CN201107729Y

CN201107729Y - 光学人机互动识别系统

Info

Publication number: CN201107729Y
Application number: CNU2008200914239U
Authority: CN
Inventors: 李天贺
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-01-04
Filing date: 2008-01-04
Publication date: 2008-08-27
Anticipated expiration: 2018-01-04

Abstract

一种光学人机互动识别系统，其中，该系统包括：光源，用于向一个参照面上输出轨迹变化的光点；光感应器，用于按预定周期向参照面上采样光点的轨迹信号，获取光点轨迹在周期内位置的移动距离、移动速度和移动方向的信息；光感应控制器，用于控制光感应器获取光点轨迹信息，并控制将光点轨迹信息传输给信息处理服务器；信息处理服务器，用于根据光点轨迹的移动距离、移动速度和移动方向的信息对接收的光点轨迹作智能解析处理，获取光点轨迹对应的输入信息。本实用新型可以方便的输入信息和实现人机互动的操作；具有结构简单、实现容易的优点。

Description

光学人机互动识别系统

技术领域

本实用新型涉及光学信息输入与识别技术，尤其涉及一种通过对输入的光信息进行智能识别来实现人机互动的系统。

背景技术

人们接触最多的人机互动的信息输入设备就是鼠标、键盘、触摸屏和电子白板等。其中，触摸屏已广泛用于包括PDA、电脑信息查询终端、提款机、桌上型电脑等设备中，其是通过触摸屏上的压力感应反馈给电脑系统从而达到定位的效果；优点是以人手取代现有的鼠标，且容易控制；缺点是价格高且更换硬件复杂。而电子白板是将手写在固定白板面上的物体数字化再传送至接收系统(电脑，打印机)；缺点是价格高昂，且只能单方面传送数据而不能与电脑进行信息互动，且需要高额的开发费用才能投入其他应用。

由此，如何开发一种方便实用且成本较低，能实现人机互动的信息设备，是目前急需解决的技术难题之一。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提出一种光学人机互动识别系统，以通过对输入的光信息进行智能识别来实现人机互动。

为解决上述问题，本实用新型公开一种光学人机互动识别系统，包括：

光源，用于向一个参照面上输出轨迹变化的光点；

光感应器，用于按预定周期向参照面上采样光点的轨迹信号，获取光点轨迹在周期内位置的移动距离、移动速度和移动方向的信息；

光感应控制器，用于控制光感应器获取光点轨迹信息，并控制将光点轨迹信息传输给信息处理服务器；

信息处理服务器，用于根据光点轨迹的移动距离、移动速度和移动方向的信息对接收的光点轨迹作智能解析处理，获取光点轨迹对应的输入信息。

较优的，所述信息处理服务器包括：

信息接收单元，用于接收由光感应控制器控制输出的光点轨迹的移动距离、移动速度和移动方向的信息；

应用接口单元；

光点轨迹定位单元，用于通过应用接口单元提供相关的应用程序接口对光点轨迹信息作定位处理，并模拟出光点在参照面上的轨迹；

光点轨迹解析单元，用于根据预设方式对模拟出的光点轨迹做修正处理，并解析出每段光点轨迹对应的机器编码，通过查询机器编码库获取光点轨迹对应的输入信息。

较优的，所述信息处理服务器还包括：用于将光点轨迹对应的输入信息记录成文档并保存的信息记录单元。

较优的，所述信息处理服务器还包括：用于显示光点轨迹对应的输入信息的显示单元。

较优的，所述光感应控制器与信息处理服务器之间采用串行接口、并行接口、SD接口、USB接口、有线网络接口或/和无线网络接口连接。

较优的，所述光感应器为CMOS或CCD光学器件。

较优的，所述光源为一个或多个，或通过一个或多个反射镜将光源分成多个光点分别输出至参照面上；所述光源包括为发光二极管、发光三极管、钨丝灯泡或卤素灯泡的光输出元件。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型是将一个或多个光源发出的一个或多个亮点投在几乎任何表面上，有光感应器按一定周期捕捉光点轨迹信息，并对获取的光点轨迹信息作智能解析处理，从而解析获得对应光点轨迹的输入信息。因此，本实用新型通过跟踪参照面上的一个光点轨迹即可以代替键盘或鼠标等输入设备，故本实用新型可以把几乎任何表面都变成类似于触摸屏或写字板，可以方便的输入信息和实现人机互动的操作；另外，本实用新型结构简单，实现容易。

