CN103412649A - 基于非接触式手部动作捕捉的控制系统 - Google Patents

基于非接触式手部动作捕捉的控制系统 Download PDF

Info

Publication number
CN103412649A
CN103412649A CN2013103624089A CN201310362408A CN103412649A CN 103412649 A CN103412649 A CN 103412649A CN 2013103624089 A CN2013103624089 A CN 2013103624089A CN 201310362408 A CN201310362408 A CN 201310362408A CN 103412649 A CN103412649 A CN 103412649A
Authority
CN
China
Prior art keywords
hand motion
information
control system
motion capture
list
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2013103624089A
Other languages
English (en)
Inventor
张国祥
刘津华
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CRENOVATOR LAB (SUZHOU) Co Ltd
Original Assignee
CRENOVATOR LAB (SUZHOU) Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CRENOVATOR LAB (SUZHOU) Co Ltd filed Critical CRENOVATOR LAB (SUZHOU) Co Ltd
Priority to CN2013103624089A priority Critical patent/CN103412649A/zh
Publication of CN103412649A publication Critical patent/CN103412649A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

本发明涉及一种基于非接触式手部动作捕捉的控制系统，通过手部动作捕捉分析系统捕捉用户手部动作对所要控制的对象进行操作，该系统可近距离高精度地捕捉手指细微动作，通过手部动作捕捉传感器将用户的手部动作发送至需要操控的对象上进行操作。

Description

基于非接触式手部动作捕捉的控制系统
技术领域
本发明涉及一种动作捕捉系统，尤其涉及一种基于非接触式手部动作捕捉的控制系统。
背景技术
动作捕捉技术是一种用来记录人体动作，并将其转化为数字模式的技术。其基本原理，就是将人或动作的动作、空间位移记录下来，并以此数据驱动虚拟角色运动。
现有的动作捕捉技术主要应用在人机交互系统上，如影视、游戏制作，动画教学、体感游戏等方面。但现有的动作捕捉技术只能捕捉肢体动作，不能对手指进行近距离高精度动作捕捉，不能通过捕捉手的动作来对对象进行操控，在一些特殊的场合，如危险性实验，需要依靠手部的动作来完成，但是不能置于这样一个危险的环境进行实验。因此，亟需设计可近距离高精度对手指细微动作的捕捉系统，通过捕捉手指的动作来实现对客体进行操控。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，提供一种可近距离高精度捕捉手指细微动作的系统。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种基于非接触式手部动作捕捉的控制系统，其特征在于：通过手部动作捕捉分析系统捕捉用户手部动作对所要控制的对象进行操作，所述动作捕捉分析系统包括手部动作捕捉传感器，所述手部动作捕捉传感器连接有手部动作摄像头，所述手部动作捕捉传感器通过所述手部动作摄像头从不同角度捕捉画面并生成数据，通过数据处理模块重建手部的三维空间的运动信息对所要控制的对象进行操作。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述画面生成的数据包括手部旋转的轴向向量、旋转的角度、旋转的矩阵、缩放因子、平移向量。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述的运动信息包括所有手掌的列表及信息、所有手指的列表及信息、手持工具的列表及信息。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述手部动作捕捉传感器对所述所有手掌的列表及信息、所有手指的列表及信息、手持工具的列表及信息进行标识，根据标识查询运动信息。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述手部动作捕捉传感器实时将所述运动信息发送至所述控制对象进行操作。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述控制对象为文稿演示设备。
本发明一个较佳实施例中，进一步包括所述控制对象为机械手。
本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明的基于非接触式手部动作捕捉的控制系统，可近距离高精度地捕捉手指细微动作，通过手部动作捕捉传感器将用户的手部动作发送至需要操控的对象上进行操作。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的流程图；
图2是本发明的架构图；
图3是本发明的实施例一的流程图；
图4是本发明的实施例二的流程图。
具体实施方式
现在结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1和图2所示，一种基于非接触式手部动作捕捉的控制系统，通过手部动作捕捉分析系统捕捉用户手部动作对所要控制的对象进行操作，动作捕捉分析系统包括手部动作捕捉传感器，手部动作捕捉传感器连接有两个手部动作摄像头，手部动作捕捉传感器通过手部动作摄像头从不同角度捕捉画面并生成数据，通过数据处理模块重建手部的三维空间的运动信息对所要控制的对象进行操作。
本发明的手部动作捕捉传感器实现的是近距离动作捕捉，手部动作捕捉摄像头捕捉、检测的范围在手部动作捕捉传感器上方（或前方）60cm的呈四棱锥体的空间内。
手部动作捕捉传感器根据手部动作捕捉摄像头每帧和前帧检测到的数据，生成运动信息，运动信息可包括手部的平移、旋转、缩放等，具体可将两只手朝一个方向移动定义为平移，朝相反方向移动定位为缩放，手掌握成拳头可定义为旋转；因此，手部动作捕捉传感器将画面生成的数据需包括手部旋转的轴向向量、旋转的角度、旋转的矩阵、缩放因子、平移向量，对于单只手检测的数据包括手掌的中心位置、手掌移动的速度、手掌的法向量、手掌的朝向、手掌弯曲时的中心与半径；当手上握有工具，也可检测到手指和工具的数据，具体为：长度、宽度、方向、指尖位置、指尖速度。通过检测到的这些数据生成含有所有手掌的列表及信息、所有手指的列表及信息、手持工具的列表及信息的运动信息，手部动作捕捉传感器对所述所有手掌的列表及信息、所有手指的列表及信息、手持工具的列表及信息进行标识，当手掌、手指、工具保持在四棱锥体的空间范围内，手部动作捕捉传感器可根据这些不会变化的标识查询运动信息，并将运动信息发送至控制对象，用户在手部动作摄像头前做各种手部动作，通过手部动作捕捉传感器的传送，间接地对控制对象实施动作，以达到相应的目的。
具体可通过以下两个实施例来阐述手部动作捕捉传感器的应用。
实施例一：
如图3所示，对文稿演示设备的操控。在很多场合都需要通过投影仪演示文稿，操作者将电脑或其他设备连接至投影仪，打开电脑上的文稿如PPT，在电脑的键盘上进行文稿的操控，比如切换到下一页、定位到某一页等操作，都需要手来操控键盘或鼠标，演示者在投影幕前演讲，同时还得走到电脑前进行操作，给演讲演示带来了不便。那么将文稿演示设备与手部动作捕捉传感器连接在一起，用户只需对着手部动作捕捉传感器上的手部动作摄像头做相关的动作，手部动作捕捉传感器将相关的动作发送至文稿演示设备，即可实现切换到下一页、定位到某一页等操作，操作者无需在投影屏幕与电脑之间走来走去，为操作者提供了极大的便利。
实施例二：
如图4所示，对机械手进行操控。在做危险性实验时，不能将实验人员置于这样一个危险的环境中进行实验，因此，可通过机械手来实现，实验人员在手部动作捕捉传感器前面做相应的动作，由手部动作捕捉传感器将手部动作发送给机械手，机械手完成相应的动作，即可避免实验人员亲自做实验而发生事故。
本发明的基于非接触式手部动作捕捉的控制系统，可近距离高精度地捕捉手指细微动作，通过手部动作捕捉传感器将用户的手部动作发送至需要操控的对象上进行操作。
以上依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定技术性范围。

