CN111123986A - 一种基于手势进行二自由度转台控制的控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于手势进行二自由度转台控制的控制装置，所述控制装置包括手势识别单元和数据处理单元，所述数据处理单元与所述转台相连，所述数据处理单元基于手势识别单元采集的若干手势图像数据以及所述数据处理单元中手势控制指令数据库完成转台控制指令的触发，从而实现转台的运动姿态的控制。通过本控制装置的结构设置，使得用户可以在不用接触控制器的情况进行转台运动控制，为操作人员提供了较大的便捷性，从而提高了人机交互功效，提升了用户的操作效率。
Description
技术领域
本发明属于涉及转动机构的人机交互技术领域，尤其涉及一种基于手势进行二自由度转台控制的控制装置。
背景技术
目前，进行转台控制的主要方式包括采用实体控制器或虚拟控制器进行设备控制。
其中，实体控制器，由按钮、摇杆构成的实体控制器。虚拟控制器，通过软件生产虚拟的控制界面，用鼠标或触摸方式进行控制。
即是，目前的控制技术都需要用户接触控制器进行实际操作从而完成相应控制。从而限制了控制过程的操作方式，降低了控制效率。
发明内容
本发明的目的在于，为克服现有技术缺陷，提供了一种基于手势进行二自由度转台控制的控制装置，通过本控制装置的结构设置，使得用户可以在不用接触控制器的情况进行转台运动控制，为操作人员提供了较大的便捷性，从而提高了人机交互功效。
本发明目的通过下述技术方案来实现：
一种基于手势进行二自由度转台控制的控制装置，所述控制装置包括手势识别单元和数据处理单元，所述数据处理单元与所述转台相连，所述数据处理单元基于手势识别单元采集的若干手势图像数据以及所述数据处理单元中手势控制指令数据库完成转台控制指令的触发，从而实现转台的运动姿态的控制。
根据一个优选的实施方式，所述手势识别单元为环状结构，所述环状结构包括：垂直平面照明部、水平平面照明部、垂直支撑面和水平支撑面，其中，所述垂直平面照明部和垂直支撑面相互平行且竖直设置；所述水平平面照明部和水平支撑面相互平行且水平设置；所述垂直支撑面和水平支撑面上设置有图像采集装置，所述垂直平面照明部和水平平面照明部上设置有补光装置。
根据一个优选的实施方式，所述图像采集装置包括设置于所述垂直支撑面上的垂直数字相机和设置于所述水平支撑面的水平数字相机。
根据一个优选的实施方式，所述数据处理单元中储存的手势控制指令数据库至少包括：转动指令，控制转台以逆时针或顺时针在水平方向或竖直方向转动；停止指令，控制转台定制当前转动动作；定位指令，控制转台在水平方向或竖直方向转动过程中的定位；触发指令，控制转台的触发信号准备及触发信号有效。
根据一个优选的实施方式，所述数据处理单元在所述水平数字相机采集的图像为掌面，并基于垂直数字相机采集的手掌偏移方向和偏移程度，完成转台在竖直方向的转动触发。
根据一个优选的实施方式，当所述水平数字相机采集的图像为单独伸出食指或食指加中指时，所述数据处理单元完成竖直方向转动定位指令触发。
根据一个优选的实施方式，所述数据处理单元在所述水平数字相机采集的图像为小拇指侧时，并基于采集的手掌偏移方向和偏移程度，完成转台在水平方向的转动触发。
根据一个优选的实施方式，当所述垂直数字相机采集的图像为单独伸出食指或食指加中指时，所述数据处理单元完成水平方向转动定位指令触发。
根据一个优选的实施方式，所述数据处理单元在所述水平数字相机采集的手势图像为拳头时，完成停止指令的触发。
根据一个优选的实施方式，所述数据处理单元在所述垂直数字相机采集的图像为掌面并伸出有大拇指加食指时，完成触发信号准备的指令触发；所述数据处理单元在所述垂直数字相机采集的图像为掌面并伸出有食指时，完成触发信号有效的指令触发。
前述本发明主方案及其各进一步选择方案可以自由组合以形成多个方案，均为本发明可采用并要求保护的方案；且本发明，(各非冲突选择)选择之间以及和其他选择之间也可以自由组合。本领域技术人员在了解本发明方案后根据现有技术和公知常识可明了有多种组合，均为本发明所要保护的技术方案，在此不做穷举。
