专利名称：一种双摄像头3d空间输入系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及3D空间数据输入的技术领域，特别是涉及一种双摄像头3D空间输入系统。
背景技术：
目前的电脑以及手持式电子设备等，多是采用鼠标、键盘以及触摸屏来实现数据的输入，这些设备的数据输入通常需要人手与输入设备的直接接触来完成，立体感不够强，在人手和电子设备不接触的情况下，不能利用立体互动的3D人手完成数据的输入，且所述电子设备与数据输入设备之间的接口通常需要一定的空间，不便于实现电子设备的小型化。因此有必要提供一种双摄像头3D空间输入系统以解决上述技术问题。
实用新型内容本实用新型提供一种双摄像头3D空间输入系统，所述双摄像头3D空间输入系统通过双摄像头成像装置获取并处理人手原始图像数据进而生成人手3D位移数据，然后主控装置根据人手3D位移数据生成用户手势对应的操作指令。为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是提供一种双摄像头3D空间输入系统，包括双摄像头成像装置，所述双摄像头成像装置的两镜头中心间距为固定值b，且所述双摄像头成像装置包括人体红外光透光片，所述人体红外光透光片仅允许人体红外光透过，使得所述双摄像头成像装置仅能利用人体红外光形成人手原始图像数据，所述双摄像头成像装置利用内置的处理器处理所述原始图像数据进而生成人手的3D位移数据；主控装置，与双摄像头成像装置连接，用于接收人手的3D位移数据，所述主控装置根据人手3D位移数据生成用户的手势对应的操作指令。其中，所述红外光透光片设置于双摄像头成像装置的两镜头上。其中，所述人体红外光透光片设置于双摄像头成像装置的感光元件上。其中，所述双摄像头成像装置通过USB连接线与主控装置连接。其中，所述双摄像头成像装置通过无线方式与主控装置连接。通过上述方式，本实用新型提供的双摄像头3D空间输入系统通过双摄像头成像装置拾取人手的原始图像数据，所述双摄像头成像装置利用内置的处理器处理所述人手的原始图像数据，进而生成人手的3D位移数据，然后主控装置根据所述3D位移数据生成用户的手势对应的操作指令，这种3D数据输入方式简单、直观、灵活，便于用户的操作。
图I是本实用新型的双摄像头3D空间输入系统的一个实施例的结构示意图；图2是图I中双摄像头成像装置11的第一种结构示意图；[0015]图3是图I中双摄像头成像装置11的第二种结构示意图；图4是图I中双摄像头成像装置11的第三种结构示意图；图5-图10是本实用新型的双摄像头3D空间输入系统的数据处理过程中的坐标数据的模拟示意图。
具体实施方式
请参见图I-图4，图I是本实用新型的双摄像头3D空间输入系统的一个实施例的结构不意图。如图I所不，本实用新型的双摄像头3D空间输入系统包括主控装置10和双摄像头成像装置11。其中，双摄像头成像装置11的两镜头中心间距为固定值b，双摄像头成像装置11包括人体红外光透光片115 (未图示)，人体红外光透光片115仅允许人体红外光透过，而除人体红外光以外的环境光被最大限度地阻止透过，使得双摄像头成像装置11仅能利用人体红外光形成人手12的原始图像数据。 在本实用新型的本实施例中，主控装置10与双摄像头成像装置11连接，双摄像头成像装置11利用内置的处理器(未图示)处理人手12的原始图像数据，进而生成人手12的3D位移数据，主控装置10用于接收并处理3D位移数据生成用户的手势对应的操作指令。在本实用新型的实施例中，双摄像头成像装置11是一种独立外设，用户在不使用双摄像头成像装置11时，可以比较方便地将其存放，而且使用时，它与主控装置10的相对位置摆放更加自由。在本实用新型的一个优选实施例中，双摄像头成像装置11通过USB连接线与主控装置10进行连接。在本实用新型的另一个实施例中，双摄像头成像装置11通过无线方式与主控装置10进行连接。另外，如图I所示，双摄像头成像装置11设置于主控装置10上面，具体地可设置于主控装置10的顶端或者通过粘贴方式设置于主控装置10面向人手12的表面上，当然在本实用新型的其他实施例中，也可以将双摄像头成像装置11设置于其他位置处，本实用新型对此不作限制。图I中双摄像头成像装置11的具体结构请参见图2-图4所示。图2是图I中双摄像头成像装置11的第一种结构示意图，图3是图I中双摄像头成像装置11的第二种结构示意图，图4是图I中双摄像头成像装置11的第三种结构示意图。请参见图2-图4，双摄像头成像装置11包括左眼摄像头112、右眼摄像头113、人体红外光透光片115和感光元件114，其中，箭头的方向代表入射光线的传播方向，左眼摄像头112和右眼摄像头113的中心间距为固定值b。图2、图3和图4三图所示的双摄像头成像装置11的结构不同之处在于图2中，左眼摄像头112和右眼摄像头113面向入射光线的表面上分别设置有人体红外光透光片115 ;图3中，左眼摄像头112和右眼摄像头113背向入射光线的表面上分别设置有人体红外光透光片115 ;图4中，感光元件114面向左眼摄像头112和右眼摄像头113的表面上设置有人体红外光透光片115。本实用新型的双摄像头3D空间输入系统的数据处理过程中的坐标数据的模拟示意图可参考图5-图10。其中，图5-图10对应的空间直角坐标系XYZ的中XY平面位于感光元件114的感光面上，左眼摄像头112的镜头中心点L和右眼摄像头113的镜头中心点R连线的中点在Z轴上。其中，X轴平行于直线RL。