基于立體視覺的指尖定位與人機交互技術(shù)研究.pdf

1、基于計算機視覺的人機交互系統(tǒng)是目前人機交互領(lǐng)域一個重要研究方向,在自然人機交互、手語識別、虛擬現(xiàn)實、智能家居、體感式游戲等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。傳統(tǒng)的計算機視覺觸控系統(tǒng),大都存在需要佩戴特殊裝置或觸摸面板需要用特殊材料制作等問題。對此,本文提出了一種基于紅外攝像機和投影儀的人機交互系統(tǒng),并在普通桌面上實現(xiàn)了人機交互觸控操作。本文的主要內(nèi)容如下:
　　1、開發(fā)了一種基于紅外攝像機和投影儀的人機交互系統(tǒng)。系統(tǒng)采用投影儀作為輸出設(shè)備,

2、將計算機顯示器上的內(nèi)容顯示在普通桌面上,以兩個紅外攝像頭為視頻采集輸入設(shè)備,通過視覺檢測算法和立體視覺原理定位指尖,當(dāng)指尖觸碰桌面時,啟動觸摸事件并實現(xiàn)相應(yīng)的觸控操作。
　　2、深入研究和分析了紅外成像系統(tǒng)中的指尖檢測算法,根據(jù)紅外攝像機的成像原理和特點,提出了基于凸包和凸缺陷的多指尖檢測算法,能夠適應(yīng)多變的投影環(huán)境,具有較好的實時性和魯棒性。
　　3、為了精確的定位指尖,研究了雙攝像機系統(tǒng)的畸變校正和立體校正,設(shè)計了雙攝像

3、機系統(tǒng)的標(biāo)定步驟。解決了雙攝像機多角度下的三維測量問題和攝像機制造引入的圖像畸變問題。
　　4、根據(jù)指尖的特點,提出了一種快速有效的塊匹配算法。根據(jù)雙目立體視覺原理和標(biāo)準(zhǔn)立體試驗臺的特性,在完全共面和行對準(zhǔn)的圖像中完成指尖匹配,降低了算法的復(fù)雜度,提高了系統(tǒng)的實時性。根據(jù)匹配結(jié)果,還可以計算指尖的三維坐標(biāo)。
　　論文開發(fā)的原型系統(tǒng)經(jīng)過了大量現(xiàn)場試驗,結(jié)果表明:本文設(shè)計開發(fā)的人機交互系統(tǒng)可實現(xiàn)在桌面上的多種互動娛樂功能,如桌面