基于立體視覺的指尖定位與人機(jī)交互技術(shù)研究.pdf

1、基于計(jì)算機(jī)視覺的人機(jī)交互系統(tǒng)是目前人機(jī)交互領(lǐng)域一個(gè)重要研究方向,在自然人機(jī)交互、手語(yǔ)識(shí)別、虛擬現(xiàn)實(shí)、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(jì)算機(jī)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(duì)此,本文提出了一種基于紅外攝像機(jī)和投影儀的人機(jī)交互系統(tǒng),并在普通桌面上實(shí)現(xiàn)了人機(jī)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(jī)和投影儀的人機(jī)交互系統(tǒng)。系統(tǒng)采用投影儀作為輸出設(shè)備,

2、將計(jì)算機(jī)顯示器上的內(nèi)容顯示在普通桌面上,以兩個(gè)紅外攝像頭為視頻采集輸入設(shè)備,通過視覺檢測(cè)算法和立體視覺原理定位指尖,當(dāng)指尖觸碰桌面時(shí),啟動(dòng)觸摸事件并實(shí)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(cè)算法,根據(jù)紅外攝像機(jī)的成像原理和特點(diǎn),提出了基于凸包和凸缺陷的多指尖檢測(cè)算法,能夠適應(yīng)多變的投影環(huán)境,具有較好的實(shí)時(shí)性和魯棒性。
　　3、為了精確的定位指尖,研究了雙攝像機(jī)系統(tǒng)的畸變校正和立體校正,設(shè)計(jì)了雙攝像

3、機(jī)系統(tǒng)的標(biāo)定步驟。解決了雙攝像機(jī)多角度下的三維測(cè)量問題和攝像機(jī)制造引入的圖像畸變問題。
　　4、根據(jù)指尖的特點(diǎn),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(yàn)臺(tái)的特性,在完全共面和行對(duì)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(shí)時(shí)性。根據(jù)匹配結(jié)果,還可以計(jì)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(chǎng)試驗(yàn),結(jié)果表明:本文設(shè)計(jì)開發(fā)的人機(jī)交互系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)在桌面上的多種互動(dòng)娛樂功能,如桌面