一种基于头部运动操作的遥距观察的系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于头部运动操作的遥距观察的系统，由多个用户观察端、摄像头管理控制器、多个远方摄像头组成，其中：用户观察端，是用户与该系统进行交互的接口，供用户观察端能接收摄像头的视觉信息，使用户可以观察摄像头所在地的环境，实现遥距观察操作；摄像头管理控制器，用来监控来自用户观察端的连接请求，负责观察端与远方摄像头的连接；远方摄像头，是该系统接收环境视觉信息的唯一接口；在被连接后，远方摄像头会持续地摄录下视觉信息，实时地把视觉信息直接传输到用户观察端；同时，远方摄像头会持续接收来自观察端的遥控信息，做出观察角度的调整。实施本发明，使得自己看到不同角度的事物，加强用户体验感。
【专利说明】一种基于头部运动操作的遥距观察的系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及人机交互【技术领域】，具体涉及一种基于头部运动操作的遥距观察的系统。
【背景技术】
[0002]虚拟现实是近年来出现并开始兴起的高新技术，它是通过计算机等处理并产生出各种感官上的模拟信息，来与人进行交流互动操作，使人如同身临其境，产生存在于虚拟世界中的感觉。通过虚拟现实技术，人们可以足不出户，就可以在居所中感受在异国他乡旅游，也可以体验在虚拟的太空环境中步行的感觉。根据中山大学翟振明教授等专业人士对虚拟现实所进行的探讨，以及诸多大企业例如google开发google眼镜等具有一定虚拟现实交互方式产品的动作，可以预见，虚拟现实技术将会是未来研究的热点。未来，虚拟现实技术会给世界提供一种划时代的用户体验方式，给现有的交互方式带来一场彻底的变革。
[0003]要实现虚拟现实技术，必须实现遥距临境和遥距操作。遥距临境，是收集、处理、再现一个地方的各种感觉信息，使人可以不在现场却产生身临其境的感觉的技术。遥距操作则是通过遥控机器人，使得人可以在虚拟世界中与现实世界进行互动。
[0004]视觉，作为最重要的感官信息，其在遥距临境中的地位不言而喻。在传输视觉信息的同时，结合人的头部运动遥距操作，改变摄像头观察角度进而改变人所接收的视觉信息，提高使用者的体验性，是可行且必须的。因此，我们认为，基于头部姿势操控的遥距观察的系统是必要的。该发明涉及到的主要技术有:图像信息的获取技术、远程遥控技术、装置倾斜信息获取技术。目前没有同时把以上三个技术结合在一起的专利不能灵活的获取图像，从而有效地提高遥距观察的体验感，使得用户有身临其境的感受。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是，结合通过头部运动遥控摄像头摄录角度的遥距操作技术，提供一种遥距传输摄像头获取的视频信息的观察系统。通过该系统，用户可以遥距观察远处摄像头所在地的环境，并可以通过调整头部角度来调整摄像头摄录角度，使得用户收到现场不同角度的视觉信息，让他感觉亲临现场，加强遥距临境的体验性。
[0006]相应的，本发明实施例提供了一种基于头部运动操作的遥距观察的系统，由多个用户观察端、摄像头管理控制器、多个远方摄像头组成，其中:
[0007]用户观察端，是用户与该系统进行交互的接口，供用户观察端能接收摄像头的视觉信息，使用户可以观察摄像头所在地的环境，实现遥距观察操作；
[0008]摄像头管理控制器，用来监控来自用户观察端的连接请求，负责观察端与远方摄像头的连接；
[0009]远方摄像头，是该系统接收环境视觉信息的唯一接口 ；在被连接后，远方摄像头会持续地摄录下视觉信息，实时地把视觉信息直接传输到用户观察端；同时，远方摄像头会持续接收来自观察端的遥控信息，做出观察角度的调整。[0010]所述用户观察端供用户使用，通过头部运动，向摄像头发出角度遥控信息，遥距操作远方摄像头，改变其观察的角度。
