CN113498952A - 一种具有人机交互功能的模型展示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种具有人机交互功能的模型展示装置,包括调节展示架及位于调节展示架上的视觉识别及智能控制系统,视觉识别及智能控制系统用于识别观众的人体姿势,并依据人体姿势形成并执行调整模型展示位置的动作指令。视觉识别及智能控制系统包括视觉识别装置、控制装置、执行装置,视觉识别装置用于获取观众的图像。控制装置用于依据图像内观众的人体姿势形成并输出动作指令。执行装置设置在调节展示架上,用于执行动作指令以实现模型展示位置的改变。本发明设计的具有人机交互功能的模型展示装置,可以在观众不用移动位置的情况下对模型的各个位置参观,其可以应用于商场、博物馆、娱乐场所、科教场所等各种场所。

Description

一种具有人机交互功能的模型展示装置
技术领域
本发明属于装置艺术设计与人工智能控制领域,涉及一种具有人机交互功能的模型展示装置。
背景技术
装置艺术是将机械、电子装置与艺术相结合的一种新型艺术形式,其广泛应用于各种大型商场、博物馆、娱乐场馆等场地,用于吸引游客进行参观游览。
目前,在商场、博物馆、科教场所、娱乐场所等室外和室内的场馆中都有很多模型通过展示架展示,大多的展示架都是固定的,模型放置后通常处于静止状态不方便观众的观看。例如,人体模型展示中,对于以平躺形式放置在展示架的模型,观众只能看到模型的正面;而对于以站立形式放置的模型,观众需要围绕模型一周,才能看到模型的各个部位,人体模型在展示过程中缺乏动态效果,降低了观众的体验感效果。
因此,需要设计一种展示装置,其能够根据观众的指令及时调整模型的展示角度,方便观众观看,提高观众的兴趣。
发明内容
本发明的目的在于设计一种具有人机交互功能的模型展示装置,通过将视觉识别技术、人工智能技术与模型展示架结合,形成了具有人机交互功能的新奇装置艺术品。
本发明的设计的人机交互模型展示装置能够对各种模型进行展示,能够根据观众的动作指令进行相应的动作变化,从而实现与观众之间的互动,实现了观众对模型的360°全方位的参观,极大激发观众兴趣与想象力,进而提升场馆吸引力。
实现发明目的的技术方案如下:
一种具有人机交互功能的模型展示装置,包括调节展示架及位于调节展示架上的视觉识别及智能控制系统,视觉识别及智能控制系统用于识别观众的人体姿势,并依据人体姿势形成并执行调整模型展示位置的动作指令。
其中,视觉识别及智能控制系统包括视觉识别装置、控制装置、执行装置,视觉识别装置用于获取观众的图像。
控制装置用于依据图像内观众的人体姿势形成并输出动作指令。
执行装置设置在调节展示架上,用于执行动作指令以实现模型展示位置的改变。
本发明具有人机交互功能的模型展示装置的原理是:通过将视觉识别及智能控制系统与调节展示架连接,通过视觉识别装置对观众的各种人体姿势的采集,控制装置对人体姿势分析并输出相应的动作指令,通过执行装置的执行,使以实现人机交互功能,可以在观众不用移动位置的情况下实现对模型的各个位置参观,可以极大的吸引观众提升场馆吸引力。
进一步的,上述控制装置包括主控制器模块,主控制器模块的输入端与视觉识别装置电连接,输出端电连接有识别模块、姿态规划模块、子控制器模块。
识别模块用于对所述图像内观众的人体姿势识别;
姿态规划模块用于根据人体姿势形成模型姿态控制要求;
子控制器模块用于接收模型姿态控制要求,依据模型姿态控制要求计算动作指令,并控制执行装置工作,使执行装置工作改变调节展示架模型的展示位置。
进一步的,上述调节展示架包括关节机械臂、展示架支架、展示架,关节机械臂的一端固定在底座上,关节机械臂的2个自由端之间固定有展示架支架,展示架支架上转动设置有展示架。
关节机械臂用于调整展示架支架的高度,和/或调整展示架支架与观众的水平距离,以改变模型相对于观众的位置。
展示架用于在展示架支架上转动,以改变模型上面向观众的部位。