本发明的有益效果：本发明公开了一种基于手势进行二自由度转台控制的控制装置，通过本控制装置的结构设置，使得用户可以在不用接触控制器的情况进行转台运动控制，为操作人员提供了较大的便捷性，从而提高了人机交互功效，提升了用户的操作效率。
附图说明
图1是本发明控制装置的结构示意图；
图2是本发明控制装置中手势识别单元的结构示意图；
图3是控制转台在竖直平面内转动时手势姿态图；
图4是控制转台定位控制时手势姿态图；
图5是控制转台在水平面内转动时的手势姿态的俯视图；
图6是控制转台停止运动的手势姿态图；
图7是控制转台进入触发准备的手势姿态图；
图8是控制转台进入触发有效的手势姿态图；
其中，1-水平数字相机，2-垂直平面照明部，3-水平平面照明部，4-垂直数字相机，5-垂直支撑面，6-水平支撑面。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
因此，以下对本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
另外，本发明要指出的是，本发明中，如未特别写出具体涉及的结构、连接关系、位置关系、动力来源关系等，则本发明涉及的结构、连接关系、位置关系、动力来源关系等均为本领域技术人员在现有技术的基础上，可以不经过创造性劳动可以得知的。
实施例1：
参考图1和图2所示，本发明公开了一种基于手势进行二自由度转台控制的控制装置。通过本控制装置实现了基于操作人员的手势姿态完成转台运动控制的目的。
优选地，所述控制装置包括手势识别单元和数据处理单元。所述数据处理单元与所述转台相连，所述数据处理单元基于手势识别单元采集的若干手势图像数据以及所述数据处理单元中手势控制指令数据库完成转台控制指令的触发，从而实现转台的运动姿态的控制。
优选地，所述手势识别单元为环状结构，所述环状结构包括：垂直平面照明部2、水平平面照明部3、垂直支撑面5和水平支撑面6。
优选地，所述垂直平面照明部2和垂直支撑面5相互平行且竖直设置。
优选地，所述水平平面照明部3和水平支撑面6相互平行且水平设置。
优选地，所述垂直支撑面5和水平支撑面6上设置有图像采集装置，所述垂直平面照明部2和水平平面照明部3上设置有补光装置。
进一步地，所述图像采集装置包括设置于所述垂直支撑面5上的垂直数字相机4和设置于所述水平支撑面6的水平数字相机1。
进一步地，所述补光装置可以为LED灯。
优选地，所述数据处理单元中储存的手势控制指令数据库至少包括：转动指令、停止指令、定位指令和触发指令。
优选地，所述转动指令，控制转台以逆时针或顺时针在水平方向或竖直方向转动。
优选地，所述停止指令，控制转台定制当前转动动作；
优选地，所述定位指令，控制转台在水平方向或竖直方向转动过程中的定位；
优选地，所述触发指令，控制转台的触发信号准备及触发信号有效。
优选地，所述数据处理单元对手势的识别采用传统机器视觉方法，或者深度神经网络方法进行手势图像识别。
优选地，如图3所示。所述数据处理单元在所述水平数字相机1采集的图像为掌面，并基于垂直数字相机4采集的手掌偏移方向和偏移程度，完成转台在竖直方向的转动触发。例如，当所述手掌为顺时针偏转时，控制转台在竖直平面内顺时针转动。同时，当手掌偏离水平线的角度越大时，控制的转台的转动速度越大。反之亦然。
进一步地，当所述水平数字相机1采集的图像为单独伸出食指或食指加中指时，如图4所示图案时，所述数据处理单元完成竖直方向转动定位指令触发。
优选地，如图5所示，所述数据处理单元在所述水平数字相机1采集的图像为小拇指侧时，并基于采集的手掌偏移方向和偏移程度，完成转台在水平方向的转动触发。例如，当所述手掌为顺时针偏转时，控制转台在竖直平面内顺时针转动。同时，当手掌偏离水平线的角度越大时，控制的转台的转动速度越大。反之亦然。
优选地，当所述垂直数字相机4采集的图像为单独伸出食指或食指加中指时，如图4所示图案时，所述数据处理单元完成水平方向转动定位指令触发。
优选地，所述数据处理单元在所述水平数字相机1采集的手势图像为拳头时，如图6所示时，完成停止指令的触发。从而控制转台停止转动。
