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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 基于激光投影及顏色識(shí)別的新型人機(jī)交互方式
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡(jiǎn)介：
- 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了各種先進(jìn)的人機(jī)交互方式。本發(fā)明提供一種基于顏色識(shí)別的人機(jī)交互方式，通過攝像頭識(shí)別戴在手指上的彩色指套，根據(jù)各種特征手勢(shì)作為設(shè)備如計(jì)算機(jī)的輸入。同時(shí)，引入一種成本較低的激光投影儀，構(gòu)建虛擬場(chǎng)景，使人機(jī)交互的應(yīng)用背景更加豐富多彩。
- 詳細(xì)介紹：
- 本系統(tǒng)提供一種基于顏色識(shí)別的人機(jī)交互方式，采用佩戴彩色指套的方式，在顏色識(shí)別輔助的基礎(chǔ)上做圖像識(shí)別，通過左手右手共四個(gè)彩色指套，經(jīng)圖像處理，產(chǎn)生等同于鼠標(biāo)和鍵盤事件的效果，即提供了一種通過手勢(shì)方式的鼠標(biāo)鍵盤控制方式，并能通過手指動(dòng)作放大縮小圖片，達(dá)到類似手機(jī)的多點(diǎn)觸控效果?？刂屏耸髽?biāo)之后，使用者就比較可能根據(jù)自己的需要對(duì)系統(tǒng)的功能進(jìn)行自定義的拓展。同時(shí)，制作便攜式的小型激光投影器，可以構(gòu)建虛擬場(chǎng)景，引入更加豐富的人機(jī)交互背景，使得上述的人機(jī)交互方式更加有實(shí)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(chǎng)推廣價(jià)值。 作品有四種演示功能： 1、 彩色指套多點(diǎn)觸控系統(tǒng)。通過圖像處理識(shí)別手指動(dòng)作，可由右手單手完成鼠標(biāo)左鍵、移動(dòng)等動(dòng)作，左右手配合還可放大縮小圖片，達(dá)到類似電容式觸摸屏的多點(diǎn)觸控效果，且可以非接觸。 2、 通過激光筆控制鼠標(biāo)。通過攝像頭捕捉屏幕邊框及激光筆的光點(diǎn)在屏幕上的位置，將光點(diǎn)位置設(shè)定為鼠標(biāo)的位置，即實(shí)現(xiàn)一種激光筆控制鼠標(biāo)的方法。 3、 虛擬場(chǎng)景一：當(dāng)右手?jǐn)[出手表的手勢(shì)時(shí)，攝像頭捕捉到此動(dòng)作，將令激光投影器產(chǎn)生時(shí)鐘的圖像，在其上面能看到正確的時(shí)間。 4、 虛擬場(chǎng)景二：模擬了一個(gè)打地鼠游戲。激光投影產(chǎn)生一幅打地鼠的游戲圖像，人可以用手或其它工具進(jìn)行打地鼠游戲。 創(chuàng)新點(diǎn)：（1）制作了一種基于動(dòng)態(tài)掃描的激光投影器，用來構(gòu)建虛擬場(chǎng)景，提供更加豐富的人機(jī)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(jiǎn)單一些，但指套的使用并不麻煩。（3）較好的擴(kuò)展性，在基于本系統(tǒng)的交互方式基礎(chǔ)上可以根據(jù)需要增加應(yīng)用背景。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 本系統(tǒng)以PC機(jī)為演示載體，有如下四種演示功能： 1、 彩色指套多點(diǎn)觸控系統(tǒng)。此模式下攝像頭對(duì)著人的手部，通過識(shí)別手指上的彩色指套及手部，判別出對(duì)應(yīng)的鼠標(biāo)鍵盤動(dòng)作如：左鍵、右鍵、滾輪、移動(dòng)等，作為新型的鼠標(biāo)鍵盤控制方式。達(dá)到的效果類似于手機(jī)電容觸摸屏的多點(diǎn)觸控效果，但可以非接觸。 2、 通過激光筆控制鼠標(biāo)。此模式下攝像頭對(duì)著電腦屏幕（實(shí)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(diǎn)在屏幕上的位置，將光點(diǎn)位置設(shè)定為鼠標(biāo)的位置，即實(shí)現(xiàn)一種激光筆控制鼠標(biāo)的交互方法。 3、 虛擬場(chǎng)景一：當(dāng)右手的拇指和食指在左手手腕處擺出手表的手勢(shì)時(shí)，攝像頭捕捉到此動(dòng)作，將發(fā)出控制信號(hào)，令激光投影器產(chǎn)生時(shí)鐘的圖像，在其上面能看到正確的時(shí)間。 4、 虛擬場(chǎng)景二：模擬了一個(gè)打地鼠游戲。激光投影產(chǎn)生一個(gè)幅打地鼠的游戲圖像，人可以用手或其它工具進(jìn)行打地鼠游戲。 創(chuàng)新點(diǎn)：（1）制作了一種基于動(dòng)態(tài)掃描的激光投影器，用來構(gòu)建虛擬場(chǎng)景，提供更加豐富的人機(jī)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(jiǎn)單一些，但指套的使用并不麻煩。（3）較好的擴(kuò)展性，在基于本系統(tǒng)的交互方式基礎(chǔ)上可以根據(jù)需要增加應(yīng)用背景。 技術(shù)關(guān)鍵：（1）在顏色輔助的基礎(chǔ)上通過圖像處理識(shí)別手勢(shì)動(dòng)作；（2）小型激光投影儀的制作；（3）PC機(jī)上鼠標(biāo)等與操作系統(tǒng)相關(guān)的資源的運(yùn)用。 