本實(shí)用新型涉及虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種手勢(shì)指令判斷裝置。

背景技術(shù)：

隨著電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，人們對(duì)電子設(shè)備使用方便程度的要求越來(lái)越高。當(dāng)計(jì)算機(jī)剛出現(xiàn)的時(shí)候，人們同計(jì)算機(jī)的交互主要是通過(guò)鍵盤和鼠標(biāo)實(shí)現(xiàn)；操作鼠標(biāo)時(shí)，手腕背伸一定角度，掌側(cè)與桌面接觸積壓，使腕管處壓力增大，長(zhǎng)期反復(fù)的擠壓摩擦，使通過(guò)的神經(jīng)和血管受損傷，產(chǎn)生相應(yīng)的癥狀。隨后，當(dāng)智能手機(jī)出現(xiàn)時(shí)，人們開(kāi)始通過(guò)觸摸屏實(shí)現(xiàn)與電子設(shè)備的交互，然而，在交互過(guò)程中，手掌不得不與觸摸屏保持接觸，這不利于手掌的清潔。而在未來(lái)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將會(huì)發(fā)展成為一種改變?nèi)藗兩罘绞降男峦黄?，然而，現(xiàn)有的各種虛擬現(xiàn)實(shí)裝備依然阻擋著用戶和虛擬世界之間的交互；特別地，現(xiàn)有的各種虛擬現(xiàn)實(shí)裝備在虛擬3D場(chǎng)景中也不能追蹤身體的相關(guān)部位，比如用戶的手部動(dòng)作無(wú)法實(shí)現(xiàn)真正的模擬。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有的各種虛擬現(xiàn)實(shí)裝備仍然不能為用戶和虛擬世界之間的交互提供便利，在虛擬3D場(chǎng)景中也不能追蹤身體的相關(guān)部位，比如用戶的手部動(dòng)作無(wú)法實(shí)現(xiàn)真正的模擬的問(wèn)題，提出了一種手勢(shì)指令判斷裝置。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是：

本實(shí)用新型提出了一種手勢(shì)指令判斷裝置，包括：

位移同步跟蹤單元，用于獲取用戶的手臂和/或手掌和/或手指的相對(duì)位移數(shù)據(jù)信息；

位移數(shù)據(jù)信息收集單元，分別與位移同步跟蹤單元和手勢(shì)判斷單元電性連接，用于收集位移同步跟蹤單元所獲取的相對(duì)位移數(shù)據(jù)信息，并將收集到的相對(duì)位移數(shù)據(jù)信息傳輸給手勢(shì)判斷單元；

手勢(shì)判斷單元，用于判斷由位移數(shù)據(jù)信息收集單元所傳輸?shù)南鄬?duì)位移數(shù)據(jù)信息是否與位移閾值數(shù)據(jù)庫(kù)中預(yù)設(shè)手勢(shì)動(dòng)作對(duì)應(yīng)的相對(duì)位移數(shù)據(jù)信息相符，從而識(shí)別出用戶的手勢(shì)動(dòng)作；

交互控制單元，與手勢(shì)判斷單元電性連接，用于根據(jù)預(yù)設(shè)手勢(shì)動(dòng)作與虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的操控指令的對(duì)應(yīng)關(guān)系表，獲取并執(zhí)行與用戶的手勢(shì)動(dòng)作對(duì)應(yīng)的目標(biāo)操控指令。

本實(shí)用新型上述的手勢(shì)指令判斷裝置中，位移同步跟蹤單元為三維手勢(shì)捕捉設(shè)備；該三維手勢(shì)捕捉設(shè)備用于穿戴在用戶手臂上，并實(shí)時(shí)捕捉用戶的手臂和/或手掌和/或手指的三維數(shù)據(jù)信息，以獲取手臂和/或手掌和/或手指的相對(duì)位移數(shù)據(jù)信息。

本實(shí)用新型上述的手勢(shì)指令判斷裝置中，三維手勢(shì)捕捉設(shè)備包括用于從不同角度實(shí)時(shí)采集相對(duì)位移數(shù)據(jù)信息的多個(gè)攝像頭；位移數(shù)據(jù)信息收集單元包括與攝像頭電性連接的影像處理器；手勢(shì)判斷單元包括與影像處理器電性連接的中央處理器，交互控制單元包括與中央處理器電性連接的圖形處理器。

