專利名稱：基于深度檢測(cè)的身體識(shí)別控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于多媒體教學(xué)設(shè)備領(lǐng)域的身體識(shí)別控制裝置，尤其涉及一 種基于深度檢測(cè)的身體識(shí)別控制裝置。
背景技術(shù)：
科技飛速發(fā)展的今天，為了使教育工作者或者演示人員在各類演示演講中更輕松 的控制演示進(jìn)程，遠(yuǎn)距離控制演示的節(jié)奏和內(nèi)容，各種電子多媒體教學(xué)產(chǎn)品也越來(lái)越豐富 我們的生活。現(xiàn)有技術(shù)中，包括紅外教鞭、控制手柄、遙控?cái)?shù)據(jù)手套等需要借助各種外部遙控器 來(lái)達(dá)到控制演示演講進(jìn)程的設(shè)備。上述現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下缺點(diǎn)各類遙控器長(zhǎng)時(shí)間手持造成肌肉緊張出汗，影響操作；輕便型的設(shè)備如數(shù)據(jù)手套 價(jià)格較高，且佩戴麻煩，使用者的舒適度不高。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種長(zhǎng)時(shí)間對(duì)設(shè)備進(jìn)行操控也不會(huì)造成疲勞，且價(jià)格低 廉的高舒適度的基于深度檢測(cè)的身體識(shí)別控制裝置。本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的本實(shí)用新型的基于深度檢測(cè)的身體識(shí)別控制裝置，包括光源模塊、深度圖像模塊、 數(shù)據(jù)控制模塊；所述光源模塊包括紅外線發(fā)射器，所述深度圖像模塊包括圖像傳感器和深度重構(gòu) 單元；所述圖像傳感器將捕獲的所述紅外線發(fā)射器發(fā)射的斷續(xù)脈沖光的反射光數(shù)據(jù)傳 輸給所述深度重構(gòu)單元；所述深度重構(gòu)單元將生成的深度圖像輸入給所述數(shù)據(jù)控制模塊；所述數(shù)據(jù)控制模塊將轉(zhuǎn)換成的能被識(shí)別的數(shù)據(jù)傳輸?shù)蕉嗝襟w設(shè)備上。由上述本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案可以看出，本實(shí)用新型所述的基于深度檢測(cè)的 身體識(shí)別控制裝置，由于光源模塊發(fā)射光線到指定的范圍，深度圖像模塊接收到光源模塊 發(fā)射光線照射到物體上后反射的光線并生成深度圖像；數(shù)據(jù)控制模塊可以根據(jù)深度圖像進(jìn) 行身體部分或全身識(shí)別和定位，轉(zhuǎn)換成可被識(shí)別的數(shù)據(jù)傳輸?shù)斤@示設(shè)備上?？梢詫?shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí) 間對(duì)設(shè)備進(jìn)行操控也不會(huì)造成疲勞，且價(jià)格低廉的高舒適度的身體識(shí)別控制。

圖1為本實(shí)用新型的基于深度檢測(cè)的身體識(shí)別控制裝置的具體實(shí)施例的原理圖；圖2為本實(shí)用新型的基于深度檢測(cè)的身體識(shí)別控制裝置的具體實(shí)施例的工作流 程示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的基于深度檢測(cè)的身體識(shí)別控制裝置，其較佳的具體實(shí)施方式
