基于手勢的虛擬現(xiàn)實人機交互方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及虛擬現(xiàn)實技術領域，尤其涉及一種基于手勢的虛擬現(xiàn)實人機交互方法和系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]人機交互技術(Human-ComputerInteract1n Techniques)是指通過計算機輸入、輸出設備，以有效的方式實現(xiàn)人與計算機對話的技術。在用戶與計算機的人機交互方式中，除了鼠標和鍵盤等傳統(tǒng)的人機交互方式，近年來出現(xiàn)了語音控制、觸控控制和手勢控制等新式的人機交互方式，尤其是以手勢控制為代表的非接觸式人機交互方式，通過深度傳感器檢測人體動作，計算機再根據(jù)檢測到的數(shù)據(jù)將人體動作轉換為對計算機的交互命令，使得人機交互顯得更直接更自然。
[0003]新一代的頭戴式顯示器，例如虛擬現(xiàn)實頭盔，提供了一種沉浸式虛擬現(xiàn)實的人機交互方式，它利用計算機在頭戴式顯示器中生成一個三維空間的虛擬世界，提供用戶關于視覺、聽覺、觸覺等感官的模擬，讓用戶如同身歷其境一般，使用戶沉浸到虛擬環(huán)境中，及時、沒有限制地觀察三維空間內(nèi)的事物，為一種更貼合用戶體驗的人機交互方式。
[0004]在傳統(tǒng)的虛擬現(xiàn)實交互中，用戶需要通過鍵盤、鼠標等方式來控制虛擬世界中的顯示，這帶給用戶很多不便，特別是虛擬現(xiàn)實頭盔，用戶帶上頭盔后會完全看不到真實世界中的鍵盤、鼠標等人機交互載體，這降低了用戶的體驗效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種基于手勢的虛擬現(xiàn)實人機交互方法和系統(tǒng)，為用戶提供一種基于手勢的人機交互方式，可以提高用戶體驗。
[0006]本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的:
提出一種基于手勢的虛擬現(xiàn)實人機交互方法，所述方法包括以下步驟:將物體的三維模型顯示于虛擬現(xiàn)實空間中；接收深度傳感器獲取的手部深度信息;基于手部深度信息，判斷手部的手勢是否為招手動作;若是，則控制三維模型在虛擬現(xiàn)實空間中移動或轉動。
[0007]進一步的，若手勢為招手動作，控制三維模型在虛擬現(xiàn)實空間中移動或轉動時，所述方法還包括:基于手部深度信息，判斷招手的幅度;控制三維模型在虛擬現(xiàn)實空間中的移動距離或轉動弧度與招手的幅度成正比例關系。
[0008]進一步的，若手勢為招手動作，控制三維模型在虛擬現(xiàn)實空間中移動或轉動時，所述方法還包括:設定固定移動距離和固定轉動弧度;每招手一次，控制三維模型在虛擬現(xiàn)實空間中移動固定移動距離或轉動固定轉動弧度。
[0009]進一步的，在判斷手部的手勢是否為招手動作之前，所述方法還包括:劃分深度傳感器的感知空間為中部感知區(qū)域和邊側感知區(qū)域;則控制三維模型在虛擬現(xiàn)實空間中的移動或轉動，具體為::基于手部深度信息，判斷手部位于中部感知區(qū)域還是邊側感知區(qū)域。在手部位于中部感知區(qū)域時，控制三維模型在虛擬現(xiàn)實空間中移動;在手部位于邊側感知區(qū)域時，控制三維模型在虛擬現(xiàn)實空間中轉動。
[0010]進一步的，在手部位于中部感知區(qū)域時，控制三維模型在虛擬現(xiàn)實空間中移動，具體為:基于手部深度信息判斷手心的朝向；若手心朝向用戶，則控制三維模型向靠近用戶方向移動;若手心背向用戶，則控制三維模型向遠離用戶方向移動;所述邊側感知區(qū)域包括左側感知區(qū)域和右側感知區(qū)域，所述在手部位于邊側感知區(qū)域時，控制三維模型在虛擬現(xiàn)實空間中轉動，具體為:判斷手部位于左側感知區(qū)域還是右側感知區(qū)域;基于手部深度信息判斷手心的朝向；若手部位于左側感知區(qū)域，且手心朝向用戶時，控制三維模型逆時針轉動；若手部位于左側感知區(qū)域，且手心背向用戶時，控制三維模型順時針轉動;若手部位于右側感知區(qū)域，且手心朝向用戶時，控制三維模型順時針轉動;若手部位于右側感知區(qū)域，且手心背向用戶時，控制三維模型逆時針轉動。
