[发明专利]一种基于视觉红外感应技术的人机互动控制系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于视觉红外感应技术的人机互动系统及方法，所述系统包括红外数据采集模块、通信模块、数据处理模块、控制模块、显示模块和电源模块，所述数据采集模块经通信模块连接到数据处理模块，所述数据处理模块连接到控制模块的输入端，所述控制模块的输出端连接到显示模块和红外数据采集模块。本发明能够实现最远8米的超大纵深空间内的非接触式人机互动，且结构简单，感应精度高，设备稳定性强。

技术领域

本发明涉及一种人机互动技术，具体涉及一种基于视觉红外感应技术的人机互动系统及方法。

背景技术

人机互动技术已广泛应用于人们的日常生活和工作中。例如，体感游戏以及电器设备的控制等。尤其是人机互动技术中的体感游戏由于其兼有健身和娱乐的目的而倍受人们喜爱。

目前现有的人机互动技术通常是基于控制设备来实现的，例如，体感游戏通常是通过计算机和体感控制装置来实现或者是通过电视机、机顶盒以及体感控制装置来实现。体感控制装置如游戏手柄等，体感控制装置通常会被用户单手或双手握于手中，并进行控制操作。

发明人在实现本发明过程中发现：控制设备通常是一个物理实体设备，且通常由多个按键、摇杆、光源、重力加速度传感器以及小屏幕等原件组成。然而，目前人机互动技术已经可以不限于物理的实体设备来实现了，而且，现有的人机互动的实现方式有待于进一步的丰富。

发明内容

本发明的发明目的是提供一种基于视觉红外感应技术的人机互动系统及方法，能够实现超大纵深空间内的非接触式人机互动，且能同时对多人进行实时追踪。

为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：一种基于视觉红外感应技术的人机互动系统，包括红外数据采集模块、通信模块、数据处理模块、控制模块、显示模块和电源模块，所述数据采集模块经通信模块连接到数据处理模块，所述数据处理模块连接到控制模块的输入端，所述控制模块的输出端连接到显示模块和红外数据采集模块。

上述技术方案中，所述红外数据采集模块包括红外线辐射模块和3D激光传感器。

上述技术方案中，所述通信模块为串口通信模块。

上述技术方案中，所述控制模块为工控机，所述工控机配有Ventuz显示软件。

上述技术方案中，所述显示模块为窄边拼接屏或投影屏。

一种基于视觉红外感应技术的人机互动方法，包括如下步骤：

步骤一、红外数据采集模块扫描覆盖区域，若覆盖区域内有用户进入，则执行步骤二，否则重复步骤一；

步骤二、红外数据采集模块扫描采集用户的位置和行为信息，并经通信模块发送到数据处理模块；

步骤三、数据处理模块将所得的位置和行为信息转换成坐标数组，并采用邻聚类方法对坐标数组进行滤波处理，将得到的用户操作坐标发送到控制模块；

步骤四、控制模块根据接收到的用户操作坐标控制显示模块实现人机互动。

上述技术方案中，所述步骤三中，还能同时对覆盖区域中的有效坐标点数进行统计，具体步骤包括：

（1）滤去最先进入覆盖区域的距离值，去掉前P个进入的点（P=2）；

（2）取第P+1个点作为加权计算的第一个点进行滤波，并对其余点进行比较，去除里面的最大值和最小值，对余下的N-P-2个数据进行算数加权求平均值Y，具体算法为

其中，X（k）为传感器采集的实时数据值，N为采集到的总数据个数，N大于等于8,且满足。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：