CN107329632A - 基于红外线传感器的体感鼠标的手部运动信息处理方法 - Google Patents

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王永恒
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Abstract

本发明属于体感技术领域，公开了一种基于红外线传感器的体感鼠标的手部运动信息处理方法，所述手部运动信息处理方法包括：两个传感器建立空间直角坐标系，坐标的原点是两个传感器的中心，坐标的X轴平行于传感器，Y轴指向传感器正上方，Z轴垂直于X和Y轴；传感器根据每帧和前帧检测到的数据，进行分析判定，生成运动信息。本发明基于计算机视觉，利用摄像头采集手部运动信息，将采集的信息传送到计算机进行识别和判定，进而发出相应的指令操作；集成了图像识别和数据处理技术，手在空间的位置信息进行处理、识别、判定，进而对光标进行移动和点击操作。

Description

基于红外线传感器的体感鼠标的手部运动信息处理方法
技术领域
本发明属于体感技术领域，尤其涉及一种基于红外线传感器的体感鼠标的手部运动信息处理方法的手部运动信息处理方法。
背景技术
现在随着VR(Virtual Reality虚拟现实)，AR(Augmented Reality增强现实)技术越来越成熟，体感技术已经慢慢渗透到了我们日常的生活中。几乎所有的传统鼠标需要一个相对光滑的平面，所以不得不需要鼠标垫；对无线鼠标而言，灵敏度没有有线鼠标高，延迟较大，需要定期更换电池，适应性没有有线鼠标好，价格相对普通有线鼠标高；稍微高端一点的蓝牙鼠标对硬件配置要求高，样式少，还有目标用户限制。
综上所述，现有技术存在的问题是：目前的鼠标存在需要鼠标垫，操作受到物理硬件的限制，长期使用会产生“鼠标手”等问题，操作方式单一，针对一些特定场所操作不方便。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于红外线传感器的体感鼠标的手部运动信息处理方法。
本发明是这样实现的，一种手部运动信息处理方法，所述手部运动信息处理方法包括：
步骤一、两个传感器建立空间直角坐标系，坐标的原点是两个传感器的中心，坐标的X轴平行于传感器，Y轴指向传感器正上方，Z轴垂直于X和Y轴；
步骤二、传感器根据每帧和前帧检测到的数据，进行分析判定，生成运动信息。
进一步，所述传感器以帧的形式发送检测到关于手的空间信息。
进一步，所述传感器采用双摄像头。
进一步，手掌放置在传感器上方，手指和Z轴平行；从掌跟到指尖的方向定义为手的方向，记为方向向量。
进一步，以手掌方向向量为参考，设置偏移程度阈值：当手完全偏移向左时X轴矢量大小记为-1，手完全偏移向右时X轴矢量大小记为1；当手指向上与Y轴平行时矢量大小记为1，手指向下与Y轴平行时矢量大小记为-1。
进一步，当手向左偏移时，方向向量在X轴方向上的矢量大小小于-0.5，此时判定为左，通过计算机发出向左的指令；当手向右时，方向向量在x轴方向上的矢量大小大于0.45，此时判定为右，通过计算机向小车发出向右指令；当手向前时，方向向量在Y轴方向上的矢量大小小于0.3，此时判定为前，通过计算机发出向前指令；当手向上时，方向向量在Y轴方向上的矢量大小大于0.7，此时判定为后，通过计算机发出向后运动的指令。
本发明的另一目的在于提供一种应用所述手部运动信息处理方法的鼠标，所述鼠标点击时，手做出点击的动作，计算机会检测方向矢量的大小变化，如果没有大幅度的数值变化，则会判定为有效点击，运行点击命令，如果有大幅度的数值变化，则会判定为移动，运行移动命令；滚动是依靠顺时针/逆时针的画圈的半径大小来判定是否执行向前滚动/向后滚动；当手画出一个圈时，计算机会检测空间中圆的半径是否大于设定的阈值40，若是则执行滚动命令。
本发明的另一目的在于提供一种应用所述手部运动信息处理方法的多媒体教学系统，所述手部运动信息处理方法的向左、向右的指令应用于教学演示PPT的向前翻页、向后翻页，以及音乐播放器切歌时的前一首、后一首指令。
本发明的另一目的在于提供一种应用所述手部运动信息处理方法的WIFI智能小车，所述手部运动信息处理方法的向左、向右、向前、向后的控制指令应用于WIFI智能小车向左、向右、向前、向后运动。
本发明的优点及积极效果为：基于计算机视觉，利用摄像头采集手部运动信息，将采集的信息传送到计算机进行识别和判定，进而发出相应的指令操作；集成了图像识别和数据处理技术，手在空间的位置信息进行处理、识别、判定，进而对光标进行移动和点击操作。
本发明提出的基于红外线传感器的体感鼠标的手部运动信息处理方法能够摆脱物理鼠标、鼠标垫等限制，通过手势运动即可实现对电脑及相关外部设备的控制，能够有效避免“鼠标手”症状的发生，而且操作方式更加具有趣味性，方便性。本发明能够应用于教学演示PPT，歌曲切换，进行一些娱乐游戏，操控WIFI智能小车，具有操作性新颖，功能多样化的优点。
附图说明
图1是本发明实施例提供的手部运动信息处理方法流程图；
