[发明专利]一种基于虚拟现实桌面手势交互系统

权利要求书

1.一种基于虚拟现实桌面手势交互系统，包括硬件系统和软件系统，所述硬件系统包括红外激光投射模块和红外图像捕获模块，其特征在于，所述软件系统包括识别模块、校正模块和交互模块；

所述红外激光投射模块通过红外激光头对桌面手势交互环境进行构建；

所述红外图像捕获模块通过红外摄像机镜头对桌面手势交互图像进行捕获；

所述识别模块通过桌面手势识别算法对桌面手势交互图像进行识别；

所述校正模块识别的桌面手势交互图像进行校正；

所述交互模块根据校正后的桌面手势交互图像完成虚拟现实响应。

2.如权利要求1所述的桌面手势交互系统，其特征在于，所述硬件系统还包括摄像机前盖、CMOS图像传感器、调整转轴上盖、摄像机后盖、壳体后盖、降压模块、Type-C电源口、壳体底盖和壳体前盖，所述壳体后盖、所述壳体底盖和所述壳体前盖组成壳体，所述红外激光头设在所述壳体前盖底部，所述摄像机前盖设在所述壳体前盖顶部，所述红外摄像机镜头设在所述摄像机前盖中，所述摄像机后盖设在所述壳体后盖顶部，所述摄像机后盖顶部设有所述调整转轴上盖，所述CMOS图像传感器设在所述摄像机前盖与所述摄像机后盖之间且与所述红外摄像机镜头连接，所述降压模块设在所述壳体前盖和所述壳体后盖之间且与所述CMOS图像传感器连接，所述Type-C电源口设在所述壳体底盖上且与所述红外摄像机镜头连接。

3.如权利要求2所述的桌面手势交互系统，其特征在于，所述红外激光头为一字型激光头，激光头直径为6mm，激光头长度为13mm，发散角度为120°，激光波长为980nm；

所述红外摄像机镜头的镜头广角为120°，镜头滤光片为980nm滤光片。

4.如权利要求3所述的桌面手势交互系统，其特征在于，所述识别模块通过桌面手势识别算法进行桌面手势识别，所述桌面手势识别算法包括：

对所述红外图像捕获模块捕获的桌面手势交互图像进行灰度化和二值化处理，得到第一桌面手势交互图像；

将第一桌面手势交互图像的第一帧作为背景帧，通过背景帧去除桌面环境产生的静态干扰，得到第二桌面手势交互图像；

对第二桌面手势交互图像中的手指特征进行提取，将手指特征与其余噪点分离开，消除动态干扰；

对第二桌面手势交互图像中的手指轮廓进行提取；

对手指轮廓的手势信息进行记录，手势信息包括手指轮廓数量、手指轮廓中心点坐标、手指轮廓面积和当前时间点；

对手势状态进行判断，完成桌面手势识别，得到手势识别图像；其中，手势状态包括手指滑移、手指单击、手指双击和手指长按。

5.如权利要求4所述的桌面手势交互系统，其特征在于，所述校正模块通过桌面图像畸变校正算法对桌面手势交互图像进行校正，包括：

对手势识别图像的像素坐标进行坐标转换，将像素坐标转换为世界坐标，以消除图像畸变，得到校正后的手势识别图像。

6.如权利要求5所述的桌面手势交互系统，其特征在于，所述交互模块通过虚拟现实桌面手势交互方法完成虚拟现实响应，所述虚拟现实桌面手势交互方法包括物理射线交互方法和图形射线交互方法，所述物理射线交互方法包括：

桌面单根手指进行滑移，捕获手指滑移图像；

对手指滑移图像进行识别和校正，获取手指滑移速度；

虚拟现实系统发出物理射线，物理射线光标默认位于视野中心，物理射线移动角度跟随手指移动速度变化而变化；

物理射线与三维物体进行碰撞，虚拟现实系统自动储存碰撞得到的三维物体碰撞信息；其中，所述三维物体碰撞信息包括三维物体名称、图层和碰撞点世界坐标；

通过三维物体碰撞信息获取交互事件触发手势；

根据所述交互事件触发手势触发交互事件；

所述图形射线交互方法包括：

桌面单根手指进行滑移，捕获手指滑移图像；

对手指滑移图像进行识别和校正，获取手指滑移速度；

虚拟现实系统发出图形射线，图形射线光标默认位于视野中心，图形射线移动角度跟随手指移动速度变化而变化；

图形射线仅与虚拟现实场景中的UI控件进行碰撞，虚拟现实系统自动储存碰撞得到的UI控件碰撞信息；其中，所述UI控件碰撞信息包括UI控件名称、数量和碰撞点世界坐标；所述UI控件包括按钮、滚动条、下拉菜单和框选条；

通过UI控件碰撞信息获取虚拟现实交互事件触发手势；

根据所述虚拟现实交互事件触发手势触发虚拟现实交互事件。