如圖1 所示，包括光源模塊、深度圖像模塊、數(shù)據(jù)控制模塊；所述光源模塊用于發(fā)射光線到指定的范圍，所述深度圖像模塊接收到所述光源模 塊發(fā)射光線照射到物體上后反射的光線并生成深度圖像；所述數(shù)據(jù)控制模塊根據(jù)所述深度圖像進(jìn)行身體部分或全身識(shí)別和定位，轉(zhuǎn)換成可 被識(shí)別的數(shù)據(jù)傳輸?shù)蕉嗝襟w設(shè)備上。所述光源模塊包括紅外線發(fā)射器Sll 1、S112、S113、S114，該紅外線發(fā)射器S111、 S112、S113、S114的光照范圍與所述深度圖像模塊的可視范圍一致。所述紅外線發(fā)射器Sill、S112、S113、S114發(fā)射斷續(xù)脈沖光。所述深度圖像模塊包括圖像傳感器S221、S222和深度重構(gòu)單元；所述圖像傳感器S221、S222捕獲在可視范圍內(nèi)物體反射所述紅外線發(fā)射器S111、 S112、S113、S114發(fā)射的斷續(xù)脈沖光的反射光，并將得到的反射光數(shù)據(jù)傳輸給所述深度重構(gòu) 單元；所述深度重構(gòu)單元接收所述反射光數(shù)據(jù)，并根據(jù)深度重構(gòu)規(guī)則對(duì)該反射光包含的 圖像信息實(shí)時(shí)進(jìn)行深度重構(gòu)，生成關(guān)于該可視范圍的深度圖像。所述圖像傳感器S221包括黑自圖像和彩色圖像傳感器S222中的一種或兩種。所述數(shù)據(jù)控制模塊包括目標(biāo)識(shí)別單元、目標(biāo)定位單元、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元、數(shù)據(jù)傳輸單 元；所述目標(biāo)識(shí)別單元用于根據(jù)身體的不同部分或全身的識(shí)別信息對(duì)所述深度重構(gòu) 單元生成的可視范圍的深度圖像中的身體部分或全身進(jìn)行識(shí)別，并將該身體部分或全身從 該可視范圍中分離出來(lái)。所述目標(biāo)定位單元用于將所述目標(biāo)識(shí)別單元分離出的身體部分或全身進(jìn)行定位， 判斷該身體部分或全身的形態(tài)，并計(jì)算其與該基于深度檢測(cè)的身體識(shí)別控制裝置的相對(duì)位
姿{(lán)曰息。所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元用于根據(jù)身體控制對(duì)應(yīng)規(guī)則將所述目標(biāo)定位單元計(jì)算出的身 體部分或全身位的位姿信息轉(zhuǎn)換成能對(duì)應(yīng)用軟件控制的數(shù)據(jù)。所述數(shù)據(jù)傳輸單元用于傳輸所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元得到的數(shù)據(jù)到被連接的多媒體設(shè) 備；所述數(shù)據(jù)傳輸單元通過(guò)USB數(shù)據(jù)傳輸方式和無(wú)線藍(lán)牙數(shù)據(jù)傳輸方式中的一種或 兩種方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。該裝置被集成于一個(gè)設(shè)備集成中；所述多媒體設(shè)備包括電腦、電視、?？娨曋械囊环N或多種，，所述電腦連接有投影儀。采用本實(shí)用新型提供的身體識(shí)別控制裝置，可以通過(guò)光源發(fā)出的斷續(xù)脈沖光照射 到與深度圖像模塊的可視范圍一致的范圍，且可視范圍內(nèi)的物體都對(duì)該光線進(jìn)行反射，反 射光被圖像傳感器接收并實(shí)時(shí)生成深度圖像，目標(biāo)識(shí)別模塊可以有效分離出可對(duì)控制數(shù)據(jù) 產(chǎn)生影響的身體部分或全身，目標(biāo)定位模塊進(jìn)而識(shí)別該部分或全身的位姿信息，并轉(zhuǎn)換成