技術(shù)指標(biāo)：攝像頭采集圖像禎數(shù)；手部動(dòng)作識(shí)別率；激光投影器分辨率及保真度；產(chǎn)品成本。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 1、目前的人機(jī)交互方式主要有鍵盤、鼠標(biāo)以及觸摸屏等，觸摸屏上較先進(jìn)的有多點(diǎn)觸控技術(shù)，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(jī)交互方式，但存在識(shí)別率偏低的缺點(diǎn)，更重要的是一般對(duì)特定的系統(tǒng)有為其量身定做的交互方式，較難進(jìn)行拓展，可適用性不強(qiáng)。 2、本系統(tǒng)采用彩色指套進(jìn)行顏色識(shí)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(zhǔn)確率。通過圖像處理后將其外部特征動(dòng)作轉(zhuǎn)變?yōu)槲覀兯煜さ腜C機(jī)鼠標(biāo)、鍵盤事件，之后可以根據(jù)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(gòu)建虛擬場(chǎng)景，引入更加豐富的人機(jī)交互背景，使得上述的人機(jī)交互方式更加有實(shí)際意義。同時(shí)，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(chǎng)推廣價(jià)值。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 無
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 樣品
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 使用說明： 進(jìn)入系統(tǒng)界面后，有四項(xiàng)演示功能供選擇：1、基于顏色識(shí)別的多點(diǎn)觸控系統(tǒng)，通過手指動(dòng)作達(dá)到等同于鼠標(biāo)鍵盤的控制效果。2、激光控制鼠標(biāo)功能。此模式下，將激光筆的光點(diǎn)位置設(shè)置為鼠標(biāo)位置，可作為電子教鞭及游戲交互的手段。3、虛擬時(shí)鐘功能。當(dāng)做出特定的手部動(dòng)作時(shí)，激光投影器將產(chǎn)生時(shí)鐘的虛擬場(chǎng)景。4、虛擬打地鼠游戲。激光投影器產(chǎn)生打地鼠游戲的界面，可以用手或其它工具進(jìn)行打地鼠游戲。 前兩項(xiàng)功能主要與PC機(jī)相關(guān)，后兩項(xiàng)與激光投影器相關(guān)，但都運(yùn)用了圖像處理技術(shù)。 本產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)、適用范圍及推廣: 本系統(tǒng)可擴(kuò)展性強(qiáng)，通過基于顏色識(shí)別的多點(diǎn)觸控技術(shù)，達(dá)到等同于鼠標(biāo)及鍵盤等的控制作用，可根據(jù)用戶需要進(jìn)行功能擴(kuò)展。同時(shí)，加入自制的激光投影器，可以構(gòu)建虛擬場(chǎng)景，使得人機(jī)交互的應(yīng)用背景更加豐富，更有實(shí)際意義。 同時(shí)，本系統(tǒng)成本較為低廉，只需要簡(jiǎn)單的攝像頭及激光投影器即可實(shí)現(xiàn)功能，且由于上文所述的可擴(kuò)展性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，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(dāng)前國內(nèi)外較大部分場(chǎng)合依然傳統(tǒng)的人機(jī)交互方式，如鍵盤、鼠標(biāo)、觸摸屏等。但已有一些類似的人機(jī)交互產(chǎn)品的研發(fā)，如基于圖像處理或加速度傳感器的手勢(shì)識(shí)別等，但這些產(chǎn)品都有較大的局限性，因?yàn)橹贿m應(yīng)于特定的應(yīng)用背景和軟件環(huán)境，例如對(duì)于某一款電腦游戲有其特定的手勢(shì)，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(duì)其進(jìn)行拓展。 同時(shí)，目前基于手勢(shì)等的圖像識(shí)別多數(shù)容易受背景、光線等的影響，需要進(jìn)行一定的調(diào)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(shí)別輔助的基礎(chǔ)上，便于做圖像識(shí)別，通過左手右手共四個(gè)彩色指套，經(jīng)圖像處理，產(chǎn)生等同于鼠標(biāo)和鍵盤事件的效果，即提供了一種通過手勢(shì)方式的鼠標(biāo)鍵盤控制方式?？刂屏耸髽?biāo)之后，使用者就比較可能根據(jù)自己的需要對(duì)系統(tǒng)的功能進(jìn)行自定義的拓展。同時(shí)，制作便攜式的小型激光投影器，可以構(gòu)建虛擬場(chǎng)景，引入更加豐富的人機(jī)交互背景，使得上述的人機(jī)交互方式更加有實(shí)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(chǎng)推廣價(jià)值。