在上述执行装置的一个实施例中,执行装置包括第一执行装置及第二执行装置,且子控制器模块包括第一子控制器模块及第二子控制器模块。
第一执行装置设置在关节机械臂上,且第一执行装置与第一子控制器模块电连接。第一子控制器模块依据模型姿态控制要求,计算并控制第一执行装置执行相应的动作指令,使关节机械臂发生动作,以改变模型相对于观众的位置。
第二执行装置设置在展示架上,且第二执行装置与第二子控制器模块电连接。第二子控制器模块依据模型姿态控制要求,计算并控制第二执行装置执行相应的动作指令,使展示架发生动作,以改变模型上面向观众的部位。
在上述执行装置的一个优选实施例中,第一子控制器模块还与第二子控制器模块电连接,第一子控制器模块用于将关节机械臂的实际姿态发送给第二子控制器模块。
第二子控制器模块用于根据关节机械臂的实际姿态和模型姿态控制要求,计算并控制第二执行装置执行相应的动作指令,使展示架发生动作,以改变模型上面向观众的部位。
优选的,上述关节机械臂为多关节机械臂。经各个关节之间的配合,可以调整竖直方向、水平方向的角度。
优选的,上述展示架支架为弧形支架,弧形支架经法兰固定连接在关节机械臂的2个自由端之间。
展示架为圆形展示架,圆形展示架转动连接在弧形支架的两个自由端之间。
在上述圆形展示架的一个实施例中,圆形展示架包括中心重合的第一平衡环、第二平衡环、第三平衡环,第一平衡环与圆形展示架转动连接,第二平衡环转动固定在第一平衡环上,第三平衡环转动固定在第二平衡环上。
第二执行装置包括第一驱动电机、第二驱动电机、第三驱动电机,第一驱动电机设置在第一平衡环与圆形展示架的连接处,用于控制第一平衡环在弧形支架上转动;第二驱动电机设置在第二平衡环与第一平衡环的连接处,用于控制第二平衡环在第一平衡环上转动;第三驱动电机设置在第三平衡环与第二平衡环的连接处,用于控制第三平衡环在第二平衡环上转动。
在上述圆形展示架的一个优选实施例中,第二驱动电机及第三驱动电机分别经过线滑环与第二子控制器模块电连接。
在上述视觉识别及智能控制系统的一个优选实施例中,视觉识别及智能控制系统还包括电源装置,电源装置分别与视觉识别装置、控制装置、执行装置电连接,用以提供电能确保各个装置的正常工作。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
本发明设计的具有人机交互功能的模型展示装置,能够通过视觉识别装置对观众的各种人体姿势的采集,控制装置对人体姿势分析并输出相应的动作指令,通过执行装置的执行,可以在观众不用移动位置的情况下对模型的各个位置参观,实时实现人机交互功能。
本发明设计的具有人机交互功能的模型展示装置,可应用于商场、博物馆、娱乐场所、科教场所等各种场所,用于吸引观众提升场馆吸引力。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为为本发明模型展示装置的视觉识别及智能控制系统的示意图
图2为本发明具有人机交互功能的模型展示装置的结构示意图;
其中,100.视觉识别装置;200.控制装置;201.主控制器模块;202.识别模块;203.姿态规划模块;204.子控制器模块;204-1.第一子控制器模块;204-2.第二子控制器模块;300.执行装置;301.第一执行装置;302.第二执行装置;302-1.第一驱动电机;302-2.第二驱动电机;302-3.第三驱动电机;1.关节机械臂;2.展示架支架;3.展示架;31.第一平衡环;32.第二平衡环;33.第三平衡环;4.底座;5.法兰;6.过线滑环。
具体实施方式
下面结合具体实施例来进一步描述本发明,本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的,并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是,在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换,但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。