4可對(duì)相應(yīng)設(shè)備進(jìn)行控制的數(shù)據(jù)傳輸?shù)较鄳?yīng)設(shè)備上，從而實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間對(duì)設(shè)備進(jìn)行操控也不會(huì) 造成疲勞，且價(jià)格低廉的高舒適度的身體識(shí)別控制。這種通過(guò)身體的某些部分或通過(guò)全身 的特定動(dòng)作對(duì)多媒體教學(xué)設(shè)備進(jìn)行特定的控制，使得教育工作者或演示人員不必再在演講 演示過(guò)程中額外手持遙控設(shè)備，方便與聽(tīng)者互動(dòng)而不會(huì)影響對(duì)演講進(jìn)程的操控，不必被傳 統(tǒng)的演講設(shè)備困在演示設(shè)備跟前，使用戶更自由，更隨意，能夠?qū)崟r(shí)，更好的展現(xiàn)演講內(nèi)容， 使講者與聽(tīng)者產(chǎn)生更大的共鳴。下面通過(guò)具體實(shí)施例的本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)描述如圖2所示，基于深度檢測(cè)的身體識(shí)別控制裝置包括紅外線發(fā)射器所述光源模塊用于發(fā)射光線到特定范圍，該紅外線發(fā)射器的光照 范圍與所述深度圖像模塊的可視范圍一致并發(fā)射斷續(xù)脈沖光。深度圖像模塊用于接收可視范圍內(nèi)的物體對(duì)該光線的反射光，并生成關(guān)于該可 視范圍的深度圖像。數(shù)據(jù)控制模塊用于對(duì)進(jìn)入可視范圍的身體部分或全身進(jìn)行識(shí)別定位，并轉(zhuǎn)換為 可被識(shí)別的數(shù)據(jù)傳輸?shù)较鄳?yīng)的設(shè)備上。所述深度圖像模塊具體包括圖像傳感器用于分別捕獲在可視范圍內(nèi)物體反射所述紅外線發(fā)射器發(fā)射的斷續(xù) 脈沖光的反射光，生成關(guān)于同一可視范圍內(nèi)黑白圖像和彩色圖像，并將得到的數(shù)據(jù)傳輸給 深度重構(gòu)單元。深度重構(gòu)單元用于接收被所述圖像傳感器捕獲的反射光數(shù)據(jù)，并根據(jù)深度重構(gòu) 規(guī)則對(duì)該反射光包含的圖像信息實(shí)時(shí)進(jìn)行深度重構(gòu)，生成關(guān)于該可視范圍的深度圖像。所述數(shù)據(jù)控制模塊具體包括目標(biāo)識(shí)別單元用于根據(jù)身體的不同部分或全身的識(shí)別信息對(duì)所述深度重構(gòu)單元 生成的關(guān)于該可視范圍的深度圖像中相符的身體部分或全身進(jìn)行識(shí)別，并將該部分或全身 從該可視范圍內(nèi)無(wú)關(guān)的物體中分離出來(lái)。目標(biāo)定位單元用于將所述目標(biāo)識(shí)別單元分離出的身體部分或全身進(jìn)行定位，判 斷該身體部分或全身的形態(tài)，計(jì)算與所述基于深度檢測(cè)的身體識(shí)別控制裝置的相對(duì)位姿信 肩、ο數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元用于根據(jù)身體控制對(duì)應(yīng)規(guī)則將所述目標(biāo)定位單元計(jì)算出的該身體 部分或全身位姿信息轉(zhuǎn)換成可對(duì)相應(yīng)應(yīng)用軟件控制的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)傳輸單元用于傳輸所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元得到的數(shù)據(jù)到被連接的設(shè)備。包括 USB數(shù)據(jù)傳輸方式和無(wú)線藍(lán)牙數(shù)據(jù)傳輸方式。在具體實(shí)施例中，本實(shí)用新型所述基于深度檢測(cè)的身體識(shí)別控制裝置可以集成安 裝在相應(yīng)設(shè)備中，光源模塊中紅外線發(fā)射器的光照范圍與深度圖像模塊的可視范圍一致即 可完成功能，數(shù)量和位置并不僅限于圖示中的數(shù)量和位置。