专利名称：一种红外交叉投影三维体感动作识别装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种红外交叉投影三维体感动作识别装置，属于体感识别领域。
背景技术：
现有的体感识别装置主要包括三种方式第一种方式、通过手持设备利用超声波、陀螺仪或加速度传感器等感应装置来进行动作识别(例如中国专利“一种可用于虚拟现实输入的肢体动作识别装置”，其公开号为CN102200829A，
公开日期为2011年9月28日)，该专利采用技术方案的主要缺点是手上需要握持或固定一种装置，使用不便，无法识别手势的形状。第二种方式、依靠摄像头采集的画面进行图形分析来进行动作识别(例如中国专 利“手势识别装置”，其公开号为CN1218936，
公开日期为1999年6月9日)，该专利采用的技术方案的主要缺点是算法复杂，处理速度慢，不能识别快速动作，在复杂背景下易受干扰；有的识别技术还需要在被识别物体上安装特殊的反光标记(例如中国专利“一种用于动作识别的腕带”，其公开号为CN201997061U，
公开日期为2011年10月5日)。第三种方式、依靠菲尼尔滤镜下的热释电元件被动感应进入感应区域内的肢体运动(例如中国专利“具有动作识别功能的移动终端及其动作识别方法”，其公开号为CN102055836A，其
公开日期为2011年5月11日)，主要缺点是分辨率不高，无法识别肢体形状，而且只能识别两个维度空间的动作。以上三种方式的识别装置存在识别分辨率不高、只能识别两个维度空间的动作，识别速度慢的缺点。
发明内容本实用新型目的是为了解决现有识别装置存在识别分辨率不高、只能识别两个维度空间的动作，识别速度慢的问题，提供了一种红外交叉投影三维体感动作识别装置。通过两组圆锥形交叉投影的红外线，识别交叉区域内三个维度上的肢体动作，为监控指挥、大屏幕切换控制、摄像头云台控制、手术室非接触式的图像或计算机控制、体感游戏、电视音响控制等提供高效直观的体感操作方式。本实用新型所述一种红外交叉投影三维体感动作识别装置，它包括第一红外光源、第二红外光源、第一红外接收矩阵板、第二红外接收矩阵板、编码器和计算机，第一红外光源和第二红外光源并列设置在天棚下表面，第一红外接收矩阵板和第二红外接收矩阵板并列设置在室内地面上，第一红外光源与第二红外接收矩阵板的连线与地面的夹角为45度，第二红外光源与第一红外接收矩阵板的连线与地面的夹角为45度，编码器的第一红外发射控制端与第一红外光源的控制端相连，第一红外光源以45度角发射的圆锥形红外光束交叉入射至第二红外接收矩阵板的接收面，第二红外接收矩阵板的红外二维矩阵输出端与编码器的第一红外矩阵信号输入端相连；编码器的第二红外发射控制端与第二红外光源的控制端相连，第二红外光源以45度角发射的圆锥形红外光束交叉入射至第一红外接收矩阵板的接收面，第一红外接收矩阵板的红外二维矩阵输出端与编码器的第二红外矩阵信号输入端相连；编码器的红二维外矩阵编码信号输入输出端与计算机的输入输出端相连。本实用新型的优点本实用新型能够在三个维度上识别手势动作，能够识别快速的肢体动作，识别速度达到每秒钟50帧。能够识别手势形状，识别分辨率< IOmmX 10mm。使用方便，不需要专门的手持器件或特殊反光标记，不易受到背景干扰。安装简便，顶端红外发射部分体积小于80mmX 80mmX 50mm。
图I是本实用新型所述一种红外交叉投影三维体感动作识别装置的结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式
一下面结合图I说明本实施方式，本实施方式所述一种红外交叉投影三维体感动作识别装置，它包括第一红外光源I、第二红外光源2、第一红外接收矩阵板3、第二红外接收矩阵板4、编码器5和计算机6，第一红外光源I和第二红外光源2并列设置在天棚下表面，第一红外接收矩阵板3和第二红外接收矩阵板4并列设置在室内地面上，第一红外光源I与第二红外接收矩阵板4的连线与地面的夹角为45度，第二红外光源2与第一红外接收矩阵板3的连线与地面的夹角为45度，编码器5的第一红外发射控制端与第一红外光源I的控制端相连，第一红外光源I以45度角发射的圆锥形红外光束交叉入射至第二红外接收矩阵板4的接收面，第二红外接收矩阵板4的红外二维矩阵输出端与编码器5的第一红外矩阵信号输入端相连；编码器5的第二红外发射控制端与第二红外光源2的控制端相连，第二红外光源2以45度角发射的圆锥形红外光束交叉入射至第一红外接收矩阵板3的接收面，第一红外接收矩阵板3的红外二维矩阵输出端与编码器5的第二红外矩阵信号输入端相连；编码器5的红二维外矩阵编码信号输入输出端与计算机6的输入输出端相连。工作原理 顶部两个红外光源一第一红外光源I和第二红外光源2将圆锥形红外光束以45度角交叉向下发射，下面的两组红外接收矩阵感应上方投射过来的红外线。两组光线交叉的区域即为感应工作区域7。