本具体实施方式提供了一种具有人机交互功能的模型展示装置,模型展示装置包括调节展示架及位于调节展示架上的视觉识别及智能控制系统,视觉识别及智能控制系统用于识别观众的人体姿势,并依据人体姿势形成并执行调整模型展示位置的动作指令。
其中,如图1所示,视觉识别及智能控制系统包括视觉识别装置100、控制装置200、执行装置300,视觉识别装置100用于获取观众的图像。
视觉识别装置100安装在调节展示架上,用于对观众的人体姿势进行拍照以获取图像,具体的,本具体实施方式中的视觉识别装置100可以选用只能摄像头,也可以选用深度相机。
控制装置200用于依据图像内观众的人体姿势形成并输出动作指令,具体的,本具体实施方式中控制装置200是通过人工智能算法对图像内观众的人体姿势进行识别,并计算得到动作指令。
执行装置300设置在调节展示架上,用于执行动作指令以实现模型展示位置的改变。
其中,如图1所示,上述控制装置包括主控制器模块201,主控制器模块201的输入端与视觉识别装置100电连接,输出端电连接有识别模块202、姿态规划模块203、子控制器模块204。
具体的,上述主控制器模块201作为整个控制装置200的主控制器,用于实现视觉识别装置100、识别模块202、姿态规划模块203、子控制器模块204等模块的控制以及数据交换。其中,主控制器模块201可以选用计算机。
上述识别模块202用于对图像内观众的人体姿势识别。
上述姿态规划模块203用于根据人体姿势形成模型姿态控制要求。
上述子控制器模块204用于接收模型姿态控制要求,依据模型姿态控制要求计算动作指令,并控制执行装置300工作,使执行装置工作改变调节展示架模型的展示位置。其中,子控制器模块204可以选用控制器,控制器用于控制并驱动执行装置300做出相应的动作指令。
在上述视觉识别及智能控制系统的一个优选实施例中,视觉识别及智能控制系统还包括电源装置,电源装置分别与视觉识别装置100、控制装置200、执行装置300电连接,用以提供电能确保各个装置的正常工作。
其中,如图2所示,上述调节展示架包括关节机械臂1、展示架支架2、展示架3,关节机械臂1的一端固定在底座4上,关节机械臂1的2个自由端之间固定有展示架支架2,展示架支架2上转动设置有展示架3。展示架3用于在展示架支架3上转动,以改变模型上面向观众的部位,例如使模型的顶部、底面、左/右侧面、正面或背面等部位面向观众。
具体的,关节机械臂1用于调整展示架支架2的高度,和/或调整展示架支架2与观众的水平距离,以改变模型相对于观众的位置。优选的,上述关节机械臂1为多关节机械臂,通过各个关节之间的配合,可以调整调整展示架支架2在竖直方向及水平方向的角度,使调整展示架支架2靠近或者远离观众,本实施例中,关节机械臂1择优使用六关节机械臂。
具体的,在展示架3的一种结构中,如图2所示,上述展示架支架2为弧形支架,弧形支架经法兰5固定连接在关节机械臂1的2个自由端之间;同时展示架3为圆形展示架,圆形展示架转动连接在弧形支架的2个自由端之间。
其中,执行装置300用于执行动作指令,以调整模型相对于观众的具体位置。因此,在与上述调节展示架结构相匹配的执行装置300的一种结构中,执行装置300包括第一执行装置301及第二执行装置302。同时,子控制器模块204包括第一子控制器模块204-1及第二子控制器模块204-2。
第一执行装置301设置在关节机械臂1上,且第一执行装置301与第一子控制器模块204-1电连接。第一子控制器模块204-1依据模型姿态控制要求,计算并控制第一执行装置301执行相应的动作指令,使关节机械臂1发生动作,以改变模型相对于观众的位置。
第二执行装置302设置在展示架3上,且第二执行装置302与第二子控制器模块204-2电连接。第二子控制器模块204-2依据模型姿态控制要求,计算并控制第二执行装置302执行相应的动作指令,使展示架4发生动作,以改变模型上面向观众的部位。
