专利名称：基于深度检测的身体识别控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于多媒体教学设备领域的身体识别控制装置，尤其涉及一种基
于深度检测的身体识别控制装置。
背景技术：
科技飞速发展的今天，为了使教育工作者或者演示人员在各类演示演讲中更轻松的控制演示进程，远距离控制演示的节奏和内容，各种电子多媒体教学产品也越来越丰富我们的生活。 现有技术中，包括红外教鞭、控制手柄、遥控数据手套等需要借助各种外部遥控器
来达到控制演示演讲进程的设备。 上述现有技术至少存在以下缺点 各类遥控器长时间手持造成肌肉紧张出汗，影响操作；轻便型的设备如数据手套价格较高，且佩戴麻烦，使用者的舒适度不高。
发明内容
本发明的目的是提供一种长时间对设备进行操控也不会造成疲劳，且价格低廉的
高舒适度的基于深度检测的身体识别控制装置。 本发明的目的是通过以下技术方案实现的 本发明的基于深度检测的身体识别控制装置，包括括光源模块、深度图像模块、数据控制模块； 所述光源模块用于发射光线到指定的范围，所述深度图像模块接收到所述光源模块发射光线照射到物体上后反射的光线并生成深度图像； 所述数据控制模块根据所述深度图像进行身体部分或全身识别和定位，转换成可被识别的数据传输到显示设备上。 由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明所述的基于深度检测的身体识别控制装置，由于光源模块发射光线到指定的范围，深度图像模块接收到光源模块发射光线照射到物体上后反射的光线并生成深度图像；数据控制模块根据深度图像进行身体部分或全身识别和定位，转换成可被识别的数据传输到显示设备上。可以实现长时间对设备进行操控也不会造成疲劳，且价格低廉的高舒适度的身体识别控制。
图1为本发明的基于深度检测的身体识别控制装置的具体实施例的原理 图2为本发明的基于深度检测的身体识别控制装置的具体实施例的工作流程示意图。
具体实施例方式
本发明的基于深度检测的身体识别控制装置，其较佳的具体实施方式
如图1所示，包括光源模块、深度图像模块、数据控制模块； 所述光源模块用于发射光线到指定的范围，所述深度图像模块接收到所述光源模块发射光线照射到物体上后反射的光线并生成深度图像； 所述数据控制模块根据所述深度图像进行身体部分或全身识别和定位，转换成可被识别的数据传输到多媒体设备上。 所述光源模块包括红外线发射器Slll、 SI 12、 SI 13、 S114，该红外线发射器S111、
S112、 S113、 S114的光照范围与所述深度图像模块的可视范围一致。 所述红外线发射器Slll、 S112、 S113、 S114发射断续脉冲光。 所述深度图像模块包括图像传感器S221、 S222和深度重构单元； 所述图像传感器S221、S222捕获在可视范围内物体反射所述红外线发射器Slll、
S112、S113、S114发射的断续脉冲光的反射光，并将得到的反射光数据传输给所述深度重构
单元； 所述深度重构单元接收所述反射光数据，并根据深度重构规则对该反射光包含的图像信息实时进行深度重构，生成关于该可视范围的深度图像。 所述图像传感器S221包括黑白图像和彩色图像传感器S222中的一种或两种。
所述数据控制模块包括目标识别单元、目标定位单元、数据转换单元、数据传输单元； 所述目标识别单元用于根据身体的不同部分或全身的识别信息对所述深度重构单元生成的可视范围的深度图像中的身体部分或全身进行识别，并将该身体部分或全身从该可视范围中分离出来。 所述目标定位单元用于将所述目标识别单元分离出的身体部分或全身进行定位，判断该身体部分或全身的形态，并计算其与该基于深度检测的身体识别控制装置的相对位姿信息。 所述数据转换单元用于根据身体控制对应规则将所述目标定位单元计算出的身体部分或全身位的位姿信息转换成能对应用软件控制的数据。 所述数据传输单元用于传输所述数据转换单元得到的数据到被连接的多媒体设备； 所述数据传输单元通过USB数据传输方式和无线蓝牙数据传输方式中的一种或