当感应工作区域7中间没有任何遮挡的时候，第一红外发射矩阵板3和第二红外发射矩阵板4所有的感应点都能够感应到红外线。当感应工作区域7中出现任何遮挡的时候，两组红外接收矩阵板对应的感应点将感应不到红外线。设置感应点收到红外光为数值I，被遮挡后收不到红外光为数值0，通过编码器5进行处理以后，将两组由0和I构成的二维矩阵(即红外二维矩阵)以每秒50帧进行输出。通过本装置输出的数值就可以很容易的判断感应工作区域7中遮挡物的形状和位置，通过连续采集多帧数值即可识别手势和三个维度的运动方向。其它外部设备可以根据识别出来的特定的手势和三维动作模式来实行自行定义的控制动作。由于红外发射部分采用了点状发射的红外光源，体积十分小巧，极大的减少了安装过程中的施工难度，减少了对现有装修结构和外观的破坏。
具体实施方式
二 本实施方式对实施方式一作进一步说明，编码器5和计算机6之间通过CAN总线进行通讯。也可以将CAN接口输出通过CAN-RS232器或CAN-USB转换器转换成RS232串口或USB接口来连接计算机6。
具体实施方式
三本实施方式对实施方式一作进一步说明，第一红外接收矩阵板I、第二红外接收矩阵板2、第一红外发射矩阵板3和第二红外发射矩阵板4通过RS485线缆连接至编码器5的通讯接口上。
具体实施方式
四本实施方式对实施方式一作进一步说明，在第一红外发射矩阵板3和第二红外发射矩阵板4的表面覆盖红外滤光板。
具体实施方式
五本实施方式给出一个具体的实施例将两个红外接收矩阵横向排开放置在桌面预留好的槽位内，两个矩阵距离可以根据所需感应工作区域的高度进行调整。在天棚上45度角对应的位置安装两个红外光源。为了保持美观，红外接收矩阵表面可以覆盖红外滤光板。通过RS485线缆将红外光源和红外接收矩阵连接到解码器的通讯接口上。解码器通过CAN总线连接线连接到其它外部设备的CAN串行通讯接口上。也可以将CAN接口输出通过CAN-RS232器或CAN-USB转换器转换成RS232串口或USB接口来连接外部设备。红外接收矩阵上感应点的数量和排列方式可以根据需要进行定制，例如采用64*32间距IOmm的感应点排列，感应工作区域的空间尺寸约为400X400X310mm。权利要求1.一种红外交叉投影三维体感动作识别装置，其特征在于，它包括第一红外光源(I)、第二红外光源(2)、第一红外接收矩阵板(3)、第二红外接收矩阵板(4)、编码器(5)和计算机(6), 第一红外光源(I)和第二红外光源(2)并列设置在天棚下表面，第一红外接收矩阵板(3)和第二红外接收矩阵板(4)并列设置在室内地面上，第一红外光源(I)与第二红外接收矩阵板(4)的连线与地面的夹角为45度，第二红外光源(2)与第一红外接收矩阵板(3)的连线与地面的夹角为45度， 编码器(5)的第一红外发射控制端与第一红外光源(I)的控制端相连，第一红外光源(1)以45度角发射的圆锥形红外光束交叉入射至第二红外接收矩阵板(4)的接收面，第二红外接收矩阵板(4)的红外二维矩阵输出端与编码器(5)的第一红外矩阵信号输入端相连； 编码器(5)的第二红外发射控制端与第二红外光源(2)的控制端相连，第二红外光源(2)以45度角发射的圆锥形红外光束交叉入射至第一红外接收矩阵板(3)的接收面，第一红外接收矩阵板(3)的红外二维矩阵输出端与编码器(5)的第二红外矩阵信号输入端相连； 编码器(5)的红二维外矩阵编码信号输入输出端与计算机￠)的输入输出端相连。
2.根据权利要求I所述一种红外交叉投影三维体感动作识别装置，其特征在于，编码器(5)和计算机(6)之间通过CAN总线进行通讯。
3.根据权利要求I所述一种红外交叉投影三维体感动作识别装置，其特征在于，第一红外光源(I)、第二红外光源(2)、第一红外接收矩阵板(3)和第二红外接收矩阵板(4)通过RS485线缆连接至编码器(5)的通讯接口上。
4.根据权利要求I所述一种红外交叉投影三维体感动作识别装置，其特征在于，在第一红外接收矩阵板(3)和第二红外接收矩阵板(4)的表面覆盖红外滤光板。
专利摘要一种红外交叉投影三维体感动作识别装置，属于体感识别领域，本实用新型为解决现有识别装置存在识别分辨率不高、只能识别两个维度空间的动作，识别速度慢的问题。本实用新型包括两组红外光源，两组红外接收矩阵板、编码器和计算机，两组红外光源并列设置在天棚下表面，两组红外接收矩阵板并列设置在室内地面上，编码器的红外发射控制端分别控制两组红外光源以45度角发射的圆锥形红外光束交叉入射至红外接收矩阵板的接收面，两组红外接收矩阵板的红外二维矩阵输出端分别与编码器的一个红外矩阵信号输入端相连；编码器的红外矩阵编码信号输入输出端与计算机的输入输出端相连。
文档编号G06F3/01GK202443417SQ201220090489
公开日2012年9月19日 申请日期2012年3月12日 优先权日2012年3月12日
发明者赵威 申请人:黑龙江电通自动化有限公司