一種手勢(shì)交互實(shí)驗(yàn)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及信息技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種手勢(shì)交互實(shí)驗(yàn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，各類實(shí)驗(yàn)裝置和學(xué)習(xí)者之間主要還是通過(guò)鍵盤和鼠標(biāo)進(jìn)行，稍微先進(jìn)一點(diǎn) 的是通過(guò)觸摸屏來(lái)進(jìn)行，在如下兩個(gè)方面具備較大缺陷：
[0003] 第一，缺乏真實(shí)感，僅僅通過(guò)鼠標(biāo)和鍵盤，學(xué)習(xí)者是無(wú)法體會(huì)到真實(shí)環(huán)境中的操作 感覺(jué)的。
[0004] 第二，交互性較弱，例如，在做化學(xué)實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，學(xué)習(xí)者可以用手去直接抓取環(huán)境 中的物體，這時(shí)手有握著東西的感覺(jué)，視場(chǎng)中的物體也隨著手的移動(dòng)而移動(dòng)。而這些抓去和 把握的動(dòng)作在目前的實(shí)驗(yàn)裝置中只能通過(guò)操作鼠標(biāo)來(lái)實(shí)現(xiàn)，交互性偏弱。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本實(shí)用新型針對(duì)目前各類實(shí)驗(yàn)裝置存在的缺陷，提出了一種手勢(shì)交互實(shí)驗(yàn)裝置。 該裝置通過(guò)對(duì)學(xué)習(xí)者手勢(shì)進(jìn)行捕捉，通過(guò)驗(yàn)軟件則模擬真實(shí)情景通過(guò)顯示屏反饋給學(xué)習(xí) 者。為學(xué)習(xí)者提供更加接近真實(shí)實(shí)驗(yàn)環(huán)境的虛擬實(shí)驗(yàn)，提升實(shí)驗(yàn)技能。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：
[0007] -種手勢(shì)交互實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，包括手勢(shì)捕捉與追蹤組件、內(nèi)置于計(jì)算機(jī)主 機(jī)的手勢(shì)交互處理芯片和控制器、分別與計(jì)算主機(jī)相連的顯示屏以及音箱，控制器與手勢(shì) 交互處理芯片通信連接，其中，所述手勢(shì)捕捉與追蹤組件包含：
[0008] 根據(jù)雙目立體視覺(jué)原理間隔擺放的兩個(gè)高幀率數(shù)字?jǐn)z像頭；
[0009] 分布在兩個(gè)數(shù)字?jǐn)z像頭周邊的多個(gè)紅外照明LED光源；
[0010] 通訊芯片，輸入端與高幀率數(shù)字?jǐn)z像頭相連，輸出端與手勢(shì)交互行為處理芯片連 接。
[0011] 進(jìn)一步，所述計(jì)算機(jī)主機(jī)為PC計(jì)算機(jī)、平板式計(jì)算機(jī)或智能手機(jī)中的任一種。
[0012] 所述手勢(shì)捕捉與追蹤組件為獨(dú)立外置的學(xué)習(xí)者手勢(shì)捕捉與追蹤硬件集成，包含有 兩個(gè)高幀率數(shù)字?jǐn)z像頭、多個(gè)紅外照明LED光源、控制器以及通訊連接芯片，兩個(gè)高幀率數(shù) 字?jǐn)z像頭根據(jù)雙目立體視覺(jué)原理進(jìn)行間隔擺放，多個(gè)紅外照明LED光源分布在兩個(gè)數(shù)字?jǐn)z 像頭周邊，對(duì)外發(fā)射波長(zhǎng)850nm或940nm的紅外線，利用C⑶或CMOS可以感受紅外光的光 譜特性（即可以感受可見(jiàn)光，也可以感受紅外光），配合紅外燈作為"照明源"加強(qiáng)低照度下 的成像質(zhì)量，通訊芯片采用標(biāo)準(zhǔn)USB傳輸技術(shù)將采集的圖像信息傳輸?shù)接?jì)算機(jī)主機(jī)內(nèi)。
