主办单位: 共青团中央   中国科协   教育部   中国社会科学院   全国学联  

承办单位: 四川大学     

基本信息

项目名称:
视觉型自然交互系统
小类:
信息技术
简介:
本系统使用计算机视觉技术,利用激光光斑作为交互点,通过按键遥控平台进行控制的方式,实现了远距离、自然的人机交互。系统设计了手势、PPT、涂鸦、影院等多种模式,为家庭娱乐、示范教学等多种场合提供了更加便捷的交互服务。
详细介绍:
计算机已经越来越紧密地融入了人们的日常生活,人机交互技术也不再局限于键盘输入、手柄操作,而是以更为自然、更具直觉性的视觉型、触摸等方式完成人机之间的“对话”,使人机交互模式变得更自然、更和谐。 本系统采用基于内容的图像识别技术对激光笔进行识别和定位,采用无线通信技术实现激光笔的远距离操作,最终实现远距离、直观的人机交互,为培训或示范教学指导提供更方便快捷的交互形式。 本系统硬件部分的核心是个人计算机系统,外围连接DIY云台和无线控制终端。个人计算机负责接收和处理无线输入信号并进行分析作出响应,利用处理器的超线程技术提高处理速度。DIY云台用以调控摄像头仰角,无线控制终端包括激光笔、mini键盘和无线传输模块。激光笔用于定位用户位置,键盘用于模拟各种输入模式,无线传输模块用于传输键盘信号。 本系统软件方案设计基于OpenCV和Qt技术,OpenCV为计算机视觉提供相应算法,Qt作为主要界面应用程序框架。采用棋盘映射法进行摄像机标定,采用阈值法检测激光光斑并进行中心提取,结合标定结果,实现对激光笔光斑的定位,完成输入的获取。本系统结合激光输入与无线输入,对用户需求做出及时的响应。 系统经过测试运行稳定,定位准确,有良好的人机交互功能,具有广泛的市场应用前景。

作品图片

  • 视觉型自然交互系统
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  • 视觉型自然交互系统
  • 视觉型自然交互系统

作品专业信息

设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标

大屏幕除了用于信息的显示,还需要与用户进行交互.本系统为了实现更自然的人机交互,通过采用激光笔模拟光标输入,蓝牙模块传输键盘指令的方式,实现了一套基于计算机视觉的虚拟输入系统。系统采用基于内容的图像识别技术对激光笔进行识别和定位,采用无线通信技术实现激光笔的远距离操作,最终实现远距离、直观的人机交互,为培训或示范教学指导提供更方便快捷的交互形式。

科学性、先进性

现有的远距离指示工具(如传统的激光笔)只具有单方面的指示功能而缺乏或者完全不具备交互功能。本系统旨在以激光笔的镭射信号模拟输入设备、具有USB接口的摄像头作为图像捕获传感器和LPD光学投影机模拟视频输出设备、个人计算机为计算设备实现一套完整的虚拟输入,识别后做出相应操作的人机交互系统。 本系统的核心技术是图像识别技术,再配合虚拟输入技术。本系统是在Windows系统上,采用OpenCV计算机视觉库实现图像识别,再驱动响应操作,以此来完成一种基于虚拟现实的人机交互。即在一定距离内,识别镭射光线在投影区域的动作而驱动一些平时需要使用鼠标才能完成的演示。 本系统经过测试,准确识别率达到98%以上,运行稳定,同时抗外界干扰性较好。而且由于等待、工作状态的设计,大大降低了系统的功耗和资源占用率。

获奖情况及鉴定结果

2010年于上海交通大学由全国大学生电子设计竞赛组委会主办的英特尔杯大学生电子设计竞赛嵌入式系统专题邀请赛获二等奖 2010年于西南交通大学由中国电子学会主办的全国大学生电子信息实践创新作品获本科创新组二等奖

作品所处阶段

中试阶段

技术转让方式

专利技术转让、合作生产

作品可展示的形式

现场演示

使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测

本项目在商业推广方面有着极大的潜力和应用前景。 本系统在家庭娱乐、培训教学、移动办公以及中小型会议环境下有着极为可观的应用价值。由于本系统价格低廉,实现方便,所以可以对现有设备进行改装,大大降低了更换设备的成本,而实现了更为全面而丰富的交互功能,为用户提供了更加自然、和谐、远程的交互方式

同类课题研究水平概述

随着社会的发展,大屏幕除了显示信息,还可以与用户进行交互,例如对屏幕上的内容进行标注或者操作,如果通过鼠标或者键盘来完成,既分散了听众的注意力,又影响了效率,同时加大了整个系统的运行功耗。而现有的远距离指示工具往往只具有单方面的指示功能而缺乏或者完全不具备交互功能。
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