Claims (7)

1.一种基于非接触式手部动作捕捉的控制系统，其特征在于：通过手部动作捕捉分析系统捕捉用户手部动作对所要控制的对象进行操作，所述动作捕捉分析系统包括手部动作捕捉传感器，所述手部动作捕捉传感器连接有手部动作摄像头，所述手部动作捕捉传感器通过所述手部动作摄像头从不同角度捕捉画面并生成数据，通过数据处理模块重建手部的三维空间的运动信息对所要控制的对象进行操作。
2.根据权利要求1所述的基于非接触式手部动作捕捉的控制系统，其特征在于：所述画面生成的数据包括手部旋转的轴向向量、旋转的角度、旋转的矩阵、缩放因子、平移向量。
3.根据权利要求2所述的基于非接触式手部动作捕捉的控制系统，其特征在于：所述的运动信息包括所有手掌的列表及信息、所有手指的列表及信息、手持工具的列表及信息。
4.根据权利要求3所述的基于非接触式手部动作捕捉的控制系统，其特征在于：所述手部动作捕捉传感器对所述所有手掌的列表及信息、所有手指的列表及信息、手持工具的列表及信息进行标识，根据标识查询运动信息。
5.根据权利要求4所述的基于非接触式手部动作捕捉的控制系统，其特征在于：所述手部动作捕捉传感器实时将所述运动信息发送至所述控制对象进行操作。
6.根据权利要求5所述的基于非接触式手部动作捕捉的控制系统，其特征在于：所述控制对象为文稿演示设备。
7.根据权利要求5所述的基于非接触式手部动作捕捉的控制系统，其特征在于：所述控制对象为机械手。
CN2013103624089A 2013-08-20 2013-08-20 基于非接触式手部动作捕捉的控制系统 Pending CN103412649A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2013103624089A CN103412649A (zh) 2013-08-20 2013-08-20 基于非接触式手部动作捕捉的控制系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2013103624089A CN103412649A (zh) 2013-08-20 2013-08-20 基于非接触式手部动作捕捉的控制系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN103412649A true CN103412649A (zh) 2013-11-27

