技术领域本实用新型涉及人机交互技术领域，特别涉及一种一体式手势识别人机交互装置。
背景技术：
通常，人机交互主要依靠外设或触摸屏实现，外设实现方法需要依赖鼠标、键盘或其他输入设备来实现，需要额外设备，携带不便，容易损坏。触摸屏依据屏幕表面定位原理不同，可以把触摸屏技术分表面声波(SAW)技术和电容式触摸屏技术两类。触摸屏在使用过程中，很快就会产生细小的裂纹，而裂纹一旦产生，原流经该处的电流被迫绕裂纹而行，本该均匀分布的电压随之遭到破坏，触摸屏就有了损伤，表现为裂纹处点不准。随着裂纹的加剧和增多，触摸屏慢慢就会失效，因此使用寿命不长是电阻触摸屏的主要问题。电容触摸屏的透光率和清晰度优于四线电阻屏，当然还不能和表面声波屏和五线电阻屏相比。电容屏反光严重，而且电容技术的四层复合触摸屏对各波长光的透光率不均匀，存在色彩失真的问题，由于光线在各层间的反射，还造成图像字符的模糊。表面声波技术原先是针对较小尺寸荧幕所设计，所以不便应用于超过30寸的荧幕尺寸。由于该技术无法加以封装，容易受到表面脏污及水分的破坏，因此不适用于许多工业及商业应用产品。表面脏污会导致屏幕上产生暗点，需要定期清洁感应器及不定期进行调校。基于技术本身的运作方式，使其同时也难以避免受到不必要的干扰，如外部声音的干扰。因此，需要一种不需要外设，人机交互硬件成本低，装置结构较简单，安装方便快捷的用于一体式手势识别人机交互装置。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种一体式手势识别人机交互装置，所述人机交互装置包括壳体、主板、追踪模块和接口，所述追踪模块包括模块壳体，场景摄像装置、LED灯组，所述主板与追踪模块布置在所述壳体内，所述追踪模块侧部设有模块接口，所述模块接口与所述接口通过数据线连接，所述模块接口也可直接连接外部数据，所述场景摄像装置包括并排设置的左摄像头和右摄像头，所述左摄像头和右摄像头之间的间距为8cm-12cm之间，所述LED灯组为一组按直线方向排列的LED灯，所述排列方向平行于所述左摄像头和右摄像头中心连线的方向，每个LED之间的间隔15mm-25mm，用于在所述左摄像头和右摄像头拍摄时照亮所拍摄的对象；所述壳体的前面板上开具有第一开孔和第二开孔，所述第一开孔用于露出所述左摄像头和右摄像头，所述第二开孔用于露出所述LED灯组；所述模块壳体上开具有第三开孔和第四开孔，所述第三开孔用于露出所述左摄像头和右摄像头，并与所述第一开孔的位置相对应，所述第四开孔用于露出所述LED灯组，并与所述第二开孔的位置相对应。优选地，所述的人机相互装置，所述左摄像头与所述右摄像头对称设置。优选地，所述的人机相互装置，所述LED灯为850nm红外灯，红外LED灯在所述摄像头下方布置一排，设置6到10个。优选地，所述的人机相互装置，所述场景摄像装置左摄像头与右摄像头之间设有USB接口。优选地，所述的人机相互装置，所述的壳体两侧设置有散热孔，所块模块壳体两侧设置有散热孔。优选地，所述的人机相互装置，所述主板一个侧面布置两个USB接口，主板另一个侧面布置一个USB接口，所述主板侧面还布置有高清晰度多媒体接口和直流电输入口。优选地，所述的人机相互装置，所述主板包括CPU、固态硬盘、随机存储器、GPRS通讯模块和无线保真模块。优选地，所述的人机相互装置，所述的主板一个侧面设置有凹槽。本实用新型提供的一体式手势识别人机交互装置不需要外设，人机交互硬件成本低，装置结构较简单，安装方便快捷。应当理解，前述大体的描述和后续详尽的描述均为示例性说明和解释，并不应当用作对本实用新型所要求保护内容的限制。附图说明参考随附的附图，本实用新型更多的目的、功能和优点将通过本实用新型实施方式的如下描述得以阐明，其中：图1示意性示出一体式式人机交互装置的结构示意图；图2示出了追踪模块的内部结构示意图；图3示出了壳体前面板与追踪模块的对应关系；图4示出了主板的结构示意图；图5示出了主板背面安装CPU的示意图。具体实施方式通过参考示范性实施例，本实用新型的目的和功能以及用于实现这些目的和功能的方法将得以阐明。然而，本实用新型并不受限于以下所公开的示范性实施例；可以通过不同形式来对其加以实现。说明书的实质仅仅是帮助相关领域技术人员综合理解本实用新型的具体细节。在下文中，将参考附图描述本实用新型的实施例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件，或者相同或类似的步骤。本实施例中具体描述本实用新型的一体式手势识别人机交互装置。如图1所示，示出了根据本实用新型的一体式手势识别人机交互装置的内部结构布局图。根据本实用新型的人机交互装置100包括壳体101、主板102、追踪模块103和接口104。