[发明专利]一种识别空间动作的手指鼠标

说明书

技术领域

本发明涉及一种手指鼠标，具体涉及一种识别空间动作的手指鼠标实现方法。

背景技术

鼠标的发明，改变人们使用电脑的方式。鼠标发展到现在，大致经历了机械鼠标、光机 鼠标、光电鼠标、无线鼠标等几个阶段。在每个阶段中，鼠标的实用性和功能都有大幅度的 提升。上述的鼠标都只具有二维平面移动控制功能，随着3D游戏、三维电视和电影的出现， 操控方式也将发生改变，直接用手与电脑互动的视觉体验时代正在向我们走来，因此迫切地 需要一种能三维空间全方位控制，识别空间动作的鼠标。识别空间动作的手指鼠标，目前国 内未见使用，也没有看到相关文献报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：解决现有鼠标存在的上述问题，而提供一种不使用整个 手掌来操作鼠标，只用一根手指就可以在空中灵活自如操控电脑，识别空间动作的手指鼠标。

本发明采用的技术方案是：这种识别空间动作的手指鼠标，包括影像传感器、单片机、 红外光发射控制电路和USB传输连接线，利用COMS影像传感器对三维空间手指动作成像，单 片机完成基于平面的三维空间手指动作任意点空间位置的恢复算法，同时对空间实行多帧采 样，分析出连续点的移动，利用三维空间距离计算得到二维空间点的移动，控制USB上传至 PC机，PC机高速运算得出空间连续动作对应的鼠标动作，最后基于VC对空间连续动作与鼠 标动作的对应研究分析，构造出鼠标移动和点击控制。

上述技术方案中，所述的COMS影像传感器采用ET21X130D芯片，所述的单片机选用 ET44M210单片机。

上述技术方案中，所述CMOS影像传感器ET21X130D是一款内含160×120的CMOS影像传 感阵列、信号处理电路和8位微控制器的集成传感芯片；内部9.76K字节SRAM，视频编码器 和I²C接口；具有集成度高、价格低、功耗低和体积小的优点；可广泛应用于各种低分辨率 图像信号采集、移动目标侦查和字图辨认等应用系统中。ET21X130D中CMOS传感阵列感光后， 每个感光单元中的CMOS晶体管会发生电荷变化，形成一个模拟电压。该模拟电压经过放大以 后，由A/D转换模块转换成数字信号。芯片内置的微控制器按照外接引脚电平的选择，确定 芯片的参数设置、输出方式、系统复位、图像信号处理、算法处理以及I²C通信协议处理等。

上述技术方案中，所述单片机ET44M210是ETOMS公司设计的一款8位、高速、RISC指 令、低功耗、CMOS微控制器芯片，具有42个I/O、10位ADC、SPI、2路16位PWM、USB HUB、 和2.4GHz无线HUB。ET44M210仿真模块自带仿真开发系统。可应用于各种嵌入式应用系统， 尤其是带有USB接口或无线通信的应用。

上述技术方案中，所述的红外光发射控制电路控制四个红外二极管发射红外光，四个红 外二极管呈边长为3cm左右的正方形分布，影像传感器安装在四个红外二极管围成的正方形 两对角线的交叉点上，红外二极管发射的红外光照射到手指上面粘贴的反光纸，反光纸反射 回来的红外光经过透镜在影像传感器上成像，当手指运动时，在影像传感器上的成像就有所 变化，通过单片机控制采集，对比后把数据上传至PC，由PC判断为各种鼠标动作。

上述技术方案中，所述的红外光发射控制电路通过单片机采用PWM调制方式，控制红外 二极管发射的红外光强度，保证在有效范围内，无论手指距离影像传感器远还是近，反射到 影像传感器上的成像光斑大小基本一致。

本发明的有益效果是：采用影像传感器、单片机、红外光发射控制电路和USB传输连接 线，利用影像传感器对三维空间手指动作红外成像，单片机完成基于平面的三维空间手指动 作任意点空间位置的恢复算法，同时对空间实行多帧采样分析出连续点的移动，利用三维空 间距离计算得到二维空间点的移动，控制USB上传至PC机，PC机高速运算得出空间连续动 作对应的鼠标动作，提供了一种新型人机操控方式，不使用整个手掌来操作鼠标，只用一根 手指就可以在空中灵活自如的操控电脑，适合于3D游戏、三维电视和电影的三维空间全方位 控制。

下面结合附图对本发明的技术方案及工作过程作进一步说明。

附图说明

图1为本发明的总体结构框图；

图2为本发明的模拟光学成像示意图；

图3为本发明的红外光发射控制电路图；