机同时转动舱盘，舱盘带动3个手指 拉杆，使得手指产生伸开和收缩的状态，当需要出拳时，3个舱机同时向手指收缩方向转动， 则手指拉杆带动手指产生"拳"的手势。当需要出"布"时，Ξ个舱机同时向手指伸张方向 转动，手指拉杆带动手指，产生"布"的手势。当需要出"剪刀"手势时，中间手指舱机向手 指拉伸方向转动，两边手指舱机向手指收缩方向转动，从而产生"剪刀"手势。
[0034] 本实用新型出拳人猜拳手势识别方法，包括W下步骤：
[0035] 步骤S1，LeapMotion设备捕获用户的随机猜拳动作。
[0036] 步骤S2,猜拳机器人随机产生猜拳动作。
[0037] 步骤S3, LeapMotion设备将所获取手势的Ξ维坐标传送给系统控制主机中的信 息处理器，信息处理器通过对手指坐标的计算分析，识别用户的猜拳动作。该步骤中添加了 优化的猜拳动作猜解算法，能够有效的识别一定程度的不规则猜拳动作和变换手势的猜拳 动作。
[0038] 基于LeapMotion设备的猜拳手势识别方法分为两步：
[0039] 第一步、利用LeapMotion设备获取手势Ξ维图像及坐标：
[0040] LeapMotion设备获取检测范围内的手势图形，计算并返回手掌中屯、点的Ξ维坐标 (x0，y0，z0)和五个手指的最远处的Ξ维坐标 阳041] {(xl,yl,zl)，（x2,y2,z2)，（x3,y3,z3)，（x4,y4,z4)，（x5,巧，z5)}，并将运些Ξ维 坐标数据提交到信息处理器。
[0042] 第二步、信息处理器对Ξ维手势坐标数据进行分析计算，得出手势识别结果：
[0043] 首先计算每个手指的最远端到掌屯、的距离，计算方法为使用空间两点之间的距离 公式：
[0044]
[0045] 依次得到五根手指最远端距离掌屯、的距离分别为L1，L2,L3,L4,L5。
[0046]其次将运些距离与每根手指设置的距离阔值一一对应进行相减操作得到差值，阔 值的设置W上百次实际测试结果统计出来的平均数据为依据，从大拇指到小拇指阔值依次 设置为 60,90,90,80,80。两者相减，得到差值01=1^-60,02 = 1^2-90,03 = 1^3-90,04 =L4-80,D5 =L5-80。差值大于0,则判定手指处于伸开状态；差值小于等于0,则判定手指处 于弯曲状态。
[0047] 最后，根据处于伸直状态W及弯曲状态的手指根数，W及五根手指排列的序号，对 不规则的手势进行判断并过滤，判定逻辑如下：
[0048] 若D2,D3大于零，D1，D4,D5小于零，则判定手势为剪刀；
[0049] 若D1，D2,D3,D4,D5均大于零，则判定手势为布；
[0050] 若D1，D2,D3,D4,D5均小于零，则判定手势为石头；
[0051] 其他数值，均判定为无效的不规则手势。
[0052] 步骤S4,信息处理器通过识别出的用户猜拳动作与机器人的猜拳动作，得出猜拳 比赛的结果。
[0053] 步骤S5,系统控制主机通过信息处理器的猜拳结果，控制发声装置进行机器人发 声，与用户间进行猜拳互动，增加娱乐性和趣味性。
[0054] W上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员 应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本 实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化 和改进，运些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围 由所附的权利要求书及其等效物界定。
【主权项】
1. 一种基于LeapMotion设备的猜拳机器人，包括座体，其特征在于：还包括采集出拳 手势的LeapMotion设备、设置于座体的出拳区、设置于座体的用于检测是否有出拳人的超 声波传感器、系统控制主机和猜拳机器人本体，所述的猜拳机器人本体设置在座体上，猜拳 机器人本体的出拳臂伸入到出拳区，所述超声波传感器和LeapMotion设备均与系统控制 主机连接； 所述出拳臂包括手指、手指拉杆、手臂杆、舵盘、舵机和电机，所述电机通过手臂杆与舵 机相连接，所述舵机控制舵盘旋转带动手指拉杆运动，所述手指拉杆末端连接有手指； 在进行猜拳游戏时，电机转动，带动手臂摇杆产生上下移动，整体手臂表现为上下晃动 动作；当需要出拳时，3个舵机同时转动舵盘，舵盘带动3个手指拉杆，使得手指产生伸开和 收缩的状态，当需要出拳时，3个舵机同时向手指收缩方向转动，则手指拉杆带动手指产生 "拳"的手势；当需要出"布"时，三个舵机同时向手指伸张方向转动，手指拉杆带动手指，产 生"布"的手势；当需要出"剪刀"手势时，中间手指舵机向手指拉伸方向转动，两边手指舵 机向手指收缩方向转动，从而产生"剪刀"手势。2. 根据权利要求1所述的一种基于LeapMotion设备的猜拳机器人，其特征在于：还包 括音响和触摸显示屏，所述音响和触摸显示屏分别与系统控制主机相连接。3. 根据权利要求2所述的一种基于LeapMotion设备的猜拳机器人，其特征在于：还包 括电机座、舵机安装板和底板，所述电机安装电机座上，所述电机座固定在底板上，所述的 舵机设置在舵机安装板上。4. 根据权利要求3所述的一种基于LeapMotion设备的猜拳机器人，其特征在于：所述 手臂杆包括手臂摇杆、手臂连杆和主动摇杆，手臂摇杆安装于电机座上，手臂摇杆通过手臂 连杆与主动摇杆一段铰接，所述电机与主动摇杆另一端连接。5. -种基于LeapMotion设备的猜拳机器人，包括座体，其特征在于，还包括设置于座 体的猜拳机器人本体和出拳区，猜拳机器人本体的出拳臂伸入到出拳区，所述出拳臂包括 手指、手指拉杆、手臂杆、舵盘、舵机和电机，所述电机通过手臂杆与舵机相连接，所述舵机 连接舵盘，所述舵盘与手指拉杆连接，所述手指拉杆末端连接有手指； 在进行猜拳游戏时，电机转动，带动手臂摇杆产生上下移动，整体手臂表现为上下晃动 动作；当需要出拳时，3个舵机同时转动舵盘，舵盘带动3个手指拉杆，使得手指产生伸开和 收缩的状态，当需要出拳时，3个舵机同时向手指收缩方向转动，则手指拉杆带动手指产生 "拳"的手势；当需要出"布"时，三个舵机同时向手指伸张方向转动，手指拉杆带动手指，产 生"布"的手势；当需要出"剪刀"手势时，中间手指舵机向手指拉伸方向转动，两边手指舵 机向手指收缩方向转动，从而产生"剪刀"手势。
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于LeapMotion设备的猜拳机器人，包括座体，其特征在于：还包括采集出拳手势的LeapMotion设备、设置于座体的出拳区、设置于座体的用于检测是否有出拳人的超声波传感器、系统控制主机和猜拳机器人本体。本实用新型解决了猜拳机器人的手势识别方法对于光照条件的依赖问题，提供了一种借助于LeapMotion图像采集和处理设备，可以在黑暗的条件下准确判断出手势的猜拳手势识别方法和猜拳机器人。
【IPC分类】B25J11/00
【公开号】CN205075063
【申请号】CN201520661683
【发明人】吴季泳, 文斌, 苗靖
【申请人】昆山塔米机器人有限公司
【公开日】2016年3月9日
【申请日】2015年8月28日