两种方式进行数据传输。 该装置被集成于一个设备集成中； 所述多媒体设备包括电脑、电视、模卡电视中的一种或多种，，所述电脑连接有投影仪。 采用本发明提供的身体识别控制装置，可以通过光源发出的断续脉冲光照射到与深度图像模块的可视范围一致的范围，且可视范围内的物体都对该光线进行反射，反射光被图像传感器接收并实时生成深度图像，目标识别模块可以有效分离出可对控制数据产生影响的身体部分或全身，目标定位模块进而识别该部分或全身的位姿信息，并转换成可对相应设备进行控制的数据传输到相应设备上，从而实现长时间对设备进行操控也不会造成疲劳，且价格低廉的高舒适度的身体识别控制。这种通过身体的某些部分或通过全身的特定动作对多媒体教学设备进行特定的控制，使得教育工作者或演示人员不必再在演讲演示 过程中额外手持遥控设备，方便与听者互动而不会影响对演讲进程的操控，不必被传统的 演讲设备困在演示设备跟前，使用户更自由，更随意，能够实时，更好的展现演讲内容，使讲 者与听者产生更大的共鸣。 下面通过具体实施例的本发明的技术方案进行详细描述
如图2所示，基于深度检测的身体识别控制装置包括 红外线发射器所述光源模块用于发射光线到特定范围，该红外线发射器的光照 范围与所述深度图像模块的可视范围一致并发射断续脉冲光。 深度图像模块用于接收可视范围内的物体对该光线的反射光，并生成关于该可 视范围的深度图像。 数据控制模块用于对进入可视范围的身体部分或全身进行识别定位，并转换为
可被识别的数据传输到相应的设备上。 所述深度图像模块具体包括 图像传感器用于分别捕获在可视范围内物体反射所述红外线发射器发射的断续 脉冲光的反射光，生成关于同一可视范围内黑白图像和彩色图像，并将得到的数据传输给 深度重构单元。
深度重构单元用于接收被所述图像传感器捕获的反射光数据，并根据深度重构 规则对该反射光包含的图像信息实时进行深度重构，生成关于该可视范围的深度图像。
所述数据控制模块具体包括 目标识别单元用于根据身体的不同部分或全身的识别信息对所述深度重构单元 生成的关于该可视范围的深度图像中相符的身体部分或全身进行识别，并将该部分或全身 从该可视范围内无关的物体中分离出来。 目标定位单元用于将所述目标识别单元分离出的身体部分或全身进行定位，判 断该身体部分或全身的形态，计算与所述基于深度检测的身体识别控制装置的相对位姿信息。 数据转换单元用于根据身体控制对应规则将所述目标定位单元计算出的该身体 部分或全身位姿信息转换成可对相应应用软件控制的数据。 数据传输单元用于传输所述数据转换单元得到的数据到被连接的设备。包括 USB数据传输方式和无线蓝牙数据传输方式。 在具体实施例中，本发明所述基于深度检测的身体识别控制装置可以集成安装在 相应设备中，光源模块中红外线发射器的光照范围与深度图像模块的可视范围一致即可完 成功能，数量和位置并不仅限于图示中的数量和位置。 优选的方案是，光源模块包含的红外线发射器位于基于深度检测的身体识别控制 装置的4个角落，每个红外线发射器的角度朝向前方在与基于深度检测的身体识别控制装 置前立面平行的平面内略有倾斜；优选的，图像传感器与红外线发射器安装于基于深度检 测的身体识别控制装置前立面同一平面上； 优选的，图像传感器数量配置为l，捕获可视范围内黑白图像；或图像传感器数量 配置为2，捕获可视范围内黑白图像和彩色图像。
本发明具体的工作流程是
