duì)象物體的位置值包括在一個(gè)分割區(qū)域時(shí)，事件信號(hào)處理部產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于 所述一個(gè)分割區(qū)域且用于執(zhí)行事件的事件執(zhí)行信號(hào)的步驟， 且所述基準(zhǔn)位置數(shù)據(jù)庫(kù)相對(duì)于包括預(yù)先區(qū)分設(shè)定的多個(gè)分割區(qū)域的虛擬空間，對(duì)對(duì)象 物體的位置值進(jìn)行預(yù)定次數(shù)反復(fù)演算后，基于演算出的位置值，相對(duì)于所述多個(gè)分割區(qū)域， 能夠具有預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)偏差以內(nèi)的三維分布圖。
2. 如權(quán)利要求1所述的基于空間位置識(shí)別的用戶界面方法，其中， 所述圖像獲取部包括至少一個(gè)深度感測(cè)相機(jī)（depth-sensing camera),且通過(guò)所述至 少一個(gè)深度感測(cè)相機(jī)在三維空間拍攝對(duì)象物體并生成拍攝信息。
3. 如權(quán)利要求1所述的基于空間位置識(shí)別的用戶界面方法，其中， 所述位置值為基于所述對(duì)象物體的動(dòng)作而演算出的三維空間上的向量值。
4. 如權(quán)利要求3所述的基于空間位置識(shí)別的用戶界面方法，其中， 所述向量值在區(qū)分為X-Y-Z軸的區(qū)域的虛擬矩陣形態(tài)內(nèi)，將所述對(duì)象物體動(dòng)作時(shí)的圖 像變化數(shù)據(jù)化從而進(jìn)行演算處理。
5. 如權(quán)利要求1所述的基于空間位置識(shí)別的用戶界面方法，其中， 在所述圖像獲取部在三維空間拍攝對(duì)象物體并生成拍攝信息的步驟之前， 所述方法還包括功能激活處理部判斷所述對(duì)象物體是否置于預(yù)先設(shè)定的空間內(nèi)，從而 決定所述圖像獲取部在三維空間拍攝對(duì)象物體并生成圖像信息的步驟執(zhí)行與否的步驟。
6. 如權(quán)利要求4所述的基于空間位置識(shí)別的用戶界面方法，其中， 所述功能激活處理部包括紅外線圖像傳感器，其用于識(shí)別所述對(duì)象物體是否置于預(yù)先 設(shè)定的空間內(nèi)。
7. -種基于空間位置識(shí)別的用戶界面裝置，其中，包括： 圖像獲取部，用于拍攝三維空間上的對(duì)象物體并生成拍攝信息； 位置演算部，基于所述拍攝信息演算虛擬空間中的所述對(duì)象物體的位置值，其中，所述 虛擬空間包括預(yù)先區(qū)分設(shè)定的多個(gè)分割區(qū)域； 位置比較處理部，用于比較所述對(duì)象物體的位置值和基準(zhǔn)位置數(shù)據(jù)庫(kù)，并判斷所述對(duì) 象物體的位置值是否包括在所述多個(gè)分割區(qū)域中的一個(gè)位置區(qū)域；以及 事件信號(hào)處理部，當(dāng)判斷為所述對(duì)象物體的位置值包括在一個(gè)分割區(qū)域時(shí)，其用于產(chǎn) 生用于執(zhí)行對(duì)應(yīng)于所述一個(gè)分割區(qū)域的事件的事件執(zhí)行信號(hào)， 且所述基準(zhǔn)位置數(shù)據(jù)庫(kù)相對(duì)于包括預(yù)先區(qū)分設(shè)定的多個(gè)分割區(qū)域的虛擬空間，對(duì)對(duì)象 物體的位置值進(jìn)行預(yù)定次數(shù)的反復(fù)演算后，基于演算出的位置值，相對(duì)于各所述多個(gè)分割 區(qū)域，能夠具有預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)偏差以內(nèi)的三維分布圖。
8. 如權(quán)利要求7所述的基于空間位置識(shí)別的用戶界面裝置，其中， 所述圖像獲取部包括至少一個(gè)深度感測(cè)相機(jī)，其通過(guò)所述至少一個(gè)深度感測(cè)相機(jī)在 三維空間拍攝對(duì)象物體并生成拍攝信息。
9. 如權(quán)利要求7所述的基于空間位置識(shí)別的用戶界面裝置，其中， 所述位置值為基于所述對(duì)象物體的動(dòng)作而演算出的三維空間上的向量值。
10. 如權(quán)利要求9所述的基于空間位置識(shí)別的用戶界面裝置，其中， 所述向量值在區(qū)分為X-Y-Z軸的區(qū)域的虛擬矩陣形態(tài)內(nèi)將所述對(duì)象物體動(dòng)作時(shí)的圖 像變化數(shù)據(jù)化從而進(jìn)行演算處理。
11. 如權(quán)利要求7所述的基于空間位置識(shí)別的用戶界面裝置，其中， 上述裝置還包括功能激活處理部，用于判斷所述對(duì)象物體是否置于預(yù)先設(shè)定的空間 內(nèi)，從而決定是否激活所述圖像獲取部的功能。
12. 如權(quán)利要求11所述的基于空間位置識(shí)別的用戶界面裝置，其中， 所述功能激活處理部只有在所述對(duì)象物體置于預(yù)先設(shè)定的空間內(nèi)的情況下，才激活所 述圖像獲取部的功能。
13. 如權(quán)利要求11所述的基于空間位置識(shí)別的用戶界面裝置，其中， 所述功能激活處理部包括紅外線圖像傳感器，其用于判斷所述對(duì)象物體是否置于預(yù)先 設(shè)定的空間內(nèi)。
14. 一種基于空間位置識(shí)別的用戶界面裝置，其中，包括： 手勢(shì)感測(cè)部，鄰接配置在包括預(yù)先區(qū)分設(shè)定的多個(gè)分割區(qū)域的虛擬空間，感測(cè)進(jìn)入所 述虛擬空間的多個(gè)分割區(qū)域之一中的用戶的手勢(shì)，從而進(jìn)行拍攝，并生成所述對(duì)象物體的 向量值； 位置演算部，利用所述向量值演算所述分割區(qū)域之一中的所述手勢(shì)的位置；及 控制部，生成用于執(zhí)行對(duì)應(yīng)于由所述位置演算部所提供的所述分割區(qū)域之一中的位置 的事件的事件發(fā)生信號(hào)。
15. 如權(quán)利要求14所述的基于空間位置識(shí)別的用戶界面裝置，其中， 所述手勢(shì)感測(cè)部包括光學(xué)接近傳感器或照度傳感器之中的至少一個(gè)。
16. 如權(quán)利要求14所述的基于空間位置識(shí)別的用戶界面裝置，其中， 所述向量值在區(qū)分為X軸、Y軸、Z軸的區(qū)域的虛擬矩陣形態(tài)內(nèi)將所述手勢(shì)動(dòng)作的圖像 變化數(shù)據(jù)化從而進(jìn)行演算處理。
【文檔編號(hào)】G06F3/01GK104335145SQ201380029984
【公開(kāi)日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2013年6月5日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月8日
【發(fā)明者】丁文鎮(zhèn) 申請(qǐng)人:Kmt全球公司