[0011]提出一種基于手勢的虛擬現(xiàn)實人機交互系統(tǒng)，包括深度傳感器、頭戴式顯示器、手勢判斷單元和控制單元;所述深度傳感器置于所述頭戴式顯示器上;所述深度傳感器，獲取其感知空間內(nèi)的手部深度信息;所述頭戴式顯示器，用于構建虛擬現(xiàn)實空間，顯示物體的三維模型;所述手勢判斷單元，接收深度傳感器獲取的手部深度信息，基于手部深度信息，判斷手部的手勢是否為招手動作;若是，則所述控制單元控制三維模型在虛擬現(xiàn)實空間中移動或轉動。
[0012]進一步的，所述系統(tǒng)還包括手勢幅度判斷單元;所述手勢幅度判斷單元，基于手部深度信息，判斷招手的幅度;則所述控制單元，控制三維模型在虛擬現(xiàn)實空間中的移動距離或轉動弧度與招手的幅度成正比例關系。
[0013]進一步的額，所述系統(tǒng)還包括設定單元;所述設定單元，用于設定固定移動距離和固定轉動弧度;則所述控制單元，在每招手一次時，控制三維模型在虛擬現(xiàn)實空間中移動固定移動距離或轉動固定轉動弧度。
[0014]進一步的，所述系統(tǒng)還包括區(qū)域劃分單元;所述區(qū)域劃分單元，在判斷單元判斷手部的手勢是否為招手動作之前，劃分深度傳感器的感知空間為中部感知區(qū)域和邊側感知區(qū)域;則判斷單元還用于基于手部深度信息，判斷手部位于中部感知區(qū)域還是邊側感知區(qū)域；在手部位于中部感知區(qū)域時，所述控制單元控制三維模型在虛擬現(xiàn)實空間中移動;在手部位于邊側感知區(qū)域時，所述控制單元控制三維模型在虛擬現(xiàn)實空間中轉動。
[0015]進一步的，所述區(qū)域劃分單元還用于劃分邊側感知區(qū)域為左側感知區(qū)域和右側感知區(qū)域;所述系統(tǒng)還包括手心朝向判斷單元，用于基于手部深度信息判斷手心的朝向；在手部位于中部感知區(qū)域時，若手心朝向用戶，則所述控制單元控制三維模型向靠近用戶方向移動;若手心背向用戶，則所述控制單元控制三維模型向遠離用戶方向移動;若手部位于左側感知區(qū)域，且手心朝向用戶時，所述控制單元控制三維模型逆時針轉動;若手部位于左側感知區(qū)域，且手心背向用戶時，所述控制單元控制三維模型順時針轉動;若手部位于右側感知區(qū)域，且手心朝向用戶時，所述控制單元控制三維模型順時針轉動;若手部位于右側感知區(qū)域，且手心背向用戶時，所述控制單元控制三維模型逆時針轉動。
[0016]本發(fā)明提供的技術方案的有益效果或者優(yōu)點是:本申請實施例提出的基于手勢的虛擬現(xiàn)實人機交互方法和系統(tǒng)中，基于深度傳感器獲取的手部深度信息，分析用戶的手部動作是否為招手動作，若是招手動作，則控制虛擬現(xiàn)實空間中物體的三維模型在虛擬現(xiàn)實空間中移動或者轉動;手部處于深度傳感器感知空間的中部感知區(qū)域時，控制虛擬現(xiàn)實空間中顯示的三維模型的位移，而手部處于深度傳感器感知空間的邊側感知區(qū)域時，控制虛擬現(xiàn)實空間中顯示的三維模型的轉動;并結合手心的朝向，控制三維模型的移動方向和轉動方向；同時，基于招手的幅度或者招手的次數(shù)控制三維模型移動的距離或者轉動的弧度；使得用戶在佩戴頭戴式顯示器后即使看不到真實世界中的人機交互載體，也無需使用鼠標鍵盤等設備進行人機交互，只需使用手勢來控制虛擬現(xiàn)實空間中三維模型的移動和轉動，用戶操作方便，提高用戶體驗。
【附圖說明】
[0017]圖1為本申請實施例提出的基于手勢的虛擬現(xiàn)實人機交互方法流程圖；
圖2為本申請實施例提出的基于手勢的虛擬現(xiàn)實人機交互示意圖；
圖3為本申請實施例提出的基于手勢的虛擬現(xiàn)實人機交互方法流程圖；
圖4為本申請實施例提出的基于手勢的虛擬現(xiàn)實人機交互系統(tǒng)框圖。
【具體實施方式】
[0018]下面將結合附圖，對本發(fā)明實施例提供的實現(xiàn)非接觸式鼠標控制的人機交互方法和系統(tǒng)的技術方案進行詳細描述。
[0019]本申請實施例提供的基于手勢的虛擬現(xiàn)實人機交互方法，如圖1所示，包括以下步驟:
步驟S11:將物體的三維模型顯示于虛擬現(xiàn)實空間中。
[0020]物體的三維模型構建后，由人機交互系統(tǒng)導入并顯示于虛擬現(xiàn)實空間中；虛擬現(xiàn)實空間是由計算機生成的一個三維空間的虛擬世界。
[0021 ]如圖2所示的頭戴式顯示器，例如虛擬現(xiàn)實頭盔，在頭戴式顯示器上安裝深度傳感器，構成一個與頭盔視角相同的感知空間。用戶的手部在感知空間內(nèi)的動作由深度傳感器獲取數(shù)據(jù)。
[0022]物體的三維模型，如圖2中的汽車三維模型，根據(jù)實際需要控制的物體構建，可以根據(jù)深度傳感器感知信號實時構建，也可以預先構建，放入三維模型庫中