CN108459709A - 基于光学图像捕捉与处理的可穿戴式输入装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于光学图像捕捉与处理的可穿戴式输入装置包括手套、环形图像捕捉器和计算机，环形图像捕捉器包括环形带，环形带的一端上部布设有捕捉盒；捕捉盒内布设中央处理器、距离传感器、闪光灯、微型摄像头和无线传输模块；环形图像捕捉器通过无线传输模块与计算机连接。本发明还提供了一种基于光学图像捕捉与处理的可穿戴式输入方法，包括：环形图像捕捉器接近色块，检测环形图像捕捉器与色块间的距离；中央处理器判定检测数据是否超出设定距离阈值；摄像头将图像传送至中央处理器；将图像通过无线传输模块发送至计算机；计算机接收图像，将图像转换为键盘信息和鼠标指令输入至计算机。本发明实现了可穿戴式输入装置的输入功能。

Description

基于光学图像捕捉与处理的可穿戴式输入装置及方法

技术领域

本发明涉及智能输入设备领域，尤其涉及一种基于光学图像捕捉与处理的可穿戴式输入装置及方法。

背景技术

目前，随着社会的进步和科技水平的提高，可穿戴设备已逐渐出现在人们的生活中，如智能手环、智能眼镜和智能头戴等。键盘和鼠标也不例外，普遍的鼠标键盘等输入设备也越来越趋向于可穿戴的趋势，本发明主要解决传统式键盘的体积较大、携带不便的问题，同时克服了现有手套式键盘的复杂电路弊端。传统式的键盘分为两种，一种是与普通电脑相互搭配的敲击式实物键盘，另一种是触屏式虚拟键盘，例如平板电脑中存在的。传统的敲击式实物键盘在固定地点工作时确实发挥着重要的作用，操作方便，也是大多数人的第一选择，但是如果经常外出工作或者学习，那么该键盘就会由于体积较大变得不易于携带；随之而来的平板电脑选择了在屏幕中添加相应的触屏式虚拟键盘，这种方式代替了敲击式实物键盘，大大提高了移动便携性，但是该键盘需要占据屏幕中大部分面积，从而影响办公的效率，如果屏幕本身就比较小，那么触屏式虚拟键盘就会很小，也会影响打字的效率。

专利申请号为CN201611038392.6的中国发明专利公开了一种智能穿戴键盘装置及其输入方法，通过佩戴的传感器来感知手指的弯曲角度与运动状态，再将其转换为输入字符信息；该穿戴键盘的不足之处是：需要安装较多的传感器以及穿戴组件，不仅手套体积和重量都偏大，携带起来不方便，而且该穿戴键盘电路部分会十分复杂，同时电路易受到周围环境的影响，从而降低了其灵敏度。

专利申请号为201610832088.2的中国发明专利公开了一种输入方法、装置及可穿戴键盘，通过佩戴在10个手指上的键盘环检测到手指运动数据，从而确定手指敲击信息，当两个大拇指同时向下敲击，生成切换键盘状态的指令，再将生成的指令传输给智能设备，用于指示所述智能设备进行输入。该穿戴键盘的不足之处是：每个手指上都需要套上键盘环，穿戴过程麻烦且耗时；而且10个键盘环也提高了制作成本高和维修成本。为解决以上问题，本发明提供了一种基于光学图像捕捉与处理的可穿戴式输入装置及方法，通过图像捕捉与处理技术实现了可穿戴式输入装置的输入功能，并且丰富了可穿戴式设备的输入方式的多样性。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足和缺陷，提供一种基于光学图像捕捉与处理的可穿戴式输入装置及方法，通过图像捕捉与处理技术实现了可穿戴式输入装置的输入功能，并且丰富了可穿戴式设备的输入方式的多样性。

为实现所述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种基于光学图像捕捉与处理的可穿戴式输入装置，包括手套、环形图像捕捉器和计算机，所述手套包括手套A和手套B，所述环形图像捕捉器包括环形图像捕捉器A和环形图像捕捉器B，所述手套A和手套B为一双；所述手套除大拇指外其他每根手指肚上均纵向布设有三个色块，所述色块为正方形，所述手套A大拇指上套设有环形图像捕捉器A，所述手套B大拇指上套设有环形图像捕捉器B，所述环形图像捕捉器A和环形图像捕捉器B均包括环形带，所述环形带的一端上部布设有圆形的捕捉盒；所述捕捉盒内布设有中央处理器、距离传感器、闪光灯、微型摄像头和无线传输模块，所述捕捉盒上表面开设有圆孔，圆孔内嵌有微型摄像头、闪光灯、距离传感器和无线传输模块；所述距离传感器与中央处理器输入端连接，所述中央处理器连接微型摄像头、闪光灯、存储器和无线传输模块，所述环形图像捕捉器通过无线传输模块与计算机无线信号连接。