[0013] 所述手勢(shì)交互處理芯片和控制器都集成在所述計(jì)算機(jī)主機(jī)內(nèi)；所述計(jì)算機(jī)主機(jī)分 別與所述手勢(shì)捕捉與追蹤組件、顯示屏、音箱連接；計(jì)算機(jī)主機(jī)與手勢(shì)捕捉與追蹤組件、控 制器雙向連接；所述計(jì)算機(jī)主機(jī)既可以是傳統(tǒng)的PC計(jì)算機(jī)，也可以是平板式計(jì)算機(jī)或者智 能手機(jī)；所述音箱即可以是獨(dú)立外置音箱，也可以是內(nèi)置在計(jì)算機(jī)主機(jī)中的內(nèi)置音箱。
[0014] 本實(shí)用新型具有如下有益效果：通過(guò)對(duì)學(xué)習(xí)者手勢(shì)進(jìn)行捕捉，模擬真實(shí)情景通過(guò) 顯示屏反饋給學(xué)習(xí)者，為學(xué)習(xí)者提供更加接近真實(shí)實(shí)驗(yàn)環(huán)境的虛擬實(shí)驗(yàn)，提升實(shí)驗(yàn)技能，且 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。
【附圖說(shuō)明】
[0015] 下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中：
[0016] 圖1是本實(shí)用新型手勢(shì)交互虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模塊圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì) 本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并 不用于限定本發(fā)明。此外，下面所描述的本發(fā)明各個(gè)實(shí)施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要 彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。
[0018] 下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型手勢(shì)交互實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行清楚、完整的描述。
[0019] 如圖1所示：手勢(shì)交互實(shí)驗(yàn)裝置，包括手勢(shì)捕捉與追蹤組件1、手勢(shì)交互處理芯片 7、控制器8、計(jì)算機(jī)主機(jī)5、顯示屏6、音箱9。
[0020] 手勢(shì)捕捉與追蹤組件1內(nèi)包含有兩個(gè)高幀率數(shù)字?jǐn)z像頭3、多個(gè)紅外照明LED光源 2、控制器以及通訊連接芯片4組成。
[0021] 計(jì)算機(jī)主機(jī)5即可以是普通PC計(jì)算機(jī)，也可以是也包含平板式計(jì)算機(jī)和智能手 機(jī)。交互顯示屏6與計(jì)算機(jī)主機(jī)5連接，交互顯示屏6也可以與計(jì)算機(jī)主機(jī)5集成在一起。 計(jì)算機(jī)主機(jī)5與音箱9連接，音箱9即可以是獨(dú)立外置音箱，也可以內(nèi)置在計(jì)算機(jī)主機(jī)中的 內(nèi)置音箱。手勢(shì)交互學(xué)習(xí)行為智能處理模塊7和控制器8集成在計(jì)算機(jī)主機(jī)5中。
[0022] 使用時(shí)，先啟動(dòng)計(jì)算機(jī)主機(jī)5,然后啟動(dòng)顯示屏6,然后啟動(dòng)音箱9。然后將手勢(shì)捕 捉與追蹤組件1連接到計(jì)算機(jī)主機(jī)5,并啟動(dòng)手勢(shì)捕捉與追蹤組件1。手勢(shì)捕捉與追蹤組件 1啟動(dòng)完成后，啟動(dòng)手勢(shì)交互學(xué)習(xí)行為智能處理模塊7和控制器8,學(xué)習(xí)者通過(guò)顯示屏進(jìn)行 登陸，選擇需要進(jìn)行的虛擬實(shí)驗(yàn)，將手放置在手勢(shì)捕捉與追蹤組件1上空，通過(guò)手勢(shì)進(jìn)行虛 擬實(shí)驗(yàn)。