本實(shí)用新型上述的手勢(shì)指令判斷裝置中，位移同步跟蹤單元包括穿戴在用戶手臂上且安裝有多個(gè)六軸傳感器的手套，還包括用于根據(jù)由六軸傳感器所傳輸?shù)募铀俣葦?shù)據(jù)計(jì)算得到用戶的手臂和/或手掌和/或手指的相對(duì)位移數(shù)據(jù)信息的位移處理器單元；位移處理器單元與位移數(shù)據(jù)信息收集單元電性連接。

本實(shí)用新型上述的手勢(shì)指令判斷裝置中，交互控制單元包括：

圖形處理器，與手勢(shì)判斷單元電性連接；以及

更新單元，用于在不同的虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境下切換預(yù)設(shè)手勢(shì)動(dòng)作與操控指令的對(duì)應(yīng)關(guān)系表。

本實(shí)用新型的手勢(shì)指令判斷裝置通過(guò)位移同步跟蹤單元捕捉手勢(shì)信息，并通過(guò)手勢(shì)判斷單元識(shí)別手勢(shì)信息，還通過(guò)交互控制單元根據(jù)識(shí)別到的手勢(shì)信息在虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中執(zhí)行相應(yīng)的操控指令，從而實(shí)現(xiàn)用戶與虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備的交互，特別地，還能夠?qū)崿F(xiàn)在虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中完全真實(shí)地模擬操作者的手勢(shì)動(dòng)作。本實(shí)用新型的手勢(shì)指令判斷裝置精確度高，實(shí)用性強(qiáng)。

附圖說(shuō)明

下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中：

圖1示出了本實(shí)用新型第一實(shí)施例的手勢(shì)指令判斷裝置的功能模塊示意圖；

圖2示出了本實(shí)用新型第二實(shí)施例的手勢(shì)指令判斷裝置的功能模塊示意圖。

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是：現(xiàn)有的各種虛擬現(xiàn)實(shí)裝備仍然不能為用戶和虛擬世界之間的交互提供便利，在虛擬3D場(chǎng)景中也不能追蹤身體的相關(guān)部位，比如用戶的手部動(dòng)作無(wú)法實(shí)現(xiàn)真正的模擬。本實(shí)用新型就該技術(shù)問(wèn)題而提出的技術(shù)思路是：構(gòu)造一種手勢(shì)指令判斷裝置，該手勢(shì)指令判斷裝置包括用于捕捉手勢(shì)信息的位移同步跟蹤單元100，用于識(shí)別手勢(shì)信息的手勢(shì)判斷單元300以及用于根據(jù)識(shí)別到的手勢(shì)信息在虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中執(zhí)行相應(yīng)的操控指令的交互控制單元400。這樣，用戶與虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備之間能夠交互，手勢(shì)指令判斷裝置還能夠?qū)崿F(xiàn)在虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中完全真實(shí)地模擬操作者的手勢(shì)動(dòng)作。

為了使本實(shí)用新型的技術(shù)目的、技術(shù)方案以及技術(shù)效果更為清楚，以便于本領(lǐng)域技術(shù)人員理解和實(shí)施本實(shí)用新型，下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

第一實(shí)施例

參照?qǐng)D1，圖1示出了本實(shí)用新型第一實(shí)施例的手勢(shì)指令判斷裝置的功能模塊示意圖。

如圖1所示，所述手勢(shì)指令判斷裝置包括：

位移同步跟蹤單元100，用于獲取用戶的手臂和/或手掌和/或手指的相對(duì)位移數(shù)據(jù)信息；

位移數(shù)據(jù)信息收集單元200，分別與位移同步跟蹤單元100和手勢(shì)判斷單元300電性連接，用于收集位移同步跟蹤單元100所獲取的相對(duì)位移數(shù)據(jù)信息，并將收集到的相對(duì)位移數(shù)據(jù)信息傳輸給手勢(shì)判斷單元300；

手勢(shì)判斷單元300，用于判斷由位移數(shù)據(jù)信息收集單元200所傳輸?shù)南鄬?duì)位移數(shù)據(jù)信息是否與位移閾值數(shù)據(jù)庫(kù)中預(yù)設(shè)手勢(shì)動(dòng)作對(duì)應(yīng)的相對(duì)位移數(shù)據(jù)信息相符，從而識(shí)別出用戶的手勢(shì)動(dòng)作；

