[发明专利]一种人机交互的智能眼镜系统及交互方法

权利要求书

1.一种人机交互的智能眼镜系统，其特征在于，包括以下部分：

智能眼镜：所述智能眼镜为可透视型智能眼镜，能够使可见光透过所述智能眼镜镜片，同时将图像信息叠加在人的真实视野上；

摄像头和红外LED：所述智能眼镜上安装了两个摄像头和一个红外LED，所述两个摄像头平行对称安装于智能眼镜的左右两端，分别为左摄像头和右摄像头，所述红外LED安装在所述智能眼镜的中心位置；

所述智能眼镜的两个摄像头和所述红外LED组成一个用于捕捉一定三维空间范围内物体运动轨迹和坐标的三维运动捕捉系统。

2.如权利要求1所述的一种人机交互的智能眼镜系统，其特征在于，所述智能眼镜系统包括三维运动捕捉坐标系和图像画面坐标系，其中，所述三维运动捕捉坐标系用于分析手指运动，所述图像画面坐标系用于分析所述智能眼镜所显示的图像画面。

3.如权利要求2所述的一种人机交互的智能眼镜系统，其特征在于，所述三维运动捕捉坐标系和所述图像画面坐标系，均以所述红外LED中心为坐标原点O，以平行于所述图像画面并经过坐标原点O的平面为OXY平面，建立右手坐标系OXYZ，作为所述三维运动捕捉坐标系和所述图像画面坐标系。

4.一种人机交互的智能眼镜系统的交互方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）手指进入由所述智能眼镜上安装的两个摄像头和红外LED组成的三维运动捕捉系统的捕捉范围；

（2）所述红外LED发射红外线，所述红外线接触到手指后被手指散射；

（3）所述两个摄像头探测到所述散射的红外线后，生成与所述手指的运动轨迹相关的两幅散射图像；

（4）对所述两幅散射图像采用立体视觉算法，计算出所述手指的三维空间坐标；

（5）根据所述手指的三维空间坐标判断是否选择了按钮；

（6）所述智能眼镜根据选择，实现对所述智能眼镜显示的图像画面进行手指点击操作。

5.如权利要求4所述的一种人机交互的智能眼镜系统的交互方法，其特征在于，所述步骤（4）包括以下步骤：从所述两幅散射图像中读取所述手指指尖在图像画面中X、Y方向的坐标范围，然后采用双目立体视觉算法计算出所述手指指尖的Z坐标。

6.如权利要求5所述的一种人机交互的智能眼镜系统的交互方法，其特征在于，所述采用双目立体视觉算法计算出所述手指指尖的Z坐标的过程如下：l₁、l₂分别代表所述两个摄像头，B代表所述两个摄像头光心之间的距离，f为所述摄像头的焦距，P(x,y,z)为待求的所述手指指尖所处的空间点，(x,y,z)为其三维空间坐标，P₁(x₁,y₁)、P₂(x₂,y₂)分别为P点在两个摄像头像平面上的像点坐标，其中P点的视差为d＝x₁-x₂，通过几何关系计算出P点的深度为：

z=fBx1-x2=fBd.]]>

7.如权利要求5或6所述的一种人机交互的智能眼镜系统的交互方法，其特征在于，所述步骤（5）包括以下步骤：所述手指指尖的三维空间坐标范围在X、Y方向与所述图像画面中任一个按钮的X、Y坐标范围接近，则代表所述手指指尖已经位于所述按钮的上方。

8.如权利要求7所述的一种人机交互的智能眼镜系统的交互方法，其特征在于，所述步骤（5）包括以下步骤：所述手指指尖的三维空间坐标范围的Z坐标超过所述图像画面的Z坐标时，则代表选择了所述按钮。