本發(fā)明涉及交互技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種大屏幕交互系統(tǒng)及其交互方法。

背景技術(shù)：

傳感器是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。傳感器的存在和發(fā)展，讓物體有了觸覺、味覺和嗅覺等感官，讓物體慢慢變得活了起來。目前用的比較多的傳感器有體感傳感器、實感傳感器等。

Kinect是微軟公司推出的基于體感交互的人機交互設(shè)備。Kinect最初作為Xbox 360的外接設(shè)備發(fā)布，利用即時動態(tài)骨骼跟蹤、影像識別、麥克風(fēng)輸入、語音識別等功能讓玩家擺脫傳統(tǒng)游戲手柄的束縛，通過自己的肢體動作來控制游戲。Kinect作為一個深度傳感器，它的主要硬件結(jié)構(gòu)有RGB攝像頭，紅外光發(fā)射陣列，紅外攝像頭，麥克風(fēng)陣列和傳動馬達(dá)。其中，由RGB攝像頭來捕捉二維平面信息，由紅外光發(fā)射陣列和紅外攝像頭來捕捉深度信息，即紅外光反射點和傳感器之間的距離。麥克風(fēng)陣列接收語音輸入，進行語音識別，傳動馬達(dá)控制傳感器的俯仰角度。Kinect傳感器作為人體感應(yīng)的裝置，主要原理是將人體信息轉(zhuǎn)化為人體骨骼信息，人體關(guān)節(jié)的運動軌跡被記錄下來后，即能作為傳感器的手勢信號。其中，KinectV1代能記錄20個人體骨骼節(jié)點信息，能同時完全記錄兩個人的骨骼節(jié)點運動信息，V2代能記錄25個人體骨骼節(jié)點信息，能同時完全記錄6個人的骨骼節(jié)點運動信息。經(jīng)過多年發(fā)展，逐漸被應(yīng)用在演講、發(fā)布會等場合當(dāng)中，配合大尺寸或超大尺寸屏幕的場景來供演講者手勢操作。

但是，由于Kinect有限的視角，勢必會產(chǎn)生視角盲區(qū)，從而產(chǎn)生用戶操作的“禁地”。為了解決此問題，可通過多臺Kinect構(gòu)成Kinect傳感器陣列來捕捉用戶動作，但是如果單純架設(shè)多臺Kincet傳感器，又會產(chǎn)生視角重疊，發(fā)生互相干擾現(xiàn)象，當(dāng)用戶進入重疊區(qū)域時，會產(chǎn)生跟蹤不明、響應(yīng)紊亂等問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述問題，本發(fā)明提出了一種大屏幕交互系統(tǒng)及其交互方法。

具體如下：

一種大屏幕交互系統(tǒng)，包括傳感器，檢測人體骨骼數(shù)據(jù)流；設(shè)備端，接收傳感器傳來的人體骨骼數(shù)據(jù)流，計算傳感器與用戶的距離參數(shù)；服務(wù)端，比較各傳感器與用戶的距離參數(shù)，選擇距離參數(shù)小的傳感器對應(yīng)的人體骨骼數(shù)據(jù)流進行處理，判別人體骨骼活動位置和角度；客戶端，將人體骨骼活動位置和角度與數(shù)據(jù)庫中的指令事件對應(yīng)，通過手勢對屏幕進行操作。

優(yōu)選地，所述傳感器包括紅外光發(fā)射器和紅外攝像頭。

優(yōu)選地，所述傳感器與設(shè)備端通過數(shù)據(jù)線連接。

優(yōu)選地，所述設(shè)備端、服務(wù)端和客戶端均為計算機。

優(yōu)選地，所述設(shè)備端、服務(wù)端和客戶端之間的的連接方式為藍(lán)牙、網(wǎng)絡(luò)中的任一種。

優(yōu)選地，還包括拼接控制器。

優(yōu)選地，所述屏幕為拼接屏。

優(yōu)選地，所述拼接控制器一端通過視頻線與客戶端連接，另一端通過視頻線與拼接屏連接。

一種大屏幕交互系統(tǒng)的交互方法，方法如下：

步驟一、當(dāng)人體靠近屏幕時，各傳感器分別通過紅外光發(fā)射器和紅外攝像頭捕捉人體骨骼數(shù)據(jù)流，并傳輸給對應(yīng)的設(shè)備端；

步驟二、設(shè)備端從人體骨骼數(shù)據(jù)流中提取出人體骨骼節(jié)點位置數(shù)據(jù)，對人體骨骼節(jié)點位置數(shù)據(jù)進行計算，得到距離參數(shù)，將距離參數(shù)和人體骨骼數(shù)據(jù)流發(fā)送給服務(wù)端；

