[发明专利]一种基于LeapMotion设备的猜拳机器人及猜拳手势识别方法

说明书

技术领域

本发明涉及机器人领域，特别涉及一种基于LeapMotion设备的猜拳机器人及猜拳手势识别方法。

背景技术

目前的猜拳手势识别技术是使用普通摄像头在理想光照下的进行手势识别，对光线依赖性比较强，精确度比较低。特别是在光线变化比较剧烈，左右手方向以及手掌倾斜度较大的情况下，猜拳机器人无法对不规则的猜拳动作及变换手势的猜拳动作进行有效的识别，识别速度慢，识别率低，无法进行正常的娱乐活动。

发明内容

为了解决现有技术中猜拳机器人对环境光照条件依赖较大，识别速度慢，识别率低的问题，本发明提供了一种基于LeapMotion图像采集和处理设备，使猜拳手势识别更加准确流畅的基于LeapMotion设备的猜拳机器人及猜拳手势识别方法。

为了解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：

一种基于LeapMotion设备的猜拳机器人，包括座体，其特征在于：还包括采集出拳手势的LeapMotion设备、设置于座体的出拳区、设置于座体的用于检测是否有出拳人的超声波传感器、系统控制主机和猜拳机器人本体，所述的猜拳机器人本体设置在座体上，猜拳机器人本体的出拳臂伸入到出拳区，所述超声波传感器和LeapMotion设备均与系统控制主机连接。

前述的一种基于LeapMotion设备的猜拳机器人，还包括音响和触摸显示屏，所述音响和触摸显示屏分别与系统控制主机相连接。

前述的一种基于LeapMotion设备的猜拳机器人，所述出拳臂包括手指、手指拉杆、手臂杆、舵盘、舵机和电机，所述电机通过手臂杆与舵机相连接，所述舵机控制舵盘旋转带动手指拉杆运动，所述手指拉杆末端连接有手指。

前述的一种基于LeapMotion设备的猜拳机器人，还包括电机座、舵机安装板和底板，所述电机安装电机座上，所述电机座固定在底板上，所述的舵机设置在舵机安装板上。

前述的一种基于LeapMotion设备的猜拳机器人，所述手臂杆包括手臂摇杆、手臂连杆和主动摇杆，手臂摇杆安装于电机座上，手臂摇杆通过手臂连杆与主动摇杆一段铰接，所述电机与主动摇杆另一端连接。

一种基于LeapMotion设备的猜拳手势识别方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)、LeapMotion设备获取出拳人的随机猜拳动作，并将出拳人猜拳动作图像转化为三维坐标；

(2)、LeapMotion设备将手势的三维坐标传送给系统控制主机中的信息处理器，信息处理器通过对坐标数据进行计算，对出拳人的猜拳动作进行识别。

前述的一种基于LeapMotion设备的猜拳手势识别方法，还包括以下步骤：在步骤(1)和步骤(2)之间设有步骤：

猜拳机器人随机产生猜拳动作；

在步骤(2)之后依次设有步骤：

信息处理器通过识别出的出拳人猜拳动作与机器人的猜拳动作，得出猜拳结果；

系统控制主机通过信息处理器的猜拳结果，控制音响进行机器人发声，与出拳人间进行猜拳互动。

前述的一种基于LeapMotion设备的猜拳手势识别方法，所述步骤(1)对出拳人的猜拳动作获取包括以下两个步骤：

(1)、LeapMotion设备获取出拳人出拳手势的整体图像；

(2)、LeapMotion设备获取每个指关节骨骼空间三维位置坐标信息。

前述的一种基于LeapMotion设备的猜拳手势识别方法，所述步骤(2)对出拳人的猜拳动作进行识别包括以下两个步骤：

(1)、信息处理器通过对指尖坐标与手掌心坐标的分析，计算出手指长度信息；

(2)、信息处理器通过手指长度信息以及指尖坐标位置关系，判断出当前手掌的手势。

本发明的有益效果是：

本发明基于现有的猜拳游戏基础上进行了猜拳手势识别方法的优化，能够不依赖于周围环境的光线条件，有效快速的识别猜拳手势。同时本发明将优化后的猜拳手势识别方法有效的与机器人相结合，机器人可以通过机械臂出拳，使猜拳过程更加生动有趣。

附图说明

图1是本发明进行猜拳互动过程流程图。

图2是本发明基于LeapMotion设备的猜拳机器人结构示意图。

图3是本发明出拳臂结构示意图。

图4是本发明LeapMotion设备获取手势三维示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的描述。