[发明专利]操控方法、操控装置及电子装置

权利要求书

1.一种操控方法，其特征在于包括：

提供采集单元对人手进行识别，并按照采集频率，采集人手的空间信息，包括采集人手图像的深度信息，根据所述深度信息获取人手的空间信息，所述采集单元包括双摄像头；

分析所述人手的空间信息，并获得与人手的运动轨迹对应的轨迹数据；

建立位于虚拟三维环境内的虚拟物体；

利用所述轨迹数据，建立人手与虚拟物体之间的操控关系，以对所述虚拟物体进行操控。

2. 根据权利要求1所述的操控方法，其特征在于：所述双摄像头之间的相对距离固定，两个摄像头的中心距离范围为3cm~7cm；所述采集频率范围为每秒10帧到每秒30帧。

3.根据权利要求1所述的操控方法，其特征在于：所述对虚拟物体进行操控为实时操控或延时操控。

4.根据权利要求1所述的操控方法，其特征在于：所述获得轨迹数据还包括建立人手模型，获得所述与人手模型和人手对应的轨迹数据。

5.根据权利要求4所述的操控方法，其特征在于：所述建立人手模型包括：首先采用骨骼模型识别，对采集单元获得的图像中人手的五个手指的中部关节和手腕部进行识别，找到上述的对应位置，并进行标识，作为标点；通过计算上述标点位移的轨迹数据，同时获得五个手指的平均屈伸度及手掌的仰俯角和倾斜角的轨迹数据。

6.根据权利要求1所述的操控方法，其特征在于：还包括建立位于所述虚拟三维环境内的操控手，并建立操控手与人手之间的运动映射关系；通过所述操控手的运动状态对虚拟物体进行操控。

7.根据权利要求6所述的操控方法，其特征在于：所述人手到操控手的运动映射的方法包括以下之一或组合：指尖映射、关节角映射、关键点映射和基于被操作的虚拟物体的映射。

8.根据权利要求6所述的操控方法，其特征在于：所述操控手包括操控手掌及与操控手掌关联的操控手指。

9.根据权利要求6所述的操控方法，其特征在于：所述操控手采用父子对象的拓扑结构，在所述操控手中，手掌为五个手指的父对象，没有子对象；子对象作为一个对象成员加入父对象，成为父对象的一部分，对父对象进行的各种操作同时对所述子对象有效。

10.根据权利要求9所述的操控方法，其特征在于：所述操控包括对所述虚拟物体的抓移、移动、释放：当操控手与虚拟物体之间满足抓取条件时，调用所述操控手中增加的子对象的操作函数，即当满足抓取条件时，所述虚拟物体成为所述操控手的一个子对象，所述虚拟物体的坐标系与操控手的坐标系相对位置关系固化，虚拟物体被“抓取”，且随着操控手一起被“移动”；当抓取条件不满足时，操控手将该子对象删除，虚拟物体与操控手的坐标系固化关系解除，虚拟物体被“释放”。

11.如权利要求6所述的操控方法，其特征在于，所述操控手与虚拟三维环境的交互规则包括碰撞检测方法和操控手抓取规则。

12.如权利要求1所述的操控方法，其特征在于，所述采集单元采集人手的空间信息包括：通过采集单元中的双摄像头获得两幅人手图像；通过分别在两幅人手图像中寻找对应的匹配像素点，获得空间点坐标；按照上述方法，通过计算每个像素点对应的空间点坐标，确认整个图像的深度信息，以获得人手的空间信息；其中，查找匹配像素点的算法主要分为基于特征的和基于面积的匹配点搜寻两种算法。

13.一种利用如权利要求1至12中任一项所述的操控方法的操控装置，其特征在于，包括：

采集单元，包括双摄像头，所述双摄像头设置有采集频率，用于在环境中识别并采集人手的图像信息，所述图像包括所述图像的深度信息，根据深度信息获取人手的空间信息；

分析单元，对所述空间信息进行分析，获得与人手的运动轨迹对应的轨迹数据；

虚拟单元，建立虚拟三维环境，所述虚拟三维环境中包括虚拟物体；

操控单元，利用所述轨迹数据，建立人手与虚拟物体之间的操控关系，以对所述虚拟物体进行操控。

14.如权利要求13所述的操控装置，其特征在于，所述分析单元内还包括人手建模单元，根据所述图像信息，建立与人手对应的人手模型，与人手对应的轨迹数据同时与人手模型相对应。