一种指示设备获取指示信息的方法

专利名称：一种指示设备获取指示信息的方法
技术领域：
本发明涉及人机交互领域，尤其涉及一种指示设备获取指示信息的方法。
背景技术：
随着科技水平的提高，智能设备已成为人们生产生活中不可分割的一部分。人们 与智能设备之间传递和交换信息主要是通过人机交互来完成的，因此，获取人们的指示信 息成为人机交互的主要任务之一。具体地，上述指示信息可以包括屏幕光标的运动参数(包括移动距离和移动方 向)、指示设备的按键操作或指示设备的滚轮操作。在人机交互设备中，鼠标是获取这些指 示信息的主要指示设备之一。现有鼠标主要通过滚球、光电发射检测器、鼠标左键、鼠标右 键、鼠标滚轮等部件获取所述指示信息。进一步地，当用户移动鼠标时，鼠标底部的滚球或 光电发射检测器可以获取到鼠标移动距离和移动方向；其中，所述鼠标移动距离就是屏幕 光标按预设比例获取的移动距离，所述移动方向就是屏幕光标的移动方向，也就是说，鼠标 底部的滚球或光电发射检测器获取到了屏幕光标的运动参数。与之相类似地，诸如左键单 击、右键单击、滚轮滚动等基本功能，用户也只需直接对鼠标左键、鼠标右键、鼠标滚轮等部 件进行相应操作，鼠标就可以获取相应的指示信息，进而完成相应的功能。
以上现有技术中至少存在如下问题在实施上述方法的过程中，鼠标摆放方向与人体或屏幕所在的方向必须相对固 定，否则会使获取到的指示信息产生误差；又因为鼠标的左键、右键、滚轮等部件的位置也 是固定的，所以手指、手掌和手臂会长时间地处于固定姿势；久而久之，就会使人体产生疲 劳感，甚至会发生疾病。

发明内容
本发明实施例提供了一种获取指示信息的方法，以便于手指、手掌和手臂在灵活 操作指示设备的时候，其获取的指示信息依然不会产生误差，从而达到降低人体疲劳患病 风险的目的。本发明的目的是通过以下技术方案实现的一种指示设备获取指示信息的方法，包括获取人机方位信息和指示设备的状态信息；根据所述的人机方位信息和指示设备的状态信息确定屏幕光标的运动参数。优选地，所述的人机方位信息包括标定人机方位的外部坐标系与标定指示设备的内部坐标系的夹角α和/或左手 操作指示设备还是右手操作指示设备；获取夹角α和/或确定左手还是右手操作指示设备的方法包括以下至少一项获取预定范围内的环境图像信息，并根据所述环境图像信息以及预设的人体或屏 幕的结构、形状或颜色信息确定夹角α和/或确定左手还是右手操作指示设备；
或者，获取预定范围内的环境图像序列信息，并根据所述环境图像序列信息，以及预设 的屏幕结构、形状、颜色信息或人体运动信息确定夹角α和/或确定左手还是右手操作指 示设备。优选地，所述屏幕光标的运动参数包括屏幕光标的移动距离V与移动方向S’ ；所 述指示设备的状态信息包括移动距离X与移动方向S ；X，=cX;S，= S+α ；式中C表示指示设备的移动距离X与屏幕光标的移动距离V的比例因子。该方法还包括根据所述的人机方位信息和指示设备状态信息确定指示设备的按 键操作。优选地，所述的人机方位信息包括左手操作指示设备还是右手操作指示设备；确定左手还是右手操作指示设备的方法包括以下至少一项获取预定范围内的环境图像信息，并根据所述环境图像信息以及预设的人体结 构、形状或颜色信息确定左手还是右手操作指示设备；或者，获取预定范围内的环境图像序列信息，并根据所述环境图像序列信息，以及预设 的人体运动信息确定左手还是右手操作指示设备。优选地，所述的确定指示设备的按键操作包括确定按左键操作、中键操作与按右 键操作，其方法包括根据人体对指示设备的不同区域的接触确定按左键操作、中键操作或按右键操 作；或者，根据人体不同手指对指示设备的不同接触确定按左键操作、中键操作或按右键操 作；或者，根据指示设备的旋转方向确定按左键操作或按右键操作。该方法还包括根据所述的人机方位信息和指示设备状态信息确定指示设备的滚 轮操作。该方法还包括根据所述的人机方位信息和指示设备状态信息确定指示设备的滚 轮操作。优选地，所述的确定指示设备的滚轮操作方法包括根据人体不同手指对指示设备的不同接触操作确定滚轮的滚动方向和滚动幅度； 或，根据指示设备的旋转方向确定滚轮的滚动方向和滚动幅度。优选地，所述的指示设备设有人体方位传感器，用于获取人机方位信息和指示设 备的移动信息；优选地，所述的人体方位传感器包括360度全景摄像头、红外摄像头、热辐射感应传感器、微波传感器、超声波传感器、电容式传感器或电磁感应式传感器。优选地，所述的人体方位传感器设于指示设备的外部；或，所述的人体方位传感器设于指示设备的内部，指示设备外壳为透明或半透明的。由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的获取指示信息的方法，解决了指示设备相对人体的摆放位置受限的问题，使手指、手掌和手臂可以灵活地变换 各种姿势操作指示设备，从而使手部得以放松，降低了人体疲劳患病的风险。