優(yōu)選的方案是，光源模塊包含的紅外線發(fā)射器位于基于深度檢測(cè)的身體識(shí)別控制 裝置的4個(gè)角落，每個(gè)紅外線發(fā)射器的角度朝向前方在與基于深度檢測(cè)的身體識(shí)別控制裝 置前立面平行的平面內(nèi)略有傾斜；優(yōu)選的，圖像傳感器與紅外線發(fā)射器安裝于基于深度檢 測(cè)的身體識(shí)別控制裝置前立面同一平面上；優(yōu)選的，圖像傳感器數(shù)量配置為1，捕獲可視范圍內(nèi)黑白圖像；或圖像傳感器數(shù)量配置為2，捕獲可視范圍內(nèi)黑白圖像和彩色圖像。本實(shí)用新型具體的工作流程是步驟Si、當(dāng)基于深度檢測(cè)的身體識(shí)別控制裝置與相應(yīng)設(shè)備連接完畢，接通電源，打 開(kāi)開(kāi)關(guān)后，光源通過(guò)紅外線發(fā)射器發(fā)射斷續(xù)脈沖光，該脈沖光按照一定的開(kāi)啟關(guān)閉的頻率 照射光照范圍內(nèi)的所有物體。此時(shí)，用戶設(shè)置將要對(duì)控制數(shù)據(jù)產(chǎn)生影響的身體部分，可以是 手部，頭部，腿部等等，或者是全身。步驟S2、被光源發(fā)射出的斷續(xù)脈沖光照射到的物體將反射該光線，光線的傳播方 向與光線的照射方向相反。步驟S3、圖像傳感器的可視范圍與光源的光照范圍一致，在步驟S2中物體反射的 斷續(xù)脈沖光被圖像傳感器捕獲，并實(shí)時(shí)傳輸給深度重構(gòu)單元。步驟S4、深度重構(gòu)單元接收到來(lái)自圖像傳感器捕獲到的光線，生成該時(shí)刻圖像內(nèi) 所有物體的單色深度圖像。步驟S5、目標(biāo)識(shí)別單元根據(jù)深度重構(gòu)單元生成該時(shí)刻可視范圍內(nèi)所有物體的黑白 深度圖像，識(shí)別和分離出用戶預(yù)先設(shè)置將要對(duì)控制數(shù)據(jù)產(chǎn)生影響的身體部分或全身。該單 元可有效篩選出預(yù)先設(shè)置為目標(biāo)身體的部分，并消除其他物體和背景對(duì)目標(biāo)身體定位的影 響。步驟S6、目標(biāo)定位單元定位該目標(biāo)身體與基于深度檢測(cè)的身體識(shí)別控制裝置的相 對(duì)位置并判斷該目標(biāo)身體的姿態(tài)信息，包括傾斜，旋轉(zhuǎn)，折疊或特殊的扭曲姿態(tài)。步驟S7、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元將目標(biāo)定位單元得到的目標(biāo)身體的位姿信息根據(jù)該單元內(nèi) 部目標(biāo)身體控制對(duì)應(yīng)規(guī)則轉(zhuǎn)換成可對(duì)將要被控制的相應(yīng)應(yīng)用軟件控制的數(shù)據(jù)。這種控制數(shù) 據(jù)可根據(jù)相應(yīng)應(yīng)用軟件的不同體現(xiàn)為真實(shí)目標(biāo)身體的形態(tài)，或者轉(zhuǎn)換為相應(yīng)設(shè)備中常用的 控制顯示形式。步驟S8、數(shù)據(jù)傳輸單元包括兩種傳輸方式，USB端口連接到相應(yīng)設(shè)備和通過(guò)無(wú)線 藍(lán)牙設(shè)備傳輸?shù)较鄳?yīng)設(shè)備；數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元得到的可對(duì)相應(yīng)應(yīng)用軟件控制的數(shù)據(jù)通過(guò)該單元 傳輸?shù)綄⒁豢刂频南鄳?yīng)設(shè)備上。步驟S9、用戶的目標(biāo)身體做出的動(dòng)作所包含的位姿信息完全被轉(zhuǎn)換為可被相應(yīng)應(yīng) 用軟件識(shí)別的控制數(shù)據(jù)，最終顯示在投影屏幕上。