[发明专利]一种虚拟键盘操作装置、系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及虚拟触控技术领域，尤其涉及一种虚拟键盘操作装置、系统及方法。

背景技术

键盘是现有技术的人机交互中的重要组成部分，现有的键盘输入都依赖于实体键盘设备，也就是说，必须要有一个实际存在的键盘才能够完成人机交互，这样就大大限制了进行人机交互的场所范围和条件。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供一种克服上述问题或者至少部分解决上述问题的虚拟键盘操作装置、系统及方法。

本发明提供一种虚拟键盘操作装置，包括显示控制单元与显示单元，该装置包括：

视图识别单元，用于对摄像头采集的用户手指的图像数据进行手部识别，以确定手指端点在图像中的位置。

水平面二维坐标建立单元，用于根据该视图识别单元识别出的手指端点位置在图像中的位置与摄像头的像素解析度，将手指端点像素位置转换为XZ坐标面的二维坐标值。

垂直面二维坐标建立单元，用于根据该视图识别单元识别出的手指端点位置在图像中的位置与摄像头的像素解析度，将手指端点像素位置转换为YZ坐标面的二维坐标值。

三维坐标计算单元，用于根据该水平面二维坐标建立单元和垂直面二维坐标建立单元分别确定的手指端点像素位置在XZ坐标面和YZ坐标面的二维坐标值计算手指端点在XYZ三维坐标系中的坐标值。

动作判断单元，用于根据该三维坐标计算单元计算的手指端点的三维坐标值与虚拟键盘每个键位对应的位置区域，判断用户对虚拟键盘键位的操作。以及

图形绘制单元，用于根据该动作判断单元的判断结果绘制出模拟用户手指在虚拟键盘对应键位的操作图像，并调用该显示控制单元控制该显示单元显示该操作图像。

本发明还提供一种虚拟键盘操作系统，包括如上任意一项所述的虚拟键盘操作装置以及与该装置通信连接的两个摄像设备。

本发明还提供一种虚拟键盘操作方法，该方法包括：

用户将手指悬空平放于图像捕捉区域中，对摄像头采集的用户手指的图像数据进行手部识别，以确定手指端点在图像中的位置。

根据识别出的手指端点位置在图像中的位置与摄像头的像素解析度，将手指端点像素位置分别转换为XZ坐标面与YZ坐标面的二维坐标值。

根据手指端点像素位置在XZ坐标面和YZ坐标面的二维坐标值计算手指端点在XYZ三维坐标系中的坐标值。

根据该计算的手指端点的三维坐标值与虚拟键盘每个键位对应的位置区域，判断用户对虚拟键盘键位的操作。

根据该判断结果绘制出模拟用户手指在虚拟键盘对应键位的操作图像。以及

显示该绘制的图像供用户观看。

本发明提供的一种虚拟键盘操作装置、系统及方法，由摄像头抓取图像并识别手指端点的位置以及姿势，由得到的手指端点坐标直接映射为对虚拟键盘的操作动作，并在显示器上显示出来反馈给用户，通过智能眼镜和智能手环，或者智能便携移动设备上的摄像设备快速搭建虚拟键盘输入环境，不再需要实体设备，方便用户随时随地通过虚拟键盘进行人机交互操作。

附图说明

图1为本发明实施方式中的虚拟键盘操作系统的硬件架构示意图；

图2为本发明实施方式中的虚拟键盘操作装置的功能模块示意图；

图3为本发明实施方式中的虚拟键盘操作方法的流程示意图。

标号说明：

系统100

装置10

环境亮度传感单元101

视图识别单元102

纵向视图识别子单元103

横向视图识别子单元104

水平面二维坐标建立单元105

垂直面二维坐标建立单元106

三维坐标计算单元107

动作判断单元108

图形绘制单元109

显示控制单元110

显示单元111

摄像设备20

第一摄像头201

第二摄像头202

显示设备21

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

请参阅图1，为本发明实施方式中的虚拟键盘操作系统的硬件架构示意图，该系统100包括虚拟键盘操作装置10、两个摄像设备20以及显示设备21，用于对用户手势的检测实现触控输入。