其中，主板102安装在壳体底面的一侧，对传输回来的数据进行计算；追踪模块103安装在壳体底面的另一侧，用于获取手指活动信息；接口104设置在壳体的一侧，用于连接追踪模块。如图2和图3所示，示出了根据本实用新型的追踪模块的结构示意图，其中图2示出了追踪模块的内部结构示意图，图3示出了壳体前面板与追踪模块的对应关系。追踪模块103包括模块壳体201，场景摄像装置205、LED灯组209，主板102与追踪模块103布置在所述壳体101内，追踪模块侧部设有模块接口，所述模块接口与所述接口通过数据线连接，所述模块接口也可直接连接外部数据。场景摄像装置205包括并排设置的左摄像头202和右摄像头208，左摄像头和右摄像头之间的间距为8cm-12cm之间，左摄像头与所述右摄像头对称设置，所述场景摄像装置左摄像头与右摄像头之间设有USB接口204，追踪模块设有第一印刷电路板203和第二印刷电路板207，第二印刷电路板207设有USB接口206，USB接口206与USB接口204通过数据线连接传输信息。LED灯组209为一组按直线方向排列的LED灯，设置6到10个，优选8个。排列方向平行于所述左摄像头和右摄像头中心连线的方向，每个LED之间的间隔15mm-25mm，优选20mm，用于在所述左摄像头和右摄像头拍摄时照亮所拍摄的对象。壳体的前面板上开具有第一开孔211和第二开孔210，第一开孔211用于露出所述左摄像头202b和右摄像头208b，第二开孔210用于露出所述LED灯组209b；模块壳体201b前端开有第三开孔和第四开孔，所述第三开孔用于露出所述左摄像头和右摄像头，并与所述第一开孔的位置相对应，所述第四开孔用于露出所述LED灯组，并与所述第二开孔的位置相对应。图4示出了主板的结构示意图，图5示出了主板背面安装CPU的示意图，主板包括主板本体309、CPU308、固态硬盘301、随机存储器307、GPRS通讯模块302和无线保真模块303。CPU308设置在主板102背面，固态硬盘301采用M2接口。主板一个侧面布置两个USB接口，主板另一个侧面布置一个USB接口，所述主板侧面还布置有高清晰度多媒体接口304和直流电输入口305。固态硬盘301、随机存储器307、GPRS模块302和无效保真模块303均设置在所述主板的上面。主板一个侧面设置有凹槽306。人机交互装置的壳体两侧设置有散热孔，模块壳体两侧设置有散热孔。进一步地，左摄像头202与右摄像头208模拟人眼功能获取图像信息。850nm红外LED创造了获取图像信息的背景，使获取的新型更加准确。进一步地，为了减小人机交互装置的整体体积，将CPU308设置在主板的背面，使得整个主板的厚度减小，固态硬盘301采用M2接口，降低了主板的占地面积。进一步地，在主板布置USB接口与多媒体接口之间设置有凹槽306，方便主板的安装和拆卸。进一步地，在主板内设置的GPRS模块304和无线保真模块305，可以通过云端远程掌控主板运行情况，实现硬件远程管理和远程维护。进一步地，主板两侧分别设置USB接口，可以使外部设备在主板两端与追踪模块之间传输信息，高清晰度多媒体接口304实现全数位化影像和声音的传送，直流电输入口305实现主板供电。下面具体描述本实施例追踪模块的工作原理：启动人机交互装置，打开850nm红外LED灯，背景区分来开，两个并排安装在固定位置的场景摄像头从视野区域内获得图像信息，将图像通过USB接口传输回主机，分别分析、识别两个摄像头获得图像信息中的手指信息。比较从两个摄像头图像中获得的手指信息，以设备自身为参照物，对识别到的手指信息进行检验，进一步确认准确的手指信息，获得手指在图像信息中的平面坐标(x,y)，再将此平面坐标换算为以设备自身作为参照物的世界坐标系中，成为世界坐标系中的(x,y)坐标；通过红外景深摄像头获得手指到设备本身的距离信息，作为原始的空间(z)坐标；至此完成数据采集，识别，定位工作，得到被捕获手指基于设备自身世界坐标系的的三维空间坐标(x,y,z)，建立此手指信息的匹配模版，加入对象跟踪队列。摄像装置的两个摄像头不断获取手指信息，并对图像信心进行处理，将捕获到的手指信息与对象跟踪队列中的模版进行比较，实现手指的运动追踪。将捕获到的手指空间信息使用发送到操作系统中的驱动程序，驱动程序将捕获到的动作转换为操作系统消息或事件，实现人机自然手势交互。本实用新型对手指的识别精度高达0.01毫米，相比传统触摸操作，有更高的精确度，高效的算法确保没秒能够处理30帧以上的图像信息，保证用户能够进行流畅的操作，同时因为硬件结构简单，装置的总体成本相比现有的其它触摸屏要低的多。结合这里披露的本实用新型的说明和实践，本实用新型的其他实施例对于本领域技术人员都是易于想到和理解的。说明和实施例仅被认为是示例性的，本实用新型的真正范围和主旨均由权利要求所限定。