[发明专利]一种人机交互系统的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及人机交互领域，特别是涉及一种人机交互系统的控制方法。

背景技术

随着科技技术的发展，虚拟现实环境被广泛地应用于视频/计算机游戏、仿真器、计算机辅助设计工具等领域中。其中，大多数虚拟现实环境允许用户在六个自由度控制物体，也就是说，允许用户控制物体沿水平轴(horizontal)移动、沿垂直轴(vertiacal)移动、沿缩放轴(zoom)移动、绕水平轴转动(pitch)、绕垂直轴转动(yaw)以及绕缩放轴转动(roll)。

在虚拟现实环境的人机交互系统中，一种现有的人机交互系统的控制方法为：通过在跟踪目标(例如，用户头部)上设置运动传感器来实现人机交互系统的控制，其中，运动传感器可以为运动加速器。采用该方法，运动加速器需要通过连接线连接至计算机来跟踪用户头部的运动状态，而连接线的使用会妨碍用户的运动进而减轻用户的体验。其次，用户的运动容易加速处于工作状态的运动加速器的磨损，从而增加系统的成本。最后，运动加速器的测量精度较低，从而限制用户在虚拟现实环境下执行特定任务的能力。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种人机交互系统的控制方法，能够以较低成本以及相对简单的方式实现人机交互系统的控制。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：一种人机交互系统的控制方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤1，获取多个标识物的图像，其中所述标识物上设置多个标识点，不同的所述标识物上设置的所述标识点具有不同形状；

步骤2，从步骤1所述图像中提取不同形状的所述标识点；

步骤3，根据步骤2所述标识点的形状对所述标识点进行分组以获取分组后的所述标识点形成的几何图形；

步骤4，通过比较当前帧图像的所述几何形状和前一帧图像对应的所述几何形状获取所述标识物的运动状态；

步骤5，根据所述运动状态输出对应的控制命令至人机交互系统。

进一步，步骤2具体包括：

21在所述图像中搜索光斑；

22计算各所述光斑的光密度；

23选择所述光密度在预定范围内的光斑作为所述标识点。

1.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：步骤22所述光密度根据如下公式进行计算：

其中，M为光斑的光密度，S为光斑的面积，L为光斑的周长。

更进一步，步骤3具体包括：

31根据所述标识点的形状对所述标识点进行分组，其中，分组后的所述标识点具有相同的形状；

32获取分组后的所述标识点形成的三角形，其中，所述三角形由第一标识点、第二标识点和第三标识点形成，所述第一标识点、第二标识点和第三标识点为按水平坐标的升序排列的标识点。

再进一步，步骤4具体包括：

411获取当前帧图像的所述几何形状的平均水平坐标作为第一水平坐标，以及获取前一帧图像对应的所述几何形状的平均水平坐标作为第二水平坐标；

412通过比较所述第一水平坐标和所述第二水平坐标确定所述标识物沿水平轴的移动；

其中，所述几何形状的所述平均水平坐标为所述第一标识点、第二标识点和第三标识点的水平坐标的平均值；可以根据如下公式确定标识物沿水平轴的移动：

Movement_hortizontal＝(q1x+q2x+q3x)/3-(p1x+p2x+p3x)/3；

其中，q1x、q2x和q3x为当前帧图像的第一标识点、第二标识点和第三标识点的水平坐标，p1x、p2x和p3x为前一帧图像的第一标识点、第二标识点和第三标识点的水平坐标；

其中，当Movement_hortizontal为正值时，表示标识物沿水平轴向右移动，当Movement_hortizontal为负值时，表示标识物沿水平轴向左移动。

或者，步骤4具体包括：

421获取当前帧图像的所述几何形状的平均垂直坐标作为第一平均垂直坐标，以及获取前一帧图像对应的所述几何形状的平均垂直坐标作为第二平均垂直坐标；

422通过比较所述第一平均垂直坐标和所述第二平均垂直坐标确定所述标识物沿垂直轴的移动；

其中，所述几何形状的所述平均垂直坐标为所述第一标识点、第二标识点和第三标识点的垂直坐标的平均值；可以根据如下公式确定标识物沿垂直轴的移动：

Movement_vertical＝(q1y+q2y+q3y)/3-(p1y+p2y+p3y)/3；