[发明专利]一种图像信息温度觉反馈的二维手控装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种图像信息温度觉反馈的二维手控装置。

背景技术

据世界卫生组织估计，当前全世界约有4500 万盲人，而我国视力残疾状况的调查数据显示我国现有盲人(含低视力)1263万，占残疾人总数的14.86%，其中多重残疾的盲人458万。本着科技造福于人类的理念，为弥补盲人的视觉功能缺陷，各国科学家都尝试利用工程技术的手段来改善盲人生存环境。在提出的各种各样的解决方案中，利用盲人的听觉代替视觉的方案占很大比例，但利用听觉获取视觉信息也有其不足之处。相比之下，以触觉替代视觉系统的设计更加简单实用，具有更高的可行性。盲人在生活中大多都是通过用手去直接触摸物体来获得物体基本特征信息。

因此，需要一种图像信息温度觉反馈的二维手控装置以解决上述问题。

发明内容

发明目的：本发明针对现有技术中盲人利用听觉获取视觉信息的缺陷，提供一种可以通过温度觉反馈在人手指的方式来感知真实或虚拟物体的色调和轮廓等特征信息的图像信息温度觉反馈的二维手控装置。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明的图像信息温度觉反馈的二维手控装置采用如下技术方案：

一种图像信息温度觉反馈的二维手控装置，包括图像采集装置、图像处理装置和温度觉反馈装置，所述图像采集装置用于采集物体的图像，所述图像处理装置用于对所述图像采集装置采集的图像依次进行轮廓提取处理和颜色与温度空间变换处理，所述温度觉反馈装置包括位置传感装置、控制单元、温度觉工作器件和测温器件，所述位置传感装置将人手二维移动的位置信息输入到所述图像处理装置中，所述位置信息经过所述图像处理装置处理后发送给所述控制单元，所述控制单元控制所述温度觉工作器件以不同温度觉形式反馈到人手指上，所述测温器件对所述温度觉工作器件的温度进行测量并反馈给所述控制单元构成闭环控制系统。

更进一步的，所述控制单元能够接收温度空间信息和人手的位置信息，所述控制单元根据所述温度空间信息建立对应的温度觉反馈曲线，控制所述温度觉工作器件的温度按照所述温度觉反馈曲线变化，根据人手的位置信息与图像轮廓的位置信息的比较，建立图像轮廓与温度觉极值的对应关系。

更进一步的，所述控制单元包括单片机、MOS管通断电路、供电电路和测温电路，所述单片机接受所述图像处理装置发送的数据并通过控制所述MOS管通断电路来控制所述供电电路的通断，所述供电电路为所述温度觉工作器件提供电源，所述测温电路利用所述测温器件对所述温度觉工作器件的温度实时测量并反馈给所述单片机构成闭环控制系统。

更进一步的，所述测温器件为热敏电阻。

更进一步的，所述温度觉工作器件为半导体制冷器。为了提高温度觉反馈的响应速度，可以将半导体制冷器作为温度觉工作器件，半导体制冷器的大小可以根据需要进行定制。

更进一步的，所述图像采集装置为摄像头，所述图像处理装置为PC机。

更进一步的，所述图像处理装置对所述图像采集装置采集的图像进行轮廓提取处理是利用目标物体与背景间的颜色差异，检测并提取差异位置，从而获得物体轮廓的位置信息。

更进一步的，所述图像处理装置对所述图像采集装置采集的图像进行颜色与温度空间变换处理是将图像中的各点的色度值与设定的色度阈值相比较划分温度区间，从而转换成人手指感受的不同温度觉，所述设定的色度阈值可调。

更进一步的，还包括外壳，所述外壳上设置有第一开口和第二开口，所述第一开口设置在所述外壳的顶部，所述第二开口设置在所述外壳的底部，所述位置传感装置、控制单元、温度觉工作器件和测温器件均设置在所述外壳中，所述温度觉工作器件设置在所述第一开口处，所述位置传感装置设置在所述第二开口处，所述测温器件设置在所述温度觉工作器件上。

更进一步的，所述温度觉工作器件的下方设置有散热块。为了能够连续多次地进行温度觉反馈，获取良好的反馈效果，可以在温度觉反馈装置的温度觉工作器件的下方设置有散热块。

有益效果：本发明的图像信息温度觉反馈的二维手控装置具有以下优点：

1）、本发明通过图像传感器采集目标物体图像，温度觉反馈装置能够实时地反映采集到的图像色调和轮廓等信息，通过颜色与温度空间变换处理建立色度与温度对应关系，此对应关系因色度阈值的设定可以调节，对于不同颜色人手指可以感受到不同的温度觉，采用轮廓提取算法获得物体轮廓信息，对于物体轮廓人手指可以感受到极冷或极热的温度觉极值；

2）、采用温度觉反馈具有范围广，相比振动刺激噪声小等优点；