进一步地，所述色块缝制在手套上，所述色块上包括十二种不同颜色，颜色用C1～C12表示。

进一步地，所述色块上的十二种颜色分别为蓝色、红色、橙色、绿色、紫色、黑色、粉色、白色、黄色、灰色、褐色和青色；所述色块的十二种颜色分别有与其对应的RGB值。

进一步地，所述环形带与捕捉盒对应位置采用一段松紧带连接。

进一步地，所述距离传感器的检测精度为0.1cm～1cm；所述闪光灯采用4PIN三芯贴片白光LED灯，所述无线传输模块采用集成WiFi模块。

基于一种基于光学图像捕捉与处理的可穿戴式输入装置的一种基于光学图像捕捉与处理的可穿戴式输入方法，包括以下步骤：

步骤1：环形图像捕捉器接近色块，环形图像捕捉器上的距离传感器检测环形图像捕捉器与色块之间的距离，并将检测的距离以数据形式传送至中央处理器；

步骤2：中央处理器判定距离传感器检测到的数据是否超出设定距离阈值，若是，则返回步骤1；若否，中央处理器向摄像头和闪光灯发出控制指令；

步骤3：摄像头和闪光灯接收到控制指令后同时拍照和闪光，摄像头将拍照得到的图像数据传送至中央处理器；

步骤4：中央处理器将摄像头拍到的图像信息存储在存储器中，同时将图像数据通过无线传输模块发送至计算机；

步骤5：计算机接收到图像信息，根据图像信息的RGB值对应的编码表，将图像信息转换对应的键盘信息和鼠标指令并输入至计算机。

进一步地，所述环形图像捕捉器接近色块，包括环形图像捕捉器A或环形图像捕捉器B分别接近其所在手套上的色块。

进一步地，所述设定距离阈值为0.5cm。

进一步地，所述摄像头将拍照得到的图像数据传送至中央处理器，包括将拍照得到的图像信息以RGB值的数据形式传送至中央处理器。

进一步地，在所述步骤5之前还包括：在计算机中预先对手套A和手套B采集到的RGB值对应的键盘信息和鼠标指令进行编码，并储存在计算机中。

本发明的有益效果是：

1.本发明一种基于光学图像捕捉与处理的可穿戴式输入装置及方法，采用的手套上无电路板，手套保留原始的功能，依然有保暖的功能，其制作材料无特殊要求，毛绒、皮革、布料、橡胶和棉纱等材料均可。且携带轻便，拆卸方便，使用灵活；环形图像捕捉器和手套可以分开携带，手套可以任意折叠，不怕磨损，所占空间体积较小，重量较轻；使用时，再将环形图像捕捉器拿出，套在拇指相应的区域上，便可实现键盘功能；该装置性价比更高，微型摄像头为常用的摄像头，对像素要求不高，所用闪光灯可以使用普通的发光二极管，距离传感器为市面上智能手机内的常用零件，无线传输模块为常用的通信装置，这些零件的价格低廉，所用技术不复杂；该装置反应更快，比传统的传感器电路更快，相比于其他穿戴键盘，信息传递速率更高，打字的速度更快，过程中间没有人能感受到的延迟。

2.本发明一种基于光学图像捕捉与处理的可穿戴式输入装置及方法，该装置清洁和维修方便，手套与衣服材料相似，因此在使用一段时间后，可用水清洗，如果环形图像捕捉器中的零件有损坏，也可单独维修，适用性更强，对周围环境几乎没有要求，对于不同场合，无论光线过亮或过暗，均可以使用，如黑夜中、强光下；使用时无机械噪声，不影响周围的其他人，本发明中使用的技术是图像捕捉与处理，在整个使用过程中，环形图像捕捉器与各个色块触摸实现信号传递，没有传统键盘按键的机械噪声，适用于一些对于噪声要求低的特殊场合。

附图说明

图1是本发明基于光学图像捕捉与处理的可穿戴式输入装置的结构示意图。

图2是是本发明基于光学图像捕捉与处理的可穿戴式输入装置的结构框图。

图3是本发明基于光学图像捕捉与处理的可穿戴式输入装置的手套及色块的结构示意图。

图4是本发明基于光学图像捕捉与处理的可穿戴式输入装置的环形图像捕捉器结构示意图。

图5是本发明基于光学图像捕捉与处理的可穿戴式输入方法的流程示意图。

图中标号为：1为手套，101为色块，2为环形图像捕捉器，3为计算机，4为捕捉盒，5为松紧带，6为环形带，201为微型摄像头，202为闪光灯，203为距离传感器，204为无线传输模块，205为存储器，206为中央处理器。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