步骤S1、当基于深度检测的身体识别控制装置与相应设备连接完毕，接通电源，打 开开关后，光源通过红外线发射器发射断续脉冲光，该脉冲光按照一定的开启关闭的频率 照射光照范围内的所有物体。此时，用户设置将要对控制数据产生影响的身体部分，可以是 手部，头部，腿部等等，或者是全身。 步骤S2、被光源发射出的断续脉冲光照射到的物体将反射该光线，光线的传播方 向与光线的照射方向相反。 步骤S3、图像传感器的可视范围与光源的光照范围一致，在步骤S2中物体反射的 断续脉冲光被图像传感器捕获，并实时传输给深度重构单元。 步骤S4、深度重构单元接收到来自图像传感器捕获到的光线，生成该时刻图像内 所有物体的单色深度图像。 步骤S5、目标识别单元根据深度重构单元生成该时刻可视范围内所有物体的黑白 深度图像，识别和分离出用户预先设置将要对控制数据产生影响的身体部分或全身。该单 元可有效筛选出预先设置为目标身体的部分，并消除其他物体和背景对目标身体定位的影 响。 步骤S6、目标定位单元定位该目标身体与基于深度检测的身体识别控制装置的相
对位置并判断该目标身体的姿态信息，包括倾斜，旋转，折叠或特殊 的扭曲姿态。 步骤S7、数据转换单元将目标定位单元得到的目标身体的位姿信息根据该单元内
部目标身体控制对应规则转换成可对将要被控制的相应应用软件控制的数据。这种控制数
据可根据相应应用软件的不同体现为真实目标身体的形态，或者转换为相应设备中常用的
控制显示形式。 步骤S8、数据传输单元包括两种传输方式，USB端口连接到相应设备和通过无线 蓝牙设备传输到相应设备；数据转换单元得到的可对相应应用软件控制的数据通过该单元 传输到将要被控制的相应设备上。 步骤S9、用户的目标身体做出的动作所包含的位姿信息完全被转换为可被相应应 用软件识别的控制数据，最终显示在投影屏幕上。 本发明的基于深度检测的身体识别控制装置，可以通过光源发出的断续脉冲光照 射到与深度图像模块的可视范围一致的范围，且可视范围内的物体都对该光线进行反射， 反射光被图像传感器接收并生成深度图像，目标识别模块可以有效分离出可对控制数据产 生影响的身体部分或全身，目标定位模块进而识别该部分或全身的位姿信息，并转换成可 对相应设备进行控制的数据传输到相应设备上。 将基于深度检测的身体识别控制装置应用于多媒体教育领域，不仅能够为演讲者
带来方便快捷的操控体验，对听众也不失为一种更加寓教于乐的教育方式。 作为教育工作者或是演讲者，当然希望在讲课或是演示的过程中，能多与听众互
动，近距离地接触听众以便更直观地获得听众的反应，这样更易于改进讲课或演讲的方式
和进程，使听众认为复杂难懂的内容变得简单。古老的教鞭和传统鼠标键盘的操控方式把
演讲者牢牢锁定在演示设备的跟前，大大减少了演讲者与听众互动的几率。而逐渐发展出
的诸如电子教鞭，数据手套等又会造成长时间手持肌肉紧张出汗，影响操作，又或是佩戴麻
烦，使用者的舒适度不高的问题。使用基于深度检测的身体识别控制装置，通过实时生成
关于图像传感器可视范围内的深度图像，精确识别可对控制数据产生影响的身体部分或全身，这种在演讲过程中，演讲者完全不需要借助任何外部设备方式即自然又能精确操控设 备。演讲者只需在使用设备前设置一些对自己使用方便的手势或姿态，在演讲过程中，只要 身处身体识别控制装置可视范围内，简单的一个动作就可以从容控制，而不必担心因为距 离设备太远导致无法进行下一个环节。 这种设备对于听众来说，也更容易快速吸引他们的注意力，并且没有了敲击键盘 或是晃动遥控器等打断演讲的事情，演讲者总是处于听众之间进行互动，诸如简单的挥手 动作就可以对设备进行控制，对听众来说这样的演讲也更有吸引力。 基于深度检测的身体识别控制装置在使用时为用户带来了快速灵活的新式操控 体验，这不仅仅是在精确度与舒适度上超越了传统教鞭或遥控器，更为用户带来前所未有 的流畅体验，使得原本枯燥的演示演讲成为一项有趣的活动。 本发明所述的基于深度检测的身体识别控制装置，并不仅仅限于说明书和实施方 式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明之领域，对于熟悉本领域的人员而言 可容易的实现另外的优点和进行修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概 念的精神和范围的情况下，本发明并不限于特定的细节，代表性的设备和这里示出与描述 的图示示例。 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换， 都应涵盖在本发明的保护范围之内。