本實(shí)用新型的基于深度檢測(cè)的身體識(shí)別控制裝置，可以通過(guò)光源發(fā)出的斷續(xù)脈沖 光照射到與深度圖像模塊的可視范圍一致的范圍，且可視范圍內(nèi)的物體都對(duì)該光線進(jìn)行反 射，反射光被圖像傳感器接收并生成深度圖像，目標(biāo)識(shí)別模塊可以有效分離出可對(duì)控制數(shù) 據(jù)產(chǎn)生影響的身體部分或全身，目標(biāo)定位模塊進(jìn)而識(shí)別該部分或全身的位姿信息，并轉(zhuǎn)換 成可對(duì)相應(yīng)設(shè)備進(jìn)行控制的數(shù)據(jù)傳輸?shù)较鄳?yīng)設(shè)備上。將基于深度檢測(cè)的身體識(shí)別控制裝置應(yīng)用于多媒體教育領(lǐng)域，不僅能夠?yàn)檠葜v者 帶來(lái)方便快捷的操控體驗(yàn)，對(duì)聽(tīng)眾也不失為一種更加寓教于樂(lè)的教育方式。作為教育工作者或是演講者，當(dāng)然希望在講課或是演示的過(guò)程中，能多與聽(tīng)眾互 動(dòng)，近距離地接觸聽(tīng)眾以便更直觀地獲得聽(tīng)眾的反應(yīng)，這樣更易于改進(jìn)講課或演講的方式 和進(jìn)程，使聽(tīng)眾認(rèn)為復(fù)雜難懂的內(nèi)容變得簡(jiǎn)單。古老的教鞭和傳統(tǒng)鼠標(biāo)鍵盤的操控方式把 演講者牢牢鎖定在演示設(shè)備的跟前，大大減少了演講者與聽(tīng)眾互動(dòng)的幾率。而逐漸發(fā)展出 的諸如電子教鞭，數(shù)據(jù)手套等又會(huì)造成長(zhǎng)時(shí)間手持肌肉緊張出汗，影響操作，又或是佩戴麻煩，使用者的舒適度不高的問(wèn)題。使用基于深度檢測(cè)的身體識(shí)別控制裝置，通過(guò)實(shí)時(shí)生成 關(guān)于圖像傳感器可視范圍內(nèi)的深度圖像，精確識(shí)別可對(duì)控制數(shù)據(jù)產(chǎn)生影響的身體部分或全 身，這種在演講過(guò)程中，演講者完全不需要借助任何外部設(shè)備方式即自然又能精確操控設(shè) 備。演講者只需在使用設(shè)備前設(shè)置一些對(duì)自己使用方便的手勢(shì)或姿態(tài)，在演講過(guò)程中，只要 身處身體識(shí)別控制裝置可視范圍內(nèi)，簡(jiǎn)單的一個(gè)動(dòng)作就可以從容控制，而不必?fù)?dān)心因?yàn)榫?離設(shè)備太遠(yuǎn)導(dǎo)致無(wú)法進(jìn)行下一個(gè)環(huán)節(jié)。這種設(shè)備對(duì)于聽(tīng)眾來(lái)說(shuō)，也更容易快速吸引他們的注意力，并且沒(méi)有了敲擊鍵盤 或是晃動(dòng)遙控器等打斷演講的事情，演講者總是處于聽(tīng)眾之間進(jìn)行互動(dòng)，諸如簡(jiǎn)單的揮手 動(dòng)作就可以對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制，對(duì)聽(tīng)眾來(lái)說(shuō)這樣的演講也更有吸引力?；谏疃葯z測(cè)的身體識(shí)別控制裝置在使用時(shí)為用戶帶來(lái)了快速靈活的新式操控 體驗(yàn)，這不僅僅是在精確度與舒適度上超越了傳統(tǒng)教鞭或遙控器，更為用戶帶來(lái)前所未有 的流暢體驗(yàn)，使得原本枯燥的演示演講成為一項(xiàng)有趣的活動(dòng)。本實(shí)用新型所述的基于深度檢測(cè)的身體識(shí)別控制裝置，并不僅僅限于說(shuō)明書和實(shí) 施方式中所列運(yùn)用，它完全可以被適用于各種適合本實(shí)用新型之領(lǐng)域，對(duì)于熟悉本領(lǐng)域的 人員而言可容易的實(shí)現(xiàn)另外的優(yōu)點(diǎn)和進(jìn)行修改，因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定 的一般概念的精神和范圍的情況下，本實(shí)用新型并不限于特定的細(xì)節(jié)，代表性的設(shè)備和這 里示出與描述的圖示示例。以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的具體實(shí)施方式