实施例1：如图1～图5所示，一种基于光学图像捕捉与处理的可穿戴式输入装置，包括手套1、环形图像捕捉器2和计算机3，所述手套包括手套A和手套B，所述环形图像捕捉器2包括环形图像捕捉器A和环形图像捕捉器B，所述手套A和手套B为一双；所述手套1除大拇指外其他每根手指肚上均纵向布设有三个色块101，所述色块101为正方形，所述手套A大拇指上套设有环形图像捕捉器A，所述手套B大拇指上套设有环形图像捕捉器B，所述环形图像捕捉器A和环形图像捕捉器B均包括环形带6，所述环形带6的一端上部布设有圆形的捕捉盒4；所述捕捉盒4内布设有中央处理器206、距离传感器203、闪光灯202、微型摄像头201和无线传输模块204，所述捕捉盒4上表面开设有圆孔，圆孔内嵌有微型摄像头201、闪光灯202、距离传感器203和无线传输模块204；所述距离传感器203与中央处理器206输入端连接，所述中央处理器206连接微型摄像头201、闪光灯202、存储器205和无线传输模块204，所述环形图像捕捉器2通过无线传输模块204与计算机3无线信号连接。

具体的，如图3所示为手套1及色块101的结构示意图，所述色块101缝制在手套1上，手套A上的区域A佩戴环形图像捕捉器A，手套B上的区域B佩戴环形图像捕捉器B；所述色块101上包括十二种不同颜色，颜色用C1～C12表示；所述色块101上的十二种颜色分别为蓝色、红色、橙色、绿色、紫色、黑色、粉色、白色、黄色、灰色、褐色和青色；所述色块101的十二种颜色分别有与其对应的RGB值；如表1所示为十二种颜色对应的RGB值；所述环形带6与捕捉盒4对应位置采用一段松紧带5连接；所述距离传感器203的检测精度为0.1cm～1cm；所述闪光灯202采用4PIN三芯贴片白光LED灯，所述无线传输模块204采用集成WiFi模块。

表1：十二种颜色对应的RGB值

编号	颜色	R	G	B
					C1	蓝色	0	0	255
C2	红色	255	0	0
					C3	橙色	255	165	0
C4	绿色	0	255	0
					C5	紫色	160	32	240
C6	黑色	0	0	0
					C7	粉色	255	20	147
C8	白色	255	250	250
					C9	黄色	255	255	0
C10	灰色	190	190	190
					C11	褐色	139	69	19
C12	青色	0	255	255

实施例2：基于一种基于光学图像捕捉与处理的可穿戴式输入装置的一种基于光学图像捕捉与处理的可穿戴式输入方法，包括以下步骤：

步骤S201：环形图像捕捉器2接近色块101，环形图像捕捉器2上的距离传感器203检测环形图像捕捉器2与色块101之间的距离，并将检测的距离以数据形式传送至中央处理器206；

步骤S202：中央处理器206判定距离传感器203检测到的数据是否超出设定距离阈值，若是，则返回步骤S201；若否，中央处理器206向摄像头和闪光灯202发出控制指令；所述设定距离阈值为0.5cm。

步骤S203：摄像头和闪光灯202接收到控制指令后同时拍照和闪光，摄像头将拍照得到的图像数据传送至中央处理器206；

步骤S204：中央处理器206将摄像头拍到的图像信息存储在存储器205中，同时将图像数据通过无线传输模块204发送至计算机3；

步骤S205：计算机3接收到图像信息，根据图像信息的RGB值对应的编码表，将图像信息转换对应的键盘信息和鼠标指令并输入至计算机3。

所述环形图像捕捉器2接近色块101，包括环形图像捕捉器A或环形图像捕捉器B分别接近其所在手套上的色块101所述摄像头将拍照得到的图像数据传送至中央处理器206，包括将拍照得到的图像信息以RGB值的数据形式传送至中央处理器206。

在所述步骤5之前还包括：在计算机3中预先对手套A和手套B采集到的RGB值对应的键盘信息和鼠标指令进行编码，并储存在计算机3中，如表2所示为手套A和手套B采集到图像的RGB值对应的键盘信息和鼠标指令；

表2：RGB值对应的键盘信息和鼠标指令

作为一种可实施方式，本实施例中采用具体的是实施例来说明，手套A的环形图像捕捉器A捕捉到C2位置的信息，根据表1，将C2位置的图像数据(即RGB值：255，0，0)送至计算机3中，手套B的环形图像捕捉器B捕捉到C3位置的信息，将C3位置的图像数据(即RGB值：255，165，0)送至计算机3中，计算机3首先通过比对RGB表得到手套A的颜色信息C2，也可以得到手套B的颜色信息C3，再将两只手套1的颜色信息对应于表2，手套A的颜色信息对应表2中的行，C2是第二行，手套B的颜色信息对应表2的列，C3是第三列，因此就是“2(@)”，将此对应的键盘信息输入至计算机3。