所述处理器根据人手12在XY面上感光元件感受到的图像的原始数据计算出人手12在3D空间中所成的像点的位置。由于人手12在XY平面内的位置坐标及运动情况可以通过原始图像数据简单直接计算出来，在此不再赘述。本实用新型中着重描述像点在Z轴上的位置的判断方法及像点深度的计算方法，假设模拟出的人手12在感光元件114的感光面上的汇聚成的两个图像的y坐标相等。当然在本实用新型的实际应用中所使用的直角坐标系可以与上述XYZ坐标系不同，本实用新型对比不作限制。请参见图5，所述处理器得到的人手12的图像原始数据的坐标图如图5所示。其中，点PJx1, O)是人手12经左眼摄像头112汇聚在感光面上的像所对应的X坐标值，点Pe(x2, O)是人手12经右眼摄像头113汇聚在感光面上的像所对应的X坐标值，且点Pk和点Pl的视差Xl-X2〈0，所述处理器根据χι-χ2〈0可以判断出像点位于感光面之后。所述处理器根据图5所示的坐标数据计算出的像点的位置具体可见图6所示。请参见图6，左眼摄像头112的镜头中心点L和右眼摄像头113的镜头中心点R 之间的线段LR的长度为b，线段LR与XY平面之间的距离=d。其中，点P (0，z)是所述处理器模拟出的Z轴上像点的位置。在三角形LRP中，像点P的z坐标满足以下关系式
⑴，
ο z + a
/ X — Y \(j对(I)式变换后可得P=I -1 、(2)。
η - (χ2 - χ!)上述(I)和(2)式中b和d都是由双摄像头成像装置决定的常量，因此所述处理器根据获得的原始图像数据中的视差X1-X2的值，就可以计算出像点P的深度z+d。请参见图7，人手12经左眼摄像头112和右眼摄像头113所成的图像在感光元件的感光面上汇聚于一点P，这时，视差X1-X2=O,所述处理器根据视差的值计算出的像点的位置如图8所示，这种情况下，像点P的深度等于d。请参见图9，所述处理器得到的人手12的图像原始数据的坐标如图9所示。与图5不同之处在于视差Xl-X2>0，使得像点位于感光面之前。所述处理器根据图9所示的坐标数据计算出的像点的位置如图10所示。请参见图10，在三角形LRP中，像点P的z坐标仍满足(I)式和(2)式，同样可以计算出像点P的深度Z+d。图10与图5所示的情况的不同之处在于图10中视差X1-X2M),使得计算出的像点的z〈0,进而使得计算出的像点的深度值d+z〈d ;而图5中视差X1-X2CO,使得像点的z>0,进而使得像点的深度值d+z>d。所述处理器根据人手12的原始图像数据得出视差值，并根据视差值可以计算出像点在3D空间中的位移数据，主控装置10根据所述位移数据生成用户手势对应的操作指令。在图I所示的实施例中，只显示了用户的一只手12，但在本实用新型的其他实施例中，并不限于用一只手来进行手势操作，也可以用一双手做出手势，主控装置10根据双手的3D位移数据生成对应的操作指令。通过上述方式，本实用新型提供的双摄像头3D空间输入系统通过双摄像头成像装置拾取人手的原始图像数据，然后双摄像头成像装置内置的处理器根据所述人手原始图像数据计算出人手的3D位移数据，主控装置根据所述3D位移数据生成对应的操作指令。本实用新型无需用户直接接触键盘或触摸屏就可利用灵活的手势完成相应的操作数据的输入，这种输入方式简单且更直观、便于用户的使用，可提高用户体验。以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护 范围内。
权利要求1.一种双摄像头3D空间输入系统，其特征在于，所述双摄像头3D空间输入系统包括 双摄像头成像装置，所述双摄像头成像装置的两镜头中心间距为固定值b，且所述双摄像头成像装置包括人体红外光透光片，所述人体红外光透光片仅允许人体红外光透过，使得所述双摄像头成像装置仅能利用人体红外光形成人手原始图像数据，所述双摄像头成像装置利用内置的处理器处理所述人手的原始图像数据，进而生成人手的3D位移数据； 主控装置，与双摄像头成像装置连接，用于接收人手3D位移数据，所述主控装置根据人手3D位移数据生成用户的手势对应的操作指令 。
2.根据权利要求I所述的双摄像头3D空间输入系统，其特征在于，所述红外光透光片设置于双摄像头成像装置的两镜头上。
3.根据权利要求I所述的双摄像头3D空间输入系统，其特征在于，所述人体红外光透光片设置于双摄像头成像装置的感光元件上。
4.根据权利要求I所述的双摄像头3D空间输入系统，其特征在于，所述双摄像头成像装置通过USB连接线与主控装置连接。
5.根据权利要求I所述的双摄像头3D空间输入系统，其特征在于，所述双摄像头成像装置通过无线方式与主控装置连接。
专利摘要本实用新型公开一种双摄像头3D空间输入系统，包括双摄像头成像装置和主控装置，双摄像头成像装置包括人体红外光透光片，使得双摄像头成像装置仅能利用人体红外光形成人手的原始图像数据，所述双摄像头成像装置利用内置的处理器处理所述原始图像数据进而生成人手的3D位移数据；主控装置接收所述3D位移数据并根据3D位移数据生成用户手势对应的操作指令；通过上述方式，本实用新型的双摄像头3D空间输入系统通过双摄像头成像装置拾取人手的原始图像数据，并利用内置的处理器处理所述原始图像数据以生成3D位移数据，主控装置根据3D位移数据生成用户手势对应的操作指令，本实用新型的输入方式直观灵活，便于用户使用。
文档编号G06F3/01GK202795230SQ20122043781
公开日2013年3月13日 申请日期2012年8月30日 优先权日2012年8月30日
发明者刘美鸿 申请人:深圳市亿思达显示科技有限公司