基本信息
- 項目名稱：
- 基于激光投影及顏色識別的新型人機交互方式
- 小類：
- 信息技術
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 隨著科學技術的發(fā)展，出現(xiàn)了各種先進的人機交互方式。本發(fā)明提供一種基于顏色識別的人機交互方式，通過攝像頭識別戴在手指上的彩色指套，根據各種特征手勢作為設備如計算機的輸入。同時，引入一種成本較低的激光投影儀，構建虛擬場景，使人機交互的應用背景更加豐富多彩。
- 詳細介紹：
- 本系統(tǒng)提供一種基于顏色識別的人機交互方式，采用佩戴彩色指套的方式，在顏色識別輔助的基礎上做圖像識別，通過左手右手共四個彩色指套，經圖像處理，產生等同于鼠標和鍵盤事件的效果，即提供了一種通過手勢方式的鼠標鍵盤控制方式，并能通過手指動作放大縮小圖片，達到類似手機的多點觸控效果?？刂屏耸髽酥?，使用者就比較可能根據自己的需要對系統(tǒng)的功能進行自定義的拓展。同時，制作便攜式的小型激光投影器，可以構建虛擬場景，引入更加豐富的人機交互背景，使得上述的人機交互方式更加有實際意義。本系統(tǒng)的成本較為低廉，主要在于攝像頭及小型的激光投影儀，具有較好的市場推廣價值。 作品有四種演示功能： 1、 彩色指套多點觸控系統(tǒng)。通過圖像處理識別手指動作，可由右手單手完成鼠標左鍵、移動等動作，左右手配合還可放大縮小圖片，達到類似電容式觸摸屏的多點觸控效果，且可以非接觸。 2、 通過激光筆控制鼠標。通過攝像頭捕捉屏幕邊框及激光筆的光點在屏幕上的位置，將光點位置設定為鼠標的位置，即實現(xiàn)一種激光筆控制鼠標的方法。 3、 虛擬場景一：當右手擺出手表的手勢時，攝像頭捕捉到此動作，將令激光投影器產生時鐘的圖像，在其上面能看到正確的時間。 4、 虛擬場景二：模擬了一個打地鼠游戲。激光投影產生一幅打地鼠的游戲圖像，人可以用手或其它工具進行打地鼠游戲。 創(chuàng)新點：（1）制作了一種基于動態(tài)掃描的激光投影器，用來構建虛擬場景，提供更加豐富的人機交互背景；（2）系統(tǒng)中，彩色指套的使用，使得圖像處理變得簡單一些，但指套的使用并不麻煩。（3）較好的擴展性，在基于本系統(tǒng)的交互方式基礎上可以根據需要增加應用背景。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術關鍵和主要技術指標
- 本系統(tǒng)以PC機為演示載體，有如下四種演示功能： 1、 彩色指套多點觸控系統(tǒng)。此模式下攝像頭對著人的手部，通過識別手指上的彩色指套及手部，判別出對應的鼠標鍵盤動作如：左鍵、右鍵、滾輪、移動等，作為新型的鼠標鍵盤控制方式。達到的效果類似于手機電容觸摸屏的多點觸控效果，但可以非接觸。 2、 通過激光筆控制鼠標。此模式下攝像頭對著電腦屏幕（實際推廣中可以是其它，如投影儀的屏幕），通過捕捉屏幕邊框及激光筆的光點在屏幕上的位置，將光點位置設定為鼠標的位置，即實現(xiàn)一種激光筆控制鼠標的交互方法。 3、 虛擬場景一：當右手的拇指和食指在左手手腕處擺出手表的手勢時，攝像頭捕捉到此動作，將發(fā)出控制信號，令激光投影器產生時鐘的圖像，在其上面能看到正確的時間。 4、 虛擬場景二：模擬了一個打地鼠游戲。激光投影產生一個幅打地鼠的游戲圖像，人可以用手或其它工具進行打地鼠游戲。 創(chuàng)新點：（1）制作了一種基于動態(tài)掃描的激光投影器，用來構建虛擬場景，提供更加豐富的人機交互背景；（2）系統(tǒng)中，彩色指套的使用，使得圖像處理變得簡單一些，但指套的使用并不麻煩。（3）較好的擴展性，在基于本系統(tǒng)的交互方式基礎上可以根據需要增加應用背景。 技術關鍵：（1）在顏色輔助的基礎上通過圖像處理識別手勢動作；（2）小型激光投影儀的制作；（3）PC機上鼠標等與操作系統(tǒng)相關的資源的運用。 技術指標：攝像頭采集圖像禎數(shù)；手部動作識別率；激光投影器分辨率及保真度；產品成本。