步驟三、服務(wù)端接收各設(shè)備端傳輸?shù)木嚯x參數(shù)和人體骨骼數(shù)據(jù)流，通過比較各設(shè)備端的距離參數(shù)得到最小距離參數(shù)，并對最小距離參數(shù)對應(yīng)的人體骨骼數(shù)據(jù)流進行處理，判別人體骨骼活動位置和角度，將結(jié)果發(fā)送給客戶端；

步驟四、客戶端根據(jù)接收到的人體骨骼活動位置和角度查找數(shù)據(jù)庫中對應(yīng)的指令事件，通過手勢對屏幕進行操作，達(dá)到人體感應(yīng)控制的目的。

優(yōu)選地，所述設(shè)備端連接傳感器的個數(shù)大于等于1。

優(yōu)選地，所述步驟二中設(shè)備端對人體骨骼節(jié)點位置數(shù)據(jù)進行計算的公式為

優(yōu)選地，所述步驟三中比較不同設(shè)備端的距離參數(shù)的公式為d_m＝min(d₁,d₂,d₃)。

優(yōu)選地，所述步驟四為客戶端根據(jù)接收到的人體骨骼活動位置和角度查找數(shù)據(jù)庫中對應(yīng)的指令事件，通過拼接控制器將手勢操作的結(jié)果顯示在拼接屏上，達(dá)到人體感應(yīng)控制的目的。

優(yōu)選地，所述設(shè)備端的個數(shù)為大于等于2。

優(yōu)選地，所述步驟三中各設(shè)備端的距離參數(shù)相等時，服務(wù)端任選其一作為最小距離參數(shù)。

優(yōu)選地，所述服務(wù)端上設(shè)有報警裝置。

優(yōu)選地，所述步驟三還包括測定傳感器的盲區(qū)與傳感器的最大距離a，服務(wù)端同時接收到大于等于2個設(shè)備端傳輸?shù)挠嬎憬Y(jié)果和人體骨骼數(shù)據(jù)流，通過公式d_m＝min(d₁,d₂,d₃)計算d_m，當(dāng)d_m-a≤0.5m時，服務(wù)端上的報警裝置發(fā)出警告信號。

優(yōu)選地，所述步驟三還包括后移所有傳感器，增加傳感器與屏幕的距離，消除盲區(qū)。

優(yōu)選地，所述步驟三還包括平移所有傳感器，減小傳感器與傳感器之間的距離，消除盲區(qū)。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益效果：

本發(fā)明提出的一種大屏幕交互系統(tǒng)及其交互方法，擴大了傳感器的有限視角，解決了使用多臺傳感器造成的視角重疊、互相干擾、響應(yīng)紊亂的問題，且方法簡單、安裝方便，適合各種拼接屏以及大屏幕使用。

附圖說明

圖1為本發(fā)明提出的一種大屏幕交互系統(tǒng)及其交互方法示意圖；

圖2為本發(fā)明提出的一種大屏幕交互系統(tǒng)及其交互方法實施例二示意圖；

圖3為本發(fā)明提出的一種大屏幕交互系統(tǒng)及其交互方法實施例三示意圖；

圖4為本發(fā)明提出的一種大屏幕交互系統(tǒng)及其交互方法實施例四示意圖。

具體實施方式

以下結(jié)合具體實施方式進一步詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)方案。應(yīng)當(dāng)理解，此處描述的具體實施方式僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

實施例一

如圖1所示，傳感器通過USB數(shù)據(jù)線與設(shè)備端連接，設(shè)備端、服務(wù)端、客戶端之間通過網(wǎng)絡(luò)連接，且均為計算機，客戶端通過視頻線與屏幕連接。當(dāng)人體靠近屏幕時，傳感器1、傳感器2和傳感器3分別通過紅外光發(fā)射器和紅外攝像頭捕捉人體骨骼數(shù)據(jù)流，分別傳輸給對應(yīng)的設(shè)備端1和設(shè)備端2。設(shè)備端1和設(shè)備端2從對應(yīng)的人體骨骼數(shù)據(jù)流中提取出人體骨骼節(jié)點位置數(shù)據(jù)，通過計算出傳感器1與人體的距離d₁、傳感器2與人體的距離d₂和傳感器3與人體的距離d₃，并將d₁、d₂、d₃和對應(yīng)的人體骨骼數(shù)據(jù)流發(fā)送給服務(wù)端。服務(wù)端通過公式d_m＝min(d₁,d₂,d₃)選出最小的d。若最小d為d₁，則服務(wù)端調(diào)用d₁所對應(yīng)的人體骨骼數(shù)據(jù)流，并對其進行分析計算，判別人體骨骼活動位置和角度，并將此分析計算結(jié)果發(fā)送給客戶端?？蛻舳烁鶕?jù)接收到的人體骨骼活動位置和角度查找數(shù)據(jù)庫中對應(yīng)的指令事件，通過手勢對屏幕進行操作，達(dá)到人體感應(yīng)控制的目的。