附图说明

图1是本实用新型一个较佳实施例的结构示意图。

图2是本实用新型一个较佳实施例的流程示意图。

具体实施方式

请参考图1，本实施例包括：光源110、参照面120、光感应器130、光感应控制器140以及信息处理服务器150。

其中，光源110用于向参照面120上输出轨迹变化的一个或多个光点；当然，光源110为一个或多个，也通过一个或多个反射镜将一个光源110发出的光分成多个光点分别输出至参照面120上，每个亮点均可以有各自不同的运动轨迹；光源110是通过发光二极管、发光三极管、钨丝灯泡或卤素灯泡来发光的。

光感应器130设置于参照面120附近，可采用CMOS或CCD的光信号转化器件，用于按预定周期向参照面120上采样光点的轨迹信号，获取光点轨迹在周期内位置的移动距离、移动速度和移动方向的信息。而光感应控制器140用于控制光感应器130获取光点轨迹信息，并控制将光点轨迹信息传输给信息处理服务器150。另外，光感应器130和光感应控制器140可一体设置在一个集成电路芯片中，也可以由2个独立的硬件元件分别实现。

信息处理服务器150用于根据光点轨迹的移动距离、移动速度和移动方向的信息对接收的光点轨迹作智能解析处理，获取光点轨迹对应的输入信息。该信息处理服务器150包括：信息接收单元151、光点轨迹定位单元152、光点轨迹解析单元153、信息记录单元154、显示单元155和用于为其他应用提供应用程序接口(Application Programming Interface，API)的应用接口单元156。

信息接收单元151用于接收由光感应控制器140控制输出的光点轨迹的移动距离、移动速度和移动方向的信息；光点轨迹定位单元152通过应用接口单元156调用显示接口和控制接口，形成一个电子书写板，并对光点轨迹信息作定位处理，在电子书写板上模拟出光点在参照面上的轨迹；光点轨迹解析单元153用于根据预设方式对模拟出的光点轨迹做修正处理，并解析出每段光点轨迹对应的机器编码，通过查询机器编码库获取光点轨迹对应的输入信息；信息记录单元154用于将光点轨迹对应的输入信息记录成文档并保存，以便于后续使用；显示单元155用于显示光点轨迹对应的输入信息。

其中，光感应控制器140与信息处理服务器150之间采用串行接口、并行接口、SD接口、USB接口、有线网络接口或/和无线网络接口连接，故光感应控制器140控制输出的光点轨迹信息可以通过串行接口、并行接口、SD接口、USB接口、有线网络接口或/和无线网络接口发送至信息处理服务器150的信息接收单元151。

本实用新型应用广泛，可用于信息输入、人机互动等，下面给出本实用新型的几种具体应用实例。下面的应用实施例中，光源110由光笔产生；幕墙即为参照面120；信息处理服务器150可以为一台本地的电脑。

应用实例一、投影幕墙互动功能的实现

光感应器130对着幕墙，电脑连接投影仪，并将影像投射至幕墙。演讲者手持一只光笔，在幕墙上写字画图，电脑接收到光感应器130采集到光笔发出的光点轨迹信号，解析出相应的图像或文字并可通过投影仪投影出来。并且，图像或文字在电脑中还可以以文件存档，以便日后调用。

应用实例二、触摸屏、鼠标替代的实现

光感应器130连接至电脑并对着电脑显示器。用户手持一只或多只光笔在显示器上写字画图，光感应器130捕捉到显示器上光点轨迹信息，输入至电脑，由电脑解析后获取相应的图像或文字等输入信息，并可将解析获取的输入信息通过显示器显示出来。另外，用户点击电脑的视窗与鼠标点击效果一样。