科學性、先進性
- 1、目前的人機交互方式主要有鍵盤、鼠標以及觸摸屏等，觸摸屏上較先進的有多點觸控技術，但都是接觸式的。近年來也出現(xiàn)了一些基于圖像處理的非接觸式人機交互方式，但存在識別率偏低的缺點，更重要的是一般對特定的系統(tǒng)有為其量身定做的交互方式，較難進行拓展，可適用性不強。 2、本系統(tǒng)采用彩色指套進行顏色識別作為輔助手段，在一定程度上降低了圖像處理的難度，并提高了準確率。通過圖像處理后將其外部特征動作轉變?yōu)槲覀兯煜さ腜C機鼠標、鍵盤事件，之后可以根據用戶需要來做各種控制。 3、本系統(tǒng)制作了便攜式的小型激光投影器，可以構建虛擬場景，引入更加豐富的人機交互背景，使得上述的人機交互方式更加有實際意義。同時，系統(tǒng)成本較為低廉，主要在于攝像頭及小型的激光投影儀，具有較好的市場推廣價值。
獲獎情況及鑒定結果
- 無
作品所處階段
- 實驗室階段
技術轉讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 樣品
使用說明,技術特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經濟效益預測
- 使用說明： 進入系統(tǒng)界面后，有四項演示功能供選擇：1、基于顏色識別的多點觸控系統(tǒng)，通過手指動作達到等同于鼠標鍵盤的控制效果。2、激光控制鼠標功能。此模式下，將激光筆的光點位置設置為鼠標位置，可作為電子教鞭及游戲交互的手段。3、虛擬時鐘功能。當做出特定的手部動作時，激光投影器將產生時鐘的虛擬場景。4、虛擬打地鼠游戲。激光投影器產生打地鼠游戲的界面，可以用手或其它工具進行打地鼠游戲。 前兩項功能主要與PC機相關，后兩項與激光投影器相關，但都運用了圖像處理技術。 本產品優(yōu)勢、適用范圍及推廣: 本系統(tǒng)可擴展性強，通過基于顏色識別的多點觸控技術，達到等同于鼠標及鍵盤等的控制作用，可根據用戶需要進行功能擴展。同時，加入自制的激光投影器，可以構建虛擬場景，使得人機交互的應用背景更加豐富，更有實際意義。 同時，本系統(tǒng)成本較為低廉，只需要簡單的攝像頭及激光投影器即可實現(xiàn)功能，且由于上文所述的可擴展性強的優(yōu)點，適用于各種用戶，有很好的推廣前景。
同類課題研究水平概述
- 當前國內外較大部分場合依然傳統(tǒng)的人機交互方式，如鍵盤、鼠標、觸摸屏等。但已有一些類似的人機交互產品的研發(fā)，如基于圖像處理或加速度傳感器的手勢識別等，但這些產品都有較大的局限性，因為只適應于特定的應用背景和軟件環(huán)境，例如對于某一款電腦游戲有其特定的手勢，都是為特定的系統(tǒng)量身定制的，開放性較差，用戶很難甚至沒有辦法對其進行拓展。 同時，目前基于手勢等的圖像識別多數(shù)容易受背景、光線等的影響，需要進行一定的調試，這給使用者帶來一定的不便。 本系統(tǒng)采用彩色指套的方式，在顏色識別輔助的基礎上，便于做圖像識別，通過左手右手共四個彩色指套，經圖像處理，產生等同于鼠標和鍵盤事件的效果，即提供了一種通過手勢方式的鼠標鍵盤控制方式。控制了鼠標之后，使用者就比較可能根據自己的需要對系統(tǒng)的功能進行自定義的拓展。同時，制作便攜式的小型激光投影器，可以構建虛擬場景，引入更加豐富的人機交互背景，使得上述的人機交互方式更加有實際意義。本系統(tǒng)的成本較為低廉，主要在于攝像頭及小型的激光投影儀，具有較好的市場推廣價值。