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明针对于现有技术存在的问题,本发明提出的基于红外线传感器的体感鼠标的手部运动信息处理方法能够摆脱物理鼠标、鼠标垫等限制，通过手势运动即可实现对电脑及相关外部设备的控制，能够有效避免“鼠标手”症状的发生，而且操作方式更加具有趣味性，方便性。
下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。
如图1所示，本发明实施例提供的基于红外线传感器的体感鼠标的手部运动信息处理方法包括：
S101：双摄像头传感器配合中间红外LED灯建立空间笛卡尔坐标系，坐标的原点是两个传感器的中心，坐标的X轴平行于传感器，Y轴指向传感器正上方，Z轴垂直于X和Y轴，获取空间中手的坐标信息，将信息进行3D建模，传输到计算机中；
S102：计算机将传感器输入的数据经过判定后转换成运动指令，光标做出对应的运动。
本发明实施例提供的基于红外线传感器的体感鼠标的手部运动信息处理方法的具体包括以下步骤：
步骤一、用USB连接线连接传感器和计算机，手掌放置在传感器上方，手指和Z轴平行，将从掌跟到指尖的方向定义为手的方向，记为方向向量。
步骤二、以手掌的方向向量为参考，设置偏移程度阈值：当手完全偏移向左时X轴矢量大小记为-1，手完全偏移向右时X轴矢量大小记为1；当手指向上与Y轴平行时矢量大小记为1，手指向下与Y轴平行时矢量大小记为-1。
步骤三、将计算机连接到小车的WIFI信号，当手向左偏移时，方向向量在X轴方向上的矢量大小小于-0.5，此时判定为左，通过计算机发出向左的指令，小车就会向左转；当手向右时，方向向量在x轴方向上的矢量大小大于0.45，此时判定为右，通过计算机向小车发出向右指令，小车就会向右转；当手向前时，方向向量在Y轴方向上的矢量大小小于0.3，此时判定为前，通过计算机发出向前指令，小车就会向前进；当手向上时，方向向量在Y轴方向上的矢量大小大于0.7，此时判定为后，通过计算机发出向后运动的指令，小车就会向后退。
本发明实施例提供的基于红外线传感器的体感鼠标的手部运动信息处理方法除了控制小车运动之外，体感鼠标还能够正常运行传统鼠标的点击、滚动等普通操作。点击时，手做出点击的动作，计算机会检测方向矢量的大小变化，如果没有大幅度的数值变化，则会判定为有效点击，运行点击命令，如果有大幅度的数值变化，则会判定为移动，运行移动命令。滚动是依靠顺时针/逆时针的画圈的半径大小来判定是否执行向前滚动/向后滚动。当手画出一个圈时，计算机会检测空间中圆的半径是否大于设定的阈值40，若是则执行滚动命令。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种手部运动信息处理方法，其特征在于，所述手部运动信息处理方法包括：
步骤一、两个传感器建立空间直角坐标系，坐标的原点是两个传感器的中心，坐标的X轴平行于传感器，Y轴指向传感器正上方，Z轴垂直于X和Y轴；
步骤二、传感器根据每帧和前帧检测到的数据，进行分析判定，生成运动信息。
2.如权利要求1所述的手部运动信息处理方法，其特征在于，所述传感器以帧的形式发送检测到关于手的空间信息。
3.如权利要求1所述的手部运动信息处理方法，其特征在于，所述传感器采用双摄像头。
4.如权利要求1所述的手部运动信息处理方法，其特征在于，手掌放置在传感器上方，手指和Z轴平行；从掌跟到指尖的方向定义为手的方向，记为方向向量。
5.如权利要求4所述的手部运动信息处理方法，其特征在于，以手掌方向向量为参考，设置偏移程度阈值：当手完全偏移向左时X轴矢量大小记为-1，手完全偏移向右时X轴矢量大小记为1；当手指向上与Y轴平行时矢量大小记为1，手指向下与Y轴平行时矢量大小记为-1。
6.如权利要求4所述的手部运动信息处理方法，其特征在于，当手向左偏移时，方向向量在X轴方向上的矢量大小小于-0.5，此时判定为左，通过计算机发出向左的指令；当手向右时，方向向量在x轴方向上的矢量大小大于0.45，此时判定为右，通过计算机向小车发出向右指令；当手向前时，方向向量在Y轴方向上的矢量大小小于0.3，此时判定为前，通过计算机发出向前指令；当手向上时，方向向量在Y轴方向上的矢量大小大于0.7，此时判定为后，通过计算机发出向后运动的指令。
7.一种应用权利要求1～6任意一项所述手部运动信息处理方法的鼠标，其特征在于，所述鼠标点击时，手做出点击的动作，计算机会检测方向矢量的大小变化，如果没有大幅度的数值变化，则会判定为有效点击，运行点击命令，如果有大幅度的数值变化，则会判定为移动，运行移动命令；滚动是依靠顺时针/逆时针的画圈的半径大小来判定是否执行向前滚动/向后滚动；当手画出一个圈时，计算机会检测空间中圆的半径是否大于设定的阈值40，若是则执行滚动命令。
8.一种应用权利要求1～6任意一项所述手部运动信息处理方法的多媒体教学系统，其特征在于，所述手部运动信息处理方法的向左、向右的指令应用于教学演示PPT的向前翻页、向后翻页，以及音乐播放器切歌时的前一首、后一首指令。
9.一种应用权利要求1～6任意一项所述手部运动信息处理方法的WIFI智能小车，其特征在于，所述手部运动信息处理方法的向左、向右、向前、向后的控制指令应用于WIFI智能小车向左、向右、向前、向后运动。
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