更具体的,在上述执行装置300的一个优选实施例中,第一子控制器模块204-1还与第二子控制器模块204-2电连接,第一子控制器模块204-1(可以称之为机械臂控制器)用于将关节机械臂1的实际姿态发送给第二子控制器模块204-2(也可以称之为展示架控制器)。第二子控制器模块204-2用于根据关节机械臂1的实际姿态和模型姿态控制要求,计算并控制第二执行装置302执行相应的动作指令,使展示架4发生动作,以改变模型上面向观众的部位。
在本具体实施方式的圆形展示架的一个实施例中,如图2所示,圆形展示架包括中心重合的第一平衡环31、第二平衡环32、第三平衡环33,第一平衡环31与圆形展示架转动连接,第二平衡环32转动固定在第一平衡环31上,第三平衡环33转动固定在第二平衡环32上。
同时,上述第二执行装置302包括第一驱动电机302-1、第二驱动电机302-2、第三驱动电机302-3。
第一驱动电机302-1设置在第一平衡环31与圆形展示架的连接处,用于控制第一平衡环31在弧形支架上转动;
第二驱动电机302-2设置在第二平衡环32与第一平衡环31的连接处,用于控制第二平衡环32在第一平衡环31上转动;
第三驱动电机302-3设置在第三平衡环33与第二平衡环32的连接处,用于控制第三平衡环33在第二平衡环32上转动。
在上述圆形展示架的一个优选实施例中,如图2所示,第二驱动电机302-2及第三驱动电机302-3分别经过线滑环6与第二子控制器模块204-2电连接。
本具体实施方式提供的具有人机交互功能的模型展示装置,实现人机交互的原理是:通过将视觉识别及智能控制系统与调节展示架连接,通过视觉识别装置100对观众的各种人体姿势的采集,控制装置200对人体姿势分析并输出相应的动作指令,通过执行装置300的执行,使以实现人机交互功能,可以在观众不用移动位置的情况下实现对模型的各个位置参观,可以极大的吸引观众提升场馆吸引力。
以下通过具体的示例对具有人机交互功能的模型展示装置的操作进行说明,当观众位于模型展示装置前方时,通过模型展示装置上的操作指示进行对应的操作。
本示例以不同的手势为控制装置200识别并计算动作指令,控制执行执行装置实现人体模型与观众的距离以及人体不同部位面向观众,具体操作如下:
首先,视觉识别装置100(如深度相机)对做出手势的观众拍照,获得图像;
其次,将图像输入控制装置200的主控制器模块201内,经识别模块202对手势动作提取和辨识,形成模型姿态控制要求;
再次,经姿态规划模块203进行规划形成高度调整指令;
然后,经子控制器模块204依据模型姿态控制要求计算动作指令,动作指令包括机械臂调整指令和展示架调整指令。
具体的,第一子控制器模块204-1计算机械臂调整指令,计算调节展示架移动的高度及与观众的水平距离;第一执行装置301工作,将关节机械臂1调整到制定位置;
具体的,当关节机械臂1调整到制定位置后,将关节机械臂1的具体位置反馈给第二子控制器模块204-1,第二子控制器模块204-1根据关节机械臂1的实际姿态及模型姿态控制要求,计算第一平衡环31、第二平衡环32、第三平衡环33的旋转角度的展示架调整指令。第一驱动电机302-1、第二驱动电机302-2、第三驱动电机302-3分别控制与其对应的第一平衡环31、第二平衡环32、第三平衡环33转动,使展示架调整指令用于调整人体模型不同部位面向观众,完成人机交互过程。
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、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种具有人机交互功能的模型展示装置,其特征在于:包括调节展示架及位于调节展示架上的视觉识别及智能控制系统,所述视觉识别及智能控制系统用于识别观众的人体姿势,并依据人体姿势形成并执行调整模型展示位置的动作指令;