优选地，所述数据处理单元在所述垂直数字相机4采集的图像为掌面并伸出有大拇指加食指时，即如图7所示图像时，完成触发信号准备的指令触发。从而控制转台进入运动准备状态。
优选地，所述数据处理单元在所述垂直数字相机4采集的图像为掌面并伸出有食指时，及如图8所示图像时，完成触发信号有效的指令触发。从而控制转台进入待命状态。
从而，通过本发明控制装置的结构设置，使得用户可以在不用接触控制器的情况进行转台运动控制，为操作人员提供了较大的便捷性，从而提高了人机交互功效，提升了用户的操作效率。
前述本发明基本例及其各进一步选择例可以自由组合以形成多个实施例，均为本发明可采用并要求保护的实施例。本发明方案中，各选择例，与其他任何基本例和选择例都可以进行任意组合。本领域技术人员可知有众多组合。
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 (10)
1.一种基于手势进行二自由度转台控制的控制装置，其特征在于，所述控制装置包括手势识别单元和数据处理单元，
所述数据处理单元与所述转台相连，所述数据处理单元基于手势识别单元采集的若干手势图像数据以及所述数据处理单元中手势控制指令数据库完成转台控制指令的触发，从而实现转台的运动姿态的控制。
2.如权利要求1所述的一种基于手势进行二自由度转台控制的控制装置，其特征在于，所述手势识别单元为环状结构，所述环状结构包括：垂直平面照明部(2)、水平平面照明部(3)、垂直支撑面(5)和水平支撑面(6)，
其中，所述垂直平面照明部(2)和垂直支撑面(5)相互平行且竖直设置；所述水平平面照明部(3)和水平支撑面(6)相互平行且水平设置；
所述垂直支撑面(5)和水平支撑面(6)上设置有图像采集装置，所述垂直平面照明部(2)和水平平面照明部(3)上设置有补光装置。
3.如权利要求2所述的一种基于手势进行二自由度转台控制的控制装置，其特征在于，所述图像采集装置包括设置于所述垂直支撑面(5)上的垂直数字相机(4)和设置于所述水平支撑面(6)的水平数字相机(1)。
4.如权利要求3所述的一种基于手势进行二自由度转台控制的控制装置，其特征在于，所述数据处理单元中储存的手势控制指令数据库至少包括：
转动指令，控制转台以逆时针或顺时针在水平方向或竖直方向转动；
停止指令，控制转台定制当前转动动作；
定位指令，控制转台在水平方向或竖直方向转动过程中的定位；
触发指令，控制转台的触发信号准备及触发信号有效。
5.如权利要求4所述的一种基于手势进行二自由度转台控制的控制装置，其特征在于，所述数据处理单元在所述水平数字相机(1)采集的图像为掌面，并基于垂直数字相机(4)采集的手掌偏移方向和偏移程度，完成转台在竖直方向的转动触发。
6.如权利要求5所述的一种基于手势进行二自由度转台控制的控制装置，其特征在于，当所述水平数字相机(1)采集的图像为单独伸出食指或食指加中指时，所述数据处理单元完成竖直方向转动定位指令触发。
7.如权利要求4所述的一种基于手势进行二自由度转台控制的控制装置，其特征在于，所述数据处理单元在所述水平数字相机(1)采集的图像为小拇指侧时，并基于采集的手掌偏移方向和偏移程度，完成转台在水平方向的转动触发。
8.如权利要求7所述的一种基于手势进行二自由度转台控制的控制装置，其特征在于，当所述垂直数字相机(4)采集的图像为单独伸出食指或食指加中指时，所述数据处理单元完成水平方向转动定位指令触发。
9.如权利要求4所述的一种基于手势进行二自由度转台控制的控制装置，其特征在于，所述数据处理单元在所述水平数字相机(1)采集的手势图像为拳头时，完成停止指令的触发。
10.如权利要求4所述的一种基于手势进行二自由度转台控制的控制装置，其特征在于，所述数据处理单元在所述垂直数字相机(4)采集的图像为掌面并伸出有大拇指加食指时，完成触发信号准备的指令触发；
所述数据处理单元在所述垂直数字相机(4)采集的图像为掌面并伸出有食指时，完成触发信号有效的指令触发。
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