，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不 局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到 的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求一種基于深度檢測(cè)的身體識(shí)別控制裝置，其特征在于，包括光源模塊、深度圖像模塊、數(shù)據(jù)控制模塊；所述光源模塊包括紅外線發(fā)射器，所述深度圖像模塊包括圖像傳感器和深度重構(gòu)單元；所述圖像傳感器將捕獲的所述紅外線發(fā)射器發(fā)射的斷續(xù)脈沖光的反射光數(shù)據(jù)傳輸給所述深度重構(gòu)單元；所述深度重構(gòu)單元將生成的深度圖像輸入給所述數(shù)據(jù)控制模塊；所述數(shù)據(jù)控制模塊將轉(zhuǎn)換成的能被識(shí)別的數(shù)據(jù)傳輸?shù)蕉嗝襟w設(shè)備上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于深度檢測(cè)的身體識(shí)別控制裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù) 控制模塊包括目標(biāo)識(shí)別單元、目標(biāo)定位單元、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元、數(shù)據(jù)傳輸單元；所述目標(biāo)識(shí)別單元接收所述深度重構(gòu)單元生成的深度圖像，并將對(duì)身體部分或全身的 識(shí)別信息輸入給所述目標(biāo)定位單元；
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于深度檢測(cè)的身體識(shí)別控制裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù) 傳輸單元包括USB數(shù)據(jù)傳輸接口和無(wú)線藍(lán)牙數(shù)據(jù)傳輸接口中的一種或兩種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于深度檢測(cè)的身體識(shí)別控制裝置，其特征在于，該裝置被 集成于一個(gè)設(shè)備集成中；所述多媒體設(shè)備包括電腦、電視、?？娨曋械囊环N或多種，所述電腦連接有投影儀。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種基于深度檢測(cè)的身體識(shí)別控制裝置，包括光源模塊、深度圖像模塊和數(shù)據(jù)控制模塊。光源模塊發(fā)射與深度圖像模塊可視范圍相同范圍的斷續(xù)脈沖光；深度圖像模塊包括圖像傳感器和深度重構(gòu)單元，用于接收被光源模塊照射到物體的反射光，并生成深度圖像；數(shù)據(jù)控制模塊包括目標(biāo)識(shí)別單元、目標(biāo)定位單元、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元和數(shù)據(jù)傳輸單元，對(duì)進(jìn)入可視范圍的目標(biāo)身體部分或全身進(jìn)行識(shí)別定位，并轉(zhuǎn)換為可被識(shí)別的數(shù)據(jù)傳輸?shù)较鄳?yīng)的設(shè)備上。本實(shí)用新型可以應(yīng)用于多媒體教學(xué)設(shè)備領(lǐng)域，特別應(yīng)用于計(jì)算機(jī)教育領(lǐng)域。
文檔編號(hào)G09B5/06GK201654675SQ200920278798
公開(kāi)日2010年11月24日 申請(qǐng)日期2009年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月10日
發(fā)明者劉志碧, 唐冕, 程杰, 陳杰 申請(qǐng)人:北京思比科微電子技術(shù)有限公司