Family

ID=49605667

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2013103624089A Pending CN103412649A (zh) 2013-08-20 2013-08-20 基于非接触式手部动作捕捉的控制系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103412649A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104752445A (zh) * 2013-12-25 2015-07-01 昆山工研院新型平板显示技术中心有限公司 交互式电子装置及其像素单元

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101504832A (zh) * 2009-03-24 2009-08-12 北京理工大学 基于手部动作感应的虚拟演奏系统
CN101581969A (zh) * 2009-01-06 2009-11-18 香港应用科技研究院有限公司 运动驱动系统和相关的运动数据库
CN102426477A (zh) * 2011-08-09 2012-04-25 广东科学中心 一种手势侦测方法及侦测装置
CN202362731U (zh) * 2011-10-31 2012-08-01 北京德信互动网络技术有限公司 人机互动系统
CN102769802A (zh) * 2012-06-11 2012-11-07 西安交通大学 一种智能电视机的人机交互系统及其交互方法
CN103112007A (zh) * 2013-02-06 2013-05-22 华南理工大学 基于混合传感器的人机交互方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101581969A (zh) * 2009-01-06 2009-11-18 香港应用科技研究院有限公司 运动驱动系统和相关的运动数据库
CN101504832A (zh) * 2009-03-24 2009-08-12 北京理工大学 基于手部动作感应的虚拟演奏系统
CN102426477A (zh) * 2011-08-09 2012-04-25 广东科学中心 一种手势侦测方法及侦测装置
CN202362731U (zh) * 2011-10-31 2012-08-01 北京德信互动网络技术有限公司 人机互动系统
CN102769802A (zh) * 2012-06-11 2012-11-07 西安交通大学 一种智能电视机的人机交互系统及其交互方法
CN103112007A (zh) * 2013-02-06 2013-05-22 华南理工大学 基于混合传感器的人机交互方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104752445A (zh) * 2013-12-25 2015-07-01 昆山工研院新型平板显示技术中心有限公司 交互式电子装置及其像素单元
CN104752445B (zh) * 2013-12-25 2018-08-17 昆山工研院新型平板显示技术中心有限公司 交互式电子装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10261595B1 (en) High resolution tracking and response to hand gestures through three dimensions
KR101652535B1 (ko) 차량 인터페이스를 위한 제스처 기반 제어 시스템
TWI540461B (zh) 手勢輸入的方法及系統
US20060092178A1 (en) Method and system for communicating through shared media
EP2926224B1 (en) Virtual and augmented reality instruction system
US9063573B2 (en) Method and system for touch-free control of devices
Wang et al. EGGNOG: A continuous, multi-modal data set of naturally occurring gestures with ground truth labels
CN103092432A (zh) 人机交互操作指令的触发控制方法和系统及激光发射装置
US20100103092A1 (en) Video-based handwritten character input apparatus and method thereof
US20190050132A1 (en) Visual cue system
CN109145802B (zh) 基于Kinect的多人手势人机交互方法及装置
CN104090465B (zh) 一种三维交互式投影成像方法
CN106293099A (zh) 手势识别方法及系统
Baig et al. Qualitative analysis of a multimodal interface system using speech/gesture
Saoji et al. Air canvas application using Opencv and numpy in python
CN111506200B (zh) 一种基于体感互动控制投影的系统和方法
CN103412649A (zh) 基于非接触式手部动作捕捉的控制系统
Zhang et al. A hybrid 2D–3D tangible interface combining a smartphone and controller for virtual reality
Jackson et al. Sketching over props: Understanding and interpreting 3D sketch input relative to rapid prototype props
CN107329578A (zh) 一种手势识别装置、远程写字系统及其应用方法
Khan A survey of interaction techniques and devices for large high resolution displays
Ugale et al. Overview on latest gesture controlled systems for robotic arm
Vasanthagokul et al. Virtual Mouse to Enhance User Experience and Increase Accessibility
Gulati et al. Paint/Writing Application through WebCam using MediaPipe and OpenCV
Raees et al. Thumb inclination-based manipulation and exploration, a machine learning based interaction technique for virtual environments

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20131127

RJ01 Rejection of invention patent application after publication