其中,所述视觉识别及智能控制系统包括视觉识别装置、控制装置、执行装置,所述视觉识别装置用于获取观众的图像;所述控制装置用于依据所述图像内观众的人体姿势形成并输出动作指令;所述执行装置设置在所述调节展示架上,用于执行所述动作指令以实现模型展示位置的改变。
2.根据权利要求1所述的模型展示装置,其特征在于:所述控制装置包括主控制器模块,所述主控制器模块的输入端与所述视觉识别装置电连接,输出端电连接有识别模块、姿态规划模块、子控制器模块;
所述识别模块用于对所述图像内观众的人体姿势识别;
所述姿态规划模块用于根据人体姿势形成模型姿态控制要求;
所述子控制器模块用于接收模型姿态控制要求,依据模型姿态控制要求计算动作指令,并控制所述执行装置工作,使所述执行装置工作改变所述调节展示架模型的展示位置。
3.根据权利要求2所述的模型展示装置,其特征在于:所述调节展示架包括关节机械臂、展示架支架、展示架,所述关节机械臂的一端固定在底座上,所述关节机械臂的2个自由端之间固定有所述展示架支架,所述展示架支架上转动设置有所述展示架;
所述关节机械臂用于调整所述展示架支架的高度,和/或调整所述展示架支架与所述观众的水平距离,以改变模型相对于观众的位置;
所述展示架用于在所述展示架支架上转动,以改变模型上面向观众的部位。
4.根据权利要求3所述的模型展示装置,其特征在于:所述执行装置包括第一执行装置及第二执行装置,且所述子控制器模块包括第一子控制器模块及第二子控制器模块;
所述第一执行装置设置在所述关节机械臂上,且所述第一执行装置与所述第一子控制器模块电连接;所述第一子控制器模块依据模型姿态控制要求,计算并控制所述第一执行装置执行相应的动作指令,使所述关节机械臂发生动作,以改变模型相对于观众的位置;
所述第二执行装置设置在所述展示架上,且所述第二执行装置与所述第二子控制器模块电连接;所述第二子控制器模块依据模型姿态控制要求,计算并控制所述第二执行装置执行相应的动作指令,使所述展示架发生动作,以改变模型上面向观众的部位。
5.根据权利要求4所述的模型展示装置,其特征在于:所述第一子控制器模块还与所述第二子控制器模块电连接,所述第一子控制器模块用于将所述关节机械臂的实际姿态发送给所述第二子控制器模块;
所述第二子控制器模块用于根据所述关节机械臂的实际姿态和模型姿态控制要求,计算并控制所述第二执行装置执行相应的动作指令,使所述展示架发生动作,以改变模型上面向观众的部位。
6.根据权利要求3至5任一项所述的模型展示装置,其特征在于:所述关节机械臂为多关节机械臂。
7.根据权利要求4或5所述的模型展示装置,其特征在于:所述展示架支架为弧形支架,所述弧形支架经法兰固定连接在所述关节机械臂的2个自由端之间;
所述展示架为圆形展示架,所述圆形展示架转动连接在所述弧形支架的2个自由端之间。
8.根据权利要求7所述的模型展示装置,其特征在于:所述圆形展示架包括中心重合的第一平衡环、第二平衡环、第三平衡环,所述第一平衡环与所述圆形展示架转动连接,所述第二平衡环转动固定在所述第一平衡环上,所述第三平衡环转动固定在所述第二平衡环上;
所述第二执行装置包括第一驱动电机、第二驱动电机、第三驱动电机;
所述第一驱动电机设置在所述第一平衡环与所述圆形展示架的连接处,用于控制所述第一平衡环在所述弧形支架上转动;
所述第二驱动电机设置在所述第二平衡环与所述第一平衡环的连接处,用于控制所述第二平衡环在所述第一平衡环上转动;
所述第三驱动电机设置在所述第二平衡环与所述第二平衡环的连接处,用于控制所述第三平衡环在所述第二平衡环上转动。
9.根据权利要求8所述的模型展示装置,其特征在于:所述第二驱动电机及所述第三驱动电机分别经过线滑环与所述第二子控制器模块电连接。
10.根据权利要求1所述的模型展示装置,其特征在于:所述视觉识别及智能控制系统还包括电源装置,所述电源装置分别与所述视觉识别装置、所述控制装置、所述执行装置电连接,用以提供电能。
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