应当说明的是，以上所述之实施例只是本发明的较佳实施例而已，并非限制本发明的实施范围，故凡依本发明专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本发明申请专利范围内。

Claims (10)

1.一种基于光学图像捕捉与处理的可穿戴式输入装置，其特征在于，包括手套（1）、环形图像捕捉器（2）和计算机（3），所述手套（1）包括手套A和手套B，所述环形图像捕捉器（2）包括环形图像捕捉器A和环形图像捕捉器B，所述手套A和手套B为一双；所述手套除大拇指外其他每根手指肚上均纵向布设有三个色块（101），所述色块（101）为正方形，所述手套A大拇指上套设有环形图像捕捉器A，所述手套B大拇指上套设有环形图像捕捉器B，所述环形图像捕捉器A和环形图像捕捉器B均包括环形带（6），所述环形带（6）的一端上部布设有圆形的捕捉盒（4）；所述捕捉盒（4）内布设有中央处理器（206）、距离传感器（203）、闪光灯（202）、微型摄像头（201）和无线传输模块（204），所述捕捉盒（4）上表面开设有圆孔，圆孔内嵌有微型摄像头（201）、闪光灯（202）、距离传感器（203）和无线传输模块（204）；所述距离传感器（203）与中央处理器（206）输入端连接，所述中央处理器（206）连接微型摄像头（201）、闪光灯（202）、存储器（205）和无线传输模块（204），所述环形图像捕捉器（2）通过无线传输模块（204）与计算机（3）无线信号连接。

2.根据权利要求1所述的基于光学图像捕捉与处理的可穿戴式输入装置，其特征在于，所述色块（101）缝制在手套（1）上，所述色块（101）上包括十二种不同颜色，颜色用C1~C12表示。

3.根据权利要求2所述的基于光学图像捕捉与处理的可穿戴式输入装置，其特征在于，所述色块（101）上的十二种颜色分别为蓝色、红色、橙色、绿色、紫色、黑色、粉色、白色、黄色、灰色、褐色和青色；所述色块（101）的十二种颜色分别有与其对应的RGB值。

4.根据权利要求1所述的基于光学图像捕捉与处理的可穿戴式输入装置，其特征在于，所述环形带（6）与捕捉盒（4）对应位置采用一段松紧带（5）连接。

5.根据权利要求1所述的基于光学图像捕捉与处理的可穿戴式输入装置，其特征在于，所述距离传感器（203）的检测精度为0.1cm~1cm；所述闪光灯（202）采用4PIN三芯贴片白光LED灯，所述无线传输模块（204）采用集成WiFi模块。

6.基于权利要求1-5所述的任一种基于光学图像捕捉与处理的可穿戴式输入装置的一种基于光学图像捕捉与处理的可穿戴式输入方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：环形图像捕捉器（2）接近色块（101），环形图像捕捉器（2）上的距离传感器（203）检测环形图像捕捉器（2）与色块（101）之间的距离，并将检测的距离以数据形式传送至中央处理器（206）；

步骤2：中央处理器（206）判定距离传感器（203）检测到的数据是否超出设定距离阈值，若是，则返回步骤1；若否，中央处理器（206）向摄像头和闪光灯（202）发出控制指令；

步骤3：摄像头和闪光灯（202）接收到控制指令后同时拍照和闪光，摄像头将拍照得到的图像数据传送至中央处理器（206）；

步骤4：中央处理器（206）将摄像头拍到的图像信息存储在存储器（205）中，同时将图像数据通过无线传输模块（204）发送至计算机（3）；

步骤5：计算机（3）接收到图像信息，根据图像信息的RGB值对应的编码表，将图像信息转换对应的键盘信息和鼠标指令并输入至计算机（3）。

7.根据权利要求6所述的基于光学图像捕捉与处理的可穿戴式输入方法，其特征在于，所述环形图像捕捉器（2）接近色块（101），包括环形图像捕捉器A或环形图像捕捉器B分别接近其所在手套（1）上的色块（101）。

8.根据权利要求6所述的基于光学图像捕捉与处理的可穿戴式输入方法，其特征在于，所述设定距离阈值为0.5cm。

9.根据权利要求6所述的基于光学图像捕捉与处理的可穿戴式输入方法，其特征在于，所述摄像头将拍照得到的图像数据传送至中央处理器（206），包括将拍照得到的图像信息以RGB值的数据形式传送至中央处理器（206）。

10.根据权利要求6所述的基于光学图像捕捉与处理的可穿戴式输入方法，其特征在于，在所述步骤5之前还包括：在计算机（3）中预先对手套A和手套B采集到的RGB值对应的键盘信息和鼠标指令进行编码，并储存在计算机（3）中。