[发明专利]适应任意脸部方位的显示界面调节装置及方法

权利要求书

1.一种挂墙式适应任意脸部方位的显示界面调节装置，包括显示器（26）、摄像头（20）、显示界面方位自动调节装置（25）、调节机构控制器（22）和计算机（21），其特征在于：所述显示器（26）（26）和摄像机（20）固定安装在显示界面方位自动调节装置（25）的一个爪盘（17）上;摄像头（20）的输出联接到计算机（21），计算机（21）的输出经调节机构控制器（22）联接控制所述显示界面方位自动调节装置（25）中的电机甲（10）、电机乙（13）和电机丙（16）；所说显示器（26）处于用户脸部（24）前方，所述摄像头（20）采集用户脸部（24）图像信息，输入计算机（21），经计算机（21）处理后输出控制信号给调节机构控制器（22），由该调节机构控制器（22）控制所述三个电机（10、13、16），使显示器（26）实时跟踪用户头部（24）姿态变化和位置变化。

2.根据权利要求1所述的挂墙式适应任意脸部方位的显示界面调节装置，其特征在于：所述显示界面方位自动调节装置包括使所述显示器（26）进行左右动作的左右平移机构、使所述显示器（26）进行俯仰动作的俯仰调节机构、使所述显示器（26）在一个平面内任意转动的转动调节机构。所述左右平移机构、俯仰调节机构、转动调节机构依次连接或一体后固定在墙面上，通过逐个所述调节机构的动作而传递调整所述显示器（26）适应用户的多种姿态；

所述左右平移机构为丝杠螺母传动机构，包括：固定架（1）、固定螺钉（2） 、固定侧支架（3）、丝杠（4）、直线导轨（5）、直线导轨副（6）、工字连接块（7）、固定侧支架（8）、连接横板（9）、螺母（11）和所述电机甲（10）；所述固定架（1）通过固定螺钉（2）可固定在墙面上，所述固定侧支架（3、8）分别固定在固定架（1）两侧，所述电机甲（10）与固定侧支架（3）固定连接。所述电机甲（10）固定连接丝杠（4）转动而带动丝杠（4）转动，所述螺母（11）安装于连接横版（9）中间并与丝杠（4）旋配，所述丝杠（4）可带动螺母向左或向右移动，从而可带动所述显示器（26）左右平移运动；

所述俯仰调节机构包括：u型连接块（12）、法兰柱（14）和所述电机乙（13），所述u型连接块（12）固定安装在所述连接横版（9）上，所述电机乙(13)安装在u型连接块（12）一侧，法兰柱（14）与u型连接块（12）形成转动副，所述电机乙（13）转动可带动法兰柱（14）上下转动，从而实现所述显示器（26）的俯仰调节；

   所述平面转动调节机构包括：所述法兰柱（14）、电机法兰（15）、所述电机丙（16）和所述爪盘（17），所述电机丙（16）输出轴与爪盘（17）固定连接而通过电机法兰（15）内安装于法兰柱（14）内，所述电机丙（16）可带动爪盘（17）作平面转动，从而实现显示器（26）对用户脸部任意平面内转动的调节。

3.根据权利要求1所述的挂墙式适应任意脸部方位的显示界面调节装置，其特征在于：所述爪盘（17）上还固定安装两个辅助光源（18、19），分别位于摄像头（20）的两侧耳对准用户脸部（24）。

4.一种适应挂墙式任意脸部方位的显示界面调节方法，采用根据权利要求1所述的适应任意脸部方位的显示界面调节装置进行操作，其特征在于操作步骤如下：

A. 左右移动调节:用户处于显示器（26）界面前方，摄像头（20）采集图像并提取脸部特征，计算机（21）对特征进行处理后，判断出人头部姿态是否向左或向右变化，输出控制信号给调节机构控制器（22），控制驱动左右平移机构运动，具体调节步骤包括向由调节机构控制器（22）发送控制指令使得电机甲（10）转动，实现显示器（26）对用户脸部（24）左右变化的调节。

B. 上下俯仰调节：摄像头（20）采集图像并提取脸部特征，计算机（21）对特征进行处理后，判断出人头部姿态是否向上或向下变化，驱动俯仰调节机构进行调节，具体调节步骤包括由调节机构控制器（22）发送控制指令使得电机乙（13）转动，电机乙（13）转动带动法兰柱（14）上下俯仰，从而实现显示器（26）对用户头（24）部姿态向上或向下的跟踪调节。

C．一个平面内任意角度调节：摄像头（20）采集图像并提取脸部特征，计算机（21）对特征进行处理后，计算出人头部（24）姿态在一个平面内转过的角度，驱动平面转动机构进行调节；具体调节步骤包括由调节机构控制器（22）发送控制指令使得电机丙（16）转动，电机丙（16）转动带动爪盘（17），使得显示器（26）在一个面内转过相应的角度，使显示器（26）实时跟踪用户头部（24）姿态变化和位置变化。