[发明专利]手势立体互动投影技术

说明书

本发明涉及手势立体互动投影技术，用户一个或多个手指上佩戴戒指LED发光管，通过若干标志点来简化处理跟踪及识别、定位，系统通过检测发光管代替指尖检测，可以通过光点指向屏幕中的特定位装置，将通过戒指中的六轴加速度传感器、红外信号发生器、屏幕超声和红外定位网格、屏幕上方双景深摄像头作为信号采集。本发明的有益效果是：通过手部轨迹动作信号处理和光感应数据的修正，实现与全息投影的画面互动，过触觉仿真单元，实现触觉感应，增强互动真实感受，用户可以通过光感应数据手套内的光线传感器和轨迹数据传感器同时得到全息影像的触觉反馈，通过不断的增加采样量不断优化完善参数实现对不同的人手势互动投影的从而实现个体人群自适应。

技术领域

本发明涉及手势立体互动投影技术。

背景技术

长期以来，一根封笔一块黑板是教学的标配；随着投影技术和交互技术的发展，出现了交互式投影，包括接触式和非接触式两类，接触式在投影屏上点击可以实现触控效果(包括压力检测和光波检测两类)。非接触式，使用可发出红外信号的光鼠(通过光源检测、角度和时间计算确认位臵)，但是如果要实现非接触式，需要携带光鼠，相对不方便，无法在演讲中充分解放双手；其次用摄像头进行图像识别的方法，但是也存在遮挡问题(如周围环境、物体、演讲者自身人体都有可能存在遮挡摄像头的问题)和噪声问题(室内光线亮度的渐变和周围环境产生的噪声影响)。

发明内容

为克服现有技术所存在的缺陷，本发明提供手势立体互动投影技术，能够解决上述技术问题。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

手势立体互动投影技术，按照下述步骤依次进行：

步骤一：用户一个或多个手指上佩戴戒指LED发光管，通过若干标志点来简化处理跟踪及识别、定位，系统通过检测发光管代替指尖检测，可以通过光点指向屏幕中的特定位装置，将通过戒指中的六轴加速度传感器、红外信号发生器、屏幕超声和红外定位网格、屏幕上方摄像头作为信号采集，同时结合每个人的动作画像模型建模，根据光线传感器的信号，分析当前光感应数据手套与全息投影设备接触面的色彩，得出接触画面；通过光线反射波收集单元的信号，分析确定光感应数据手套与全息图像的空间位置，通过轨迹数据传感器的信号分析当前手部动作手势，再将上述信号整合处理，通过与当前全息投影播放画面的匹配，精确确定当前光感应数据手套与全息投影播放画面相互之间的空间位置，建立以光感应数据手套位置为中心，以全息投影播放画面为背景的3D坐标系位置建模，具体建模过程如下：

(1)被拍摄者携带的加速度采集单元采用MEMS(Micro FlectroMechanicalSystems，微机电系统)关键部分是一种悬臂构造的中间电容板，当速度变化或加速度达到足够大时，它所受的惯性力超过固定或支撑他的力，这时它就会移动，跟上下电容板之间的距离就会变化，上下电容就会因此变化。电容变化跟加速度成正比。电容变化会被转化为电压信号直接输出或经过数字化处理后输出；

(2)通过三维扫描仪构建对象的三维模型，设定初始边界条件，根据边界条件进行三维模型区域分解，分解得到与并行计算中总进程数相等的子模型数目，以初始边界条件为计算条件，当计算过程中初始的边界条件发生改变则重新启动边界设置程序，重新对该子模型进行计算，直到边界稳定或计算子结果为常数，读入当前进程中对应的输入文件，利用并行特征曲线算法对控制方程中的非线性项进行线性化处理，得到正定、对称的局部线性系统，如果边界条件发生改变重新启动边界设置程序，再进行计算，直到边界稳定或者计算子结果定常为止；每完成一定时间步的计算，进行一次输出文件的读写操作。

(3)通过分析模块建立和自适应完善的识别模型，重点通过加速度传感器和腕表压力传感器的作用力的规律进行建模，并通过遗传算子的操作，给出运动状态识别结果，供远程健康大数据分析管理使用。