實施例二

如圖2所示，若屏幕為拼接屏，則需要在客戶端與屏幕之間連接一個拼接控制器，拼接控制器一端通過視頻線與客戶端連接，另一端通過視頻線與拼接屏連接，通過拼接控制器將手勢操作的結(jié)果顯示在拼接屏上，達(dá)到人體感應(yīng)控制的目的。

實施例三

如圖3所示，C1、C2、C3為傳感器，將只有C1能捕捉到信號，而C2、C3都不能捕捉到信號的區(qū)域定義為M1；同理，將只有C2能捕捉到信號，而C1、C3都不能捕捉到信號的區(qū)域定義為M2；將只有C3能捕捉到信號，而C1、C2都不能捕捉到信號的區(qū)域定義為M3。而將C1、C2都能捕捉到信號，而C3不能捕捉到信號的區(qū)域定義為N1；同理定義N2、N3。將C1、C2、C3都能捕捉到信號的區(qū)域定義為Q區(qū)。當(dāng)人體靠近大屏幕時，C1、C2、C3分別通過紅外光發(fā)射器和紅外攝像頭捕捉人體骨骼數(shù)據(jù)流，分別傳輸給對應(yīng)的設(shè)備端。若只有一臺傳感器捕捉到人體骨骼數(shù)據(jù)流，即人體位于M1或M2或M3，則不需要設(shè)備端進行計算，直接將人體骨骼數(shù)據(jù)流發(fā)送給服務(wù)端進行分析計算，位于M1時，即發(fā)送C1的數(shù)據(jù)，同理，發(fā)送C2，C3的數(shù)據(jù)。當(dāng)兩臺或者三臺傳感器同時檢測到人體骨骼信息時，即人體位于N1、N2、N3和Q時，各設(shè)備端均向服務(wù)端發(fā)送距離參數(shù)d和人體骨骼數(shù)據(jù)流。在服務(wù)端通過公式d_m＝min(d₁,d₂,d₃)計算出人體距離哪臺傳感器最近，然后調(diào)用此最近的傳感器監(jiān)測到的人體骨骼數(shù)據(jù)流，并對其進行分析計算，判別人體骨骼活動位置和角度。若服務(wù)端計算出各設(shè)備端的距離參數(shù)相等時，服務(wù)端任選其一作為最小距離參數(shù)，將此最小距離參數(shù)對應(yīng)的人體骨骼數(shù)據(jù)流進行處理，判別人體骨骼活動位置和角度，將結(jié)果發(fā)送給客戶端，客戶端根據(jù)接收到的人體骨骼活動位置和角度查找數(shù)據(jù)庫中對應(yīng)的指令事件，通過手勢對屏幕進行操作，達(dá)到人體感應(yīng)控制的目的。

實施例四

當(dāng)人體進入傳感器的感應(yīng)區(qū)域時，傳感器對人體信息進行實施監(jiān)控。如圖4所示，假設(shè)傳感器的盲區(qū)與傳感器的最大距離為a，服務(wù)端同時接收到大于等于2個設(shè)備端傳輸?shù)挠嬎憬Y(jié)果和人體骨骼數(shù)據(jù)流，當(dāng)服務(wù)端計算出人體與傳感器的最小距離d滿足d-a≤0.5m，服務(wù)端上的報警裝置就會發(fā)出警告信號。

本發(fā)明可以通過如下兩種方式消除盲區(qū)：后移所有傳感器，增加傳感器與屏幕的距離，消除盲區(qū)；平移所有傳感器，減小傳感器與傳感器之間的距離，消除盲區(qū)，但消除盲區(qū)的方法并不限于這兩種，任何與此方法類似的方法均屬于本發(fā)明保護的范圍。

本發(fā)明中的傳感器可以為體感傳感器、實感傳感器等。

綜上所述，本發(fā)明提出的一種大屏幕交互系統(tǒng)及其交互方法，擴大了傳感器的有限視角，解決了使用多臺傳感器造成的視角重疊、互相干擾、響應(yīng)紊亂的問題，且方法簡單、安裝方便，適合各種拼接屏以及大屏幕使用。

以上的實施方式均為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，并非因此限制本發(fā)明的專利保護范圍。任何本發(fā)明所屬的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明所公開的精神和范圍的前提下，對本發(fā)明的內(nèi)容所做的等效結(jié)構(gòu)與等效步驟的變換均落入本發(fā)明要求保護的專利范圍之內(nèi)。