应用实例三、多点互动的实现

光感应器130放于光源(为光源1)旁，且一同置于显示器顶部面对用户。人体皮肤能够反射红外线(光源2)，光感应器130能感应到人体反射的红外线(光源2)并进行定位，将数据传送给电脑。在红外强度不够的情况下，人体可能需要光反射器(镜面)能够将光源更好的反射给感应器。因此，光感应器130不仅可以跟踪光源1发出亮点的运动轨迹所产生的输入信息，还可跟踪由人体皮肤反射的红外线(光源2)运动轨迹所产生的输入信息。

应用实例四、头部跟踪的实现

光感应器130置于显示器前。用户在头部佩戴光源。用户左右移动头部，光感应器130将采集的光点估计信息的对应数据发送至电脑，由电脑解析后并在显示器上显示头部位置。

另外，请参考图2所示，该实施例包括步骤：

步骤S210、向一个参照面上输出轨迹变化的光点；

步骤S220、按预定周期向参照面上采样光点的轨迹信号，获取光点轨迹在周期内位置的移动距离、移动速度和移动方向的信息；

步骤S230、形成一个电子书写板，并对光点轨迹信息作定位处理，在电子书写板上模拟出光点在参照面上的轨迹；

步骤S240、根据预设方式对模拟出的光点轨迹做修正处理，并解析出每段光点轨迹对应的机器编码，通过查询机器编码库获取光点轨迹对应的输入信息；

步骤S250、将光点轨迹对应的输入信息记录成文档并保存；

步骤S260、显示光点轨迹对应的输入信息。

综上，本实用新型是将一个或多个光源发出的一个或多个亮点投在几乎任何表面上，有光感应器按一定周期捕捉光点轨迹信息，并对获取的光点轨迹信息作智能解析处理，从而解析获得对应光点轨迹的输入信息。因此，本实用新型通过跟踪参照面上的一个光点轨迹即可以代替键盘或鼠标等输入设备，故本实用新型可以把几乎任何表面都变成类似于触摸屏或写字板，可以方便的输入信息和实现人机互动的操作；另外，本实用新型结构简单，实现容易。

Claims

1、一种光学人机互动识别系统，其特征在于包括：

一参照面；

在所述参照面上输出轨迹变化光点的光源；

设置在所述参照面附近，向所述参照面上采集光点的轨迹信号，获取光点轨迹的移动距离、移动速度和移动方向信息的光感应器；

与所述感应器连接，控制获取光点轨迹信息，并控制将光点轨迹信息传输给信息处理服务器的光感应控制器；

以及与所述光感应控制器通信，用于根据光点轨迹的移动距离、移动速度和移动方向的信息对接收的光点轨迹作智能解析处理，获取光点轨迹对应的输入信息的信息处理服务器。

2、根据权利要求1所述的光学人机互动识别系统，其特征在于，所述信息处理服务器包括：

应用接口单元；

3、根据权利要求2所述的光学人机互动识别系统，其特征在于，所述信息处理服务器还包括：用于将光点轨迹对应的输入信息记录成文档并保存的信息记录单元。

4、根据权利要求2所述的光学人机互动识别系统，其特征在于，所述信息处理服务器还包括：用于显示光点轨迹对应的输入信息的显示单元。

5、根据权利要求1所述的光学人机互动识别系统，其特征在于，所述光感应控制器与信息处理服务器之间采用串行接口、并行接口、SD接口、USB接口、有线网络接口或/和无线网络接口连接。

6、根据权利要求1所述的光学人机互动识别系统，其特征在于，所述光感应器为CMOS或CCD光学器件。

7、根据权利要求1所述的光学人机互动识别系统，其特征在于，所述光源为一个或多个，或通过一个或多个反射镜将光源分成多个光点分别输出至参照面上；所述光源包括为发光二极管、发光三极管、钨丝灯泡或卤素灯泡的光输出元件。