[0011]所述管理控制器接收并传递连接指令和观察端的角度遥控信息，以开启远方摄像头的初始化；管理控制器接收并转发观察端的关闭指令，关闭摄像头；管理控制器持续监控远方摄像头，管理和确保摄像头资源的有效性。
[0012]远方摄像头在被连接时，会自适应地改变观察角度初始化后才开始摄录视觉信息，而摄像头会存在旋转限制，防止过渡旋转对摄像头造成损坏。
[0013]本发明具有如下有益效果，本发明提供一种遥距传输摄像头获取的视频信息的观察系统。该系统结合了通过头部运动遥控摄像头摄录角度的遥距操作技术，使得用户可以在观看远处环境的同时，通过调整头部姿势，使得自己看到不同角度的事物，加强用户体验感，使得他有身临其境的感觉。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0015]图1是本发明实施例中的基于头部运动遥控的摇距观察的系统结构示意图；
[0016]图2是本发明实施例中的用户观察端连接远方摄像头的流程图；
[0017]图3是本发明实施例中的远方摄像头根据用户观察端的遥控信息进行摄录角度调整的流程图；
[0018]图4是本发明实施例中的摄像头管理控制器管理远方摄像头资源流程图。
【具体实施方式】
[0019]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0020]本发明的目的是，结合通过头部运动遥控摄像头摄录角度的遥距操作技术，提供一种遥距传输摄像头获取的视频信息的观察系统。通过该系统，用户可以遥距观察远处摄像头所在地的环境，并可以通过调整头部角度来调整摄像头摄录角度，使得用户收到现场不同角度的视觉信息，让他感觉亲临现场，加强遥距临境的体验性。
[0021]下面结合图1对基于头部运动操作的遥控观察的系统的组成进行说明:本系统由多个用户观察端、摄像头管理控制器、多个远方摄像头组成，各个组成部分功能如下:
[0022]用户观察端，是用户与该系统进行交互的接口。使用用户观察端，用户可以选择特定的远方摄像头进行连接，启动远方摄像头；用户观察端能接收摄像头的视觉信息，使用户可以观察摄像头所在地的环境，实现遥距观察操作；用户可以使用户观察端，通过头部运动，如抬头、向左摇头、向右摇头等动作，向摄像头发出角度遥控信息，遥距操作远方摄像头，改变其观察的角度。[0023]摄像头管理控制器，是系统的连接枢纽。摄像头管理控制器会监控来自用户观察端的连接请求，它负责观察端与特定远方摄像头的连接；连接时，管理控制器会接收并传递连接指令和观察端的角度遥控信息，以开启远方摄像头的初始化；管理控制器会接收并转发观察端的关闭指令，关闭摄像头；管理控制器会持续监控远方摄像头，管理和确保摄像头资源的有效性。
[0024]远方摄像头，是该系统接收环境视觉信息的唯一接口。在被连接后，远方摄像头会持续地摄录下视觉信息，实时地把视觉信息直接传输到用户观察端；同时，远方摄像头会持续接收来自观察端的遥控信息，做出观察角度的调整；值得注意的是，远方摄像头在被连接时，会自适应地改变观察角度初始化后才开始摄录视觉信息，而摄像头会存在旋转限制，防止过渡旋转对摄像头造成损坏。
[0025]系统的用户观察端连接远方摄像头的流程图如图2所示:
[0026]第一步，用户通过用户观察端，向摄像头管理控制器发出与特定摄像头连接的请求，并附上观察端的角度遥控信息；
[0027]第二步，摄像头管理控制器会查看摄像头资源表，如果特定摄像头空闲，就转发连接请求和遥控信息，否则返回失败信息；
[0028]第三步，远方摄像头收到连接请求后，根据遥控信息进行摄像头摄录角度调整以初始化，并与用户观察端完成直接连接操作；
[0029]第四步，远方摄像头初始化后，便摄录环境得到视觉信息，并把视觉信息传输到用户观察端；
[0030]第五步，用户观察端接收来自摄像头的视觉信息，并把视觉信息播放出来给用户观看。
[0031]连接过程中，系统的远方摄像头根据用户观察端的遥控信息，进行摄录角度调整的流程图如图3所不:
[0032]第一步，摄像头初始化自身的遥控信息；