交互控制單元400，與手勢(shì)判斷單元300電性連接，用于根據(jù)預(yù)設(shè)手勢(shì)動(dòng)作與虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的操控指令的對(duì)應(yīng)關(guān)系表，獲取并執(zhí)行與用戶的手勢(shì)動(dòng)作對(duì)應(yīng)的目標(biāo)操控指令。

在本實(shí)施例中，位移同步跟蹤單元100實(shí)質(zhì)上為三維手勢(shì)捕捉設(shè)備；在使用時(shí)，三維手勢(shì)捕捉設(shè)備被穿戴在用戶手臂上，用于實(shí)時(shí)捕捉用戶的手臂和/或手掌和/或手指的三維數(shù)據(jù)信息，從而獲取手臂和/或手掌和/或手指的相對(duì)位移數(shù)據(jù)信息，進(jìn)而捕捉用戶的手勢(shì)動(dòng)作。具體地，三維手勢(shì)捕捉設(shè)備可以包括與位移數(shù)據(jù)信息收集單元200電性連接的多個(gè)攝像頭110，用于從不同角度實(shí)時(shí)采集用戶的手勢(shì)動(dòng)作的相對(duì)位移數(shù)據(jù)信息。在實(shí)際應(yīng)用中，可以根據(jù)手勢(shì)指令判斷裝置的數(shù)據(jù)處理性能和系統(tǒng)精度要求，選擇合適數(shù)量的攝像頭采集相應(yīng)路數(shù)的影像數(shù)據(jù)。需要說(shuō)明的是，位移同步跟蹤單元100所包含的攝像頭可以為普通性能的白光攝像頭，也可以是紅外攝像頭，還可以同時(shí)采用白光攝像頭和紅外攝像頭，本實(shí)施例并不對(duì)攝像頭做特別限定。優(yōu)選地，在本實(shí)施例中，三維手勢(shì)捕捉設(shè)備采用紅外成像與影像成像雙重影像來(lái)采集數(shù)據(jù)；然后，位移數(shù)據(jù)信息收集單元200收集三維手勢(shì)捕捉設(shè)備所采集的數(shù)據(jù)，從而形成用戶的手臂三維初始數(shù)據(jù)，并將該手臂三維初始數(shù)據(jù)傳輸給手勢(shì)判斷單元300；手勢(shì)判斷單元300通過(guò)位移閾值數(shù)據(jù)庫(kù)提供手型比對(duì)和匹配，得到用戶手臂的數(shù)據(jù)模型，并排除其他無(wú)用數(shù)據(jù)。在本實(shí)施例中，位移數(shù)據(jù)信息收集單元200包括與攝像頭電性連接的影像處理器210；手勢(shì)判斷單元300包括與影像處理器210電性連接的中央處理器310(即CPU)，交互控制單元400包括與中央處理器310電性連接的圖形處理器410(即GPU)。

進(jìn)一步地，虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的操控指令可以包括切換顯示內(nèi)容、添加顯示內(nèi)容等指令；在本實(shí)施例中，交互控制單元400可以預(yù)先設(shè)定語(yǔ)義數(shù)據(jù)庫(kù)，用于存儲(chǔ)預(yù)設(shè)手勢(shì)動(dòng)作與虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的操控指令的對(duì)應(yīng)關(guān)系表；然后可以在語(yǔ)義數(shù)據(jù)庫(kù)中查詢到與用戶的手勢(shì)動(dòng)作對(duì)應(yīng)的操控指令，并定義為目標(biāo)操控指令。例如，在語(yǔ)義數(shù)據(jù)庫(kù)中，可以將平移的手勢(shì)動(dòng)作和在虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中切換顯示內(nèi)容的操控指令建立對(duì)應(yīng)關(guān)系。特別地，在特定虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境(如體感游戲環(huán)境里)中，交互控制單元400可以將用戶的手勢(shì)動(dòng)作投影到虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中，以目標(biāo)人物的相同手勢(shì)動(dòng)作進(jìn)行顯示。

