[发明专利]一种手势控制系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及人机交互控制领域，特别涉及手势控制系统及其控制方法。

背景技术

在非接触式人机交互系统中，基于手势控制的人机交互是一个重要的环节。基于手势控制的人机交互具有简单、方便的特点，其常用的操作方式为手势漫游。手势漫游，是指将手势在物理空间中的运动映射到被控制对象的界面中，实现对被控制对象的操作。现有的手势运动映射方式主要为二维运动，如使用鼠标在屏幕上画出轨迹，以操作应用，此种方式与人类在三维空间运动的习惯有所差异，人机交互的直观感受较低。即便一些新型的利用深度摄像头的三维操作应用系统，其操作过程较符合人类三维空间运动特点，但操作也较为复杂缓慢，处理时间较久，难以控制，令使用者易感疲劳。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种三维操作界面的手势控制系统，操作更加简便。

本发明的另一目的在于提供上述手势控制系统的手势控制方法。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种手势控制系统，包括

两台带时钟同步的手势捕捉传感器，其中一台用于捕获操作者的手势的前后运动；另一台用于捕获操作者的手势的左右运动；

一台处理器，用于分析手势捕捉传感器捕捉到的图像序列，得出图像序列每一帧图像中手势的位置信息和当前手势运动的速度信息，并根据所获得的操作信息，将需投影的界面分为左投影区和右投影区；

两台三维立体投影仪，相对置于手势捕捉传感器的左前方及右前方；分别用于接收左投影区数据和右投影区数据，并进行投影。

所述手势捕捉传感器为彩色摄像头或深度摄像头。

上述手势控制系统的手势控制方法，包括以下步骤：

（1）启动系统后，两台带时钟同步的手势捕捉传感器同步对操作者的手势进行捕捉，将捕捉到的图像序列传输到处理器；

（2）处理器对图像序列进行分析，得出图像序列每一帧图像中手势的位置信息和当前手势运动的速度信息，根据所获得的操作信息，将需投影的界面分为左投影区和右投影区；

（3）两台三维立体投影仪分别接收左投影区数据和右投影区数据，进行投影，并对三维操作界面进行操作。

步骤（3）所述对三维操作界面进行操作，具体为：

三维操作界面呈魔方结构，长宽高为60cm×60cm×60cm，其一面正对操作者，中心位置空出，各操作模块置于四周，以棋盘格式围绕中心位置；

当手势为向左摆动手掌，则三维操作界面向左翻转；

当手势为向右摆动手掌，则三维操作界面向右翻转；

当手势为向上摆动手掌，则三维操作界面向上翻转；

当手势为向下摆动手掌，则三维操作界面向下翻转；

当手势为向前移动手掌，则三维操作界面放大；

当手势为向后移动手掌，则三维操作界面缩小；

当手势为伸手抓取，则三维操作界面的中的操作模块被抓取；

当手势为双掌合并，则三维操作界面关闭；

当操作模块被抓取时，该操作模块围绕中心收缩成圆形；

当操作模块被选中时，该操作模块被放大；

当操作模块被抓取并被移动到三维操作界面的中心位置时，该操作模块启动。

步骤（3）所述对三维操作界面进行操作过程中，系统以提示音的方式提醒操作者进行操作，并于提示音后对操作者的手势进行检测，每次提示音后输入一种手势，检测成功后对三维操作界面进行操作，等待时间结束后发出提示音提示操作者变换手势，若不成功则只发出提示音；若超过1分钟操作者未操作，系统将再次产生提示音。

与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：

（1）本发明通过自然的空间手势语言进行三维操作界面进行操作，解决了现有的三维手势操作方法手势复杂不自然的问题；

（2）本发明通过三维操作界面的设计，使操作界面易于理解，用户能够快速使用；

（3）本发明通过在操作者的前方和一侧分别设置带有时钟同步的摄像头，不需采用深度摄像头，图像序列经处理器同步处理，进行识别操作，解决了现有的三维手势操作方法的三维空间方向识别问题。

（4）本发明通过设置提示音，并在检测时间内只输入一种手势，降低了误识别率。

附图说明

图1为本发明的实施例的手势控制系统的组成示意图。

图2为本发明的实施例的手势控制方法的流程图。

图3为操作模块最多时的三维操作界面示意图。

图4为一般情况下的三维操作界面示意图。