[0033]第二步，如果有新的遥控信息到来，摄像头就用新的遥控信息替换掉旧的遥控信息；
[0034]第三步，根据存下的遥控信息，计算摄像头要移动的方向数据；
[0035]第四步，根据摄像头的角度和旋转限制，对方向数据进行处理；
[0036]第五步，根据处理后的方向数据，在短时间间隔内，对摄像头的角度进行限定在一定角度内的调整；
[0037]第六步，如果有断开请求，结束，否则，跳回第二步。
[0038]对于系统的摄像头管理控制器，它管理远方摄像头资源流程图如图4所示:
[0039]第一步，摄像头管理控制器按固定时间间隔发送询问信息给空闲远方摄像头，确保自身维护的资源表是有效的；
[0040]第二步，按更大的固定时间间隔发送询问信息给连接中的远方摄像头，及时回收连接后没有回收起的空闲远方摄像头资源；
[0041]第三步，监听来自用户观察端的与特定摄像头断开请求，管理控制器发送断开请求给摄像头，并回收该摄像头资源；
[0042]第四步，监听来自用户观察端的与特定摄像头连接请求，如果该摄像头资源不可用，拒绝请求，否则，发送连接请求给摄像头，并把该摄像头资源标记为忙碌，跳回第一步。
[0043]综上，本发明提供一种遥距传输摄像头获取的视频信息的观察系统。该系统结合了通过头部运动遥控摄像头摄录角度的遥距操作技术，使得用户可以在观看远处环境的同时，通过调整头部姿势，使得自己看到不同角度的事物，加强用户体验感，使得他有身临其境的感觉。。
[0044]本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括:只读存储器(ROM，Read Only Memory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccess Memory)、磁盘或光盘等。
[0045]以上对本发明实施例所提供的一种基于头部运动操作的遥距观察的系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在【具体实施方式】及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
【权利要求】
1.一种基于头部运动操作的遥距观察的系统，其特征在于，由多个用户观察端、摄像头管理控制器、多个远方摄像头组成，其中: 用户观察端，是用户与该系统进行交互的接口，供用户观察端能接收摄像头的视觉信息，使用户可以观察摄像头所在地的环境，实现遥距观察操作； 摄像头管理控制器，用来监控来自用户观察端的连接请求，负责观察端与远方摄像头的连接； 远方摄像头，是该系统接收环境视觉信息的唯一接口 ；在被连接后，远方摄像头会持续地摄录下视觉信息，实时地把视觉信息直接传输到用户观察端；同时，远方摄像头会持续接收来自观察端的遥控信息，做出观察角度的调整。
2.如权利要求1所述的基于头部运动操作的遥距观察的系统，其特征在于，所述用户观察端供用户使用，通过头部运动，向摄像头发出角度遥控信息，遥距操作远方摄像头，改变其观察的角度。
3.如权利要求2所述的基于头部运动操作的遥距观察的系统，其特征在于，所述管理控制器接收并传递连接指令和观察端的角度遥控信息，以开启远方摄像头的初始化；管理控制器接收并转发观察端的关闭指令，关闭摄像头；管理控制器持续监控远方摄像头，管理和确保摄像头资源的有效性。
4.如权利要求3所述的基于头部运动操作的遥距观察的系统，其特征在于，远方摄像头在被连接时，会自适应地改变观察角度初始化后才开始摄录视觉信息，而摄像头会存在旋转限制，防止过渡旋转对摄像头造成损坏。
【文档编号】G06F3/01GK103500005SQ201310398014
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2013年9月4日 优先权日:2013年9月4日
【发明者】翟振明, 陆文哲, 谢锶瑜, 林格, 罗笑南 申请人:中山大学