权利要求
一种基于深度检测的身体识别控制装置，其特征在于，包括光源模块、深度图像模块、数据控制模块；所述光源模块用于发射光线到指定的范围，所述深度图像模块接收到所述光源模块发射光线照射到物体上后反射的光线并生成深度图像；所述数据控制模块根据所述深度图像进行身体部分或全身识别和定位，转换成可被识别的数据传输到多媒体设备上。
2. 根据权利要求1所述的基于深度检测的身体识别控制装置，其特征在于，所述光源模块包括红外线发射器，该红外线发射器的光照范围与所述深度图像模块的可视范围一致。
3. 根据权利要求2所述的基于深度检测的身体识别控制装置，其特征在于，所述红外线发射器发射断续脉冲光。
4. 根据权利要求3所述的基于深度检测的身体识别控制装置，其特征在于，所述深度图像模块包括图像传感器和深度重构单元；所述图像传感器捕获在可视范围内物体反射所述红外线发射器发射的断续脉冲光的反射光，并将得到的反射光数据传输给所述深度重构单元；所述深度重构单元接收所述反射光数据，并根据深度重构规则对该反射光包含的图像信息实时进行深度重构，生成关于该可视范围的深度图像。
5. 根据权利要求4所述的基于深度检测的身体识别控制装置，其特征在于，所述图像传感器包括黑白图像和彩色图像传感器中的一种或两种。
6. 根据权利要求1所述的基于深度检测的身体识别控制装置，其特征在于，所述数据控制模块包括目标识别单元、目标定位单元、数据转换单元、数据传输单元；所述目标识别单元用于根据身体的不同部分或全身的识别信息对所述深度重构单元生成的可视范围的深度图像中的身体部分或全身进行识别，并将该身体部分或全身从该可视范围中分离出来。
7. 根据权利要求6所述的基于深度检测的身体识别控制装置，其特征在于，所述目标定位单元用于将所述目标识别单元分离出的身体部分或全身进行定位，判断该身体部分或全身的形态，并计算其与该基于深度检测的身体识别控制装置的相对位姿信息。
8. 根据权利要求7所述的基于深度检测的身体识别控制装置，其特征在于，所述数据转换单元用于根据身体控制对应规则将所述目标定位单元计算出的身体部分或全身位的位姿信息转换成能对应用软件控制的数据。
9. 根据权利要求8所述的基于深度检测的身体识别控制装置，其特征在于，所述数据传输单元用于传输所述数据转换单元得到的数据到被连接的多媒体设备；所述数据传输单元通过USB数据传输方式和无线蓝牙数据传输方式中的一种或两种方式进行数据传输。
10. 根据权利要求1所述的基于深度检测的身体识别控制装置，其特征在于，该装置被集成于一个设备集成中；所述多媒体设备包括电脑、电视、模卡电视中的一种或多种，所述电脑连接有投影仪。
全文摘要
本发明公开了一种基于深度检测的身体识别控制装置，包括光源模块、深度图像模块和数据控制模块。光源模块发射与深度图像模块可视范围相同范围的断续脉冲光；深度图像模块包括图像传感器和深度重构单元，用于接收被光源模块照射到物体的反射光，并生成深度图像；数据控制模块包括目标识别单元、目标定位单元、数据转换单元和数据传输单元，对进入可视范围的目标身体部分或全身进行识别定位，并转换为可被识别的数据传输到相应的设备上。本发明可以应用于多媒体教学设备领域，特别应用于计算机教育领域。
文档编号G09B5/06GK101699370SQ20091021081
公开日2010年4月28日 申请日期2009年11月10日 优先权日2009年11月10日
发明者刘志碧, 唐冕, 程杰, 陈杰 申请人:北京思比科微电子技术有限公司