第二實(shí)施例

第二實(shí)施例與第一實(shí)施例的區(qū)別在于：位移同步跟蹤單元100和交互控制單元400的結(jié)構(gòu)不同。

參照?qǐng)D2，圖2示出了本實(shí)用新型第二實(shí)施例的手勢(shì)指令判斷裝置的功能模塊示意圖。

如圖2所示，所述手勢(shì)指令判斷裝置包括：

位移同步跟蹤單元100，用于獲取用戶的手臂和/或手掌和/或手指的相對(duì)位移數(shù)據(jù)信息；

位移數(shù)據(jù)信息收集單元200，分別與位移同步跟蹤單元100和手勢(shì)判斷單元300電性連接，用于收集位移同步跟蹤單元100所獲取的相對(duì)位移數(shù)據(jù)信息，并將收集到的相對(duì)位移數(shù)據(jù)信息傳輸給手勢(shì)判斷單元300；

手勢(shì)判斷單元300，用于判斷由位移數(shù)據(jù)信息收集單元200所傳輸?shù)南鄬?duì)位移數(shù)據(jù)信息是否與位移閾值數(shù)據(jù)庫(kù)中預(yù)設(shè)手勢(shì)動(dòng)作對(duì)應(yīng)的相對(duì)位移數(shù)據(jù)信息相符，從而識(shí)別出用戶的手勢(shì)動(dòng)作；

交互控制單元400，與手勢(shì)判斷單元300電性連接，用于根據(jù)預(yù)設(shè)手勢(shì)動(dòng)作與虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的操控指令的對(duì)應(yīng)關(guān)系表，獲取并執(zhí)行與用戶的手勢(shì)動(dòng)作對(duì)應(yīng)的目標(biāo)操控指令。

進(jìn)一步地，在本實(shí)施例中，位移同步跟蹤單元100包括穿戴在用戶手臂上且安裝有多個(gè)六軸傳感器120的手套；還包括用于根據(jù)由六軸傳感器120所傳輸?shù)募铀俣葦?shù)據(jù)計(jì)算得到用戶的手臂和/或手掌和/或手指的相對(duì)位移數(shù)據(jù)信息的位移處理器單元130。位移處理器單元130與位移數(shù)據(jù)信息收集單元200電性連接。

進(jìn)一步地，虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的操控指令可以包括切換顯示內(nèi)容、添加顯示內(nèi)容等指令；在本實(shí)施例中，交互控制單元400可以預(yù)先設(shè)定語(yǔ)義數(shù)據(jù)庫(kù)，用于存儲(chǔ)預(yù)設(shè)手勢(shì)動(dòng)作與虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的操控指令的對(duì)應(yīng)關(guān)系表；然后可以在語(yǔ)義數(shù)據(jù)庫(kù)中查詢到與用戶的手勢(shì)動(dòng)作對(duì)應(yīng)的操控指令，并定義為目標(biāo)操控指令。例如，在語(yǔ)義數(shù)據(jù)庫(kù)中，可以將平移的手勢(shì)動(dòng)作和在虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中切換顯示內(nèi)容的操控指令建立對(duì)應(yīng)關(guān)系。特別地，在特定虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境(如體感游戲環(huán)境里)中，交互控制單元400可以將用戶的手勢(shì)動(dòng)作投影到虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中，以目標(biāo)人物的相同手勢(shì)動(dòng)作進(jìn)行顯示。在本實(shí)施例中，交互控制單元400包括：

圖形處理器410，與手勢(shì)判斷單元300電性連接；以及

更新單元420，用于在不同的虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境下切換預(yù)設(shè)手勢(shì)動(dòng)作與操控指令的對(duì)應(yīng)關(guān)系表。

本實(shí)用新型的手勢(shì)指令判斷裝置通過(guò)位移同步跟蹤單元捕捉手勢(shì)信息，并通過(guò)手勢(shì)判斷單元識(shí)別手勢(shì)信息，還通過(guò)交互控制單元根據(jù)識(shí)別到的手勢(shì)信息在虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中執(zhí)行相應(yīng)的操控指令，從而實(shí)現(xiàn)用戶與虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備的交互，特別地，還能夠?qū)崿F(xiàn)在虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中完全真實(shí)地模擬操作者的手勢(shì)動(dòng)作。本實(shí)用新型的手勢(shì)指令判斷裝置精確度高，實(shí)用性強(qiáng)。

應(yīng)當(dāng)理解的是，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以根據(jù)上述說(shuō)明加以改進(jìn)或變換，而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本實(shí)用新型所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。