[0023] 手勢(shì)捕捉與追蹤組件1識(shí)別手勢(shì)的過(guò)程如下，紅外照明LED光源2發(fā)出紅外線，紅 外線可以輔助攝像頭在弱光情況下捕捉圖像，兩個(gè)攝像頭3捕捉動(dòng)態(tài)手勢(shì)圖像，然后將數(shù) 字化的圖像通過(guò)通訊通訊芯片4傳輸給計(jì)算機(jī)主機(jī)5。
[0024] 手勢(shì)交互行為處理7處理過(guò)程如下，首先將手勢(shì)捕捉與追蹤組件1捕捉到的圖像 進(jìn)行灰度化處理，然后分辨出手掌、手指、筆等形狀，通過(guò)公式
[0026] 在知道基線長(zhǎng)B和焦距f的情況下，可以計(jì)算出深度Z，即可知道某個(gè)點(diǎn)三維坐標(biāo) (X，Y, Z)。Δ X = X2-X1S任意兩點(diǎn)間的距離。
[0027] 根據(jù)上述說(shuō)明書(shū)的揭示和教導(dǎo)，本實(shí)用新型所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還可以對(duì)上述實(shí) 施方式進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖兏托薷?。因此，本?shí)用新型并不局限于上面揭示和描述的具體實(shí)施 方式，對(duì)本實(shí)用新型的一些修改和變更也應(yīng)當(dāng)落入本實(shí)用新型的權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。 此外，盡管本說(shuō)明書(shū)中使用了一些特定的術(shù)語(yǔ)，但這些術(shù)語(yǔ)只是為了方便說(shuō)明，并不對(duì)本實(shí) 用新型構(gòu)成任何限制。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種手勢(shì)交互實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，包括手勢(shì)捕捉與追蹤組件（1)、內(nèi)置于計(jì)算機(jī) 主機(jī)（5)的手勢(shì)交互處理芯片（7)和控制器（8)、分別與計(jì)算主機(jī)相連的顯示屏（6)以及音 箱（9)，控制器（8)與手勢(shì)交互處理芯片（7)通信連接，其中， 所述手勢(shì)捕捉與追蹤組件包含： 根據(jù)雙目立體視覺(jué)原理間隔擺放的兩個(gè)高幀率數(shù)字?jǐn)z像頭（3); 分布在兩個(gè)數(shù)字?jǐn)z像頭周邊的多個(gè)紅外照明LED光源（2); 通訊芯片（4)，輸入端與高幀率數(shù)字?jǐn)z像頭相連，輸出端與手勢(shì)交互行為處理芯片連 接。2. 如權(quán)利要求1所述的手勢(shì)交互實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)主機(jī)為PC計(jì)算機(jī)、 平板式計(jì)算機(jī)或智能手機(jī)中的任一種。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)一種手勢(shì)交互實(shí)驗(yàn)裝置，包括手勢(shì)捕捉與追蹤組件、內(nèi)置于計(jì)算機(jī)主機(jī)的手勢(shì)交互處理芯片和控制器、分別與計(jì)算主機(jī)相連的顯示屏以及音箱，控制器與手勢(shì)交互處理芯片通信連接，所述手勢(shì)捕捉與追蹤組件包含：根據(jù)雙目立體視覺(jué)原理間隔擺放的兩個(gè)高幀率數(shù)字?jǐn)z像頭；分布在兩個(gè)數(shù)字?jǐn)z像頭周邊的多個(gè)紅外照明LED光源；通訊芯片輸入端與高幀率數(shù)字?jǐn)z像頭相連，輸出端與手勢(shì)交互行為處理芯片連接。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，用戶使用方便。
【IPC分類】G06F3/01, G09B5/06
【公開(kāi)號(hào)】CN204990185
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520438089
【發(fā)明人】朱祎, 王小軍
【申請(qǐng)人】蘇州青穎飛帆軟件科技有限公司
【公開(kāi)日】2016年1月20日
【申請(qǐng)日】2015年6月24日