为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用 的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本 领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他 附图。图1为本发明实施例提供的指示设备获取指示信息方法的流程示意图；图2为应用了本发明实施例提供的获取指示信息方法的指示设备示意图一；图3为应用了本发明实施例提供的获取指示信息方法的指示设备示意图二。
具体实施例方式下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整 地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本 发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施 例，都属于本发明的保护范围。本发明实施例提供的指示设备获取指示信息的方法具体可以包括获取屏幕光标 的运动参数，获取指示设备的按键操作，获取指示设备的滚轮操作。(一 )获取屏幕光标的运动参数本发明实施例提供的指示设备获取屏幕光标运动参数的原理如下通常情况下，使用者都是面对屏幕来操作指示设备。标定使用者到屏幕的方向 (或使用者面对的方向、屏幕面对方向的反方向，以下统称人机方位)是以使用者(或屏 幕)为原点的坐标系(以下简称外部坐标系)的y轴方向。指示设备传递给智能设备的移 动距离和移动方向应当是在该外部坐标系中相对于原点的移动距离和移动方向。在指示设备移动过程中，指示设备中的移位传感器所检测到的移动距离和移动方 向是以移位传感器内部标定的坐标系(以下简称内部坐标系)为参考的，因此需要转化为 外部坐标系中的移动距离和移动方向；其中，移动距离在内部坐标系与外坐标系中的值存 在一定的比例关系，可以根据该比例关系将内部坐标系中的移动距离转化为外部坐标系中 的移动距离；具体地，所述比例关系的比例因子c为一个常量，可以是出厂时预设的，也可 以是用户根据个人的使用习惯，通过厂商提供的指示设备参数设定软件或指示设备参数调 节装置而更新设置的；而由于内部坐标系与外部坐标系存在夹角α，所以内部坐标系的移 动方向需要加上与外部坐标系的夹角α才能转换为外部坐标系的移动方向。如上所述，假设指示设备的移位传感器所获取到的移动距离为X与移动方向为S， 屏幕光标的移动距离为X’、移动方向为S’，预定的指示设备的移动距离X与屏幕光标的移 动距离X’的比例因子为C (常数)，则对于屏幕光标而言就有X， = cX
S， =S+ α也就是说，如果能知道外部坐标系与内部坐标系夹角α，就可以求得屏幕光标的 运动参数。按照上述原理，如图1所示，获取屏幕光标的运动参数的具体步骤如下步骤11，获取人机方位信息和指示设备的状态信息；其中，相应的人机方位信息可以包括标定人机方位的外部坐标系与标定指示设 备的内部坐标系的夹角α和/或左手操作指示设备还是右手操作指示设备。具体地，指示设备的状态信息(即移动距离X与移动方向S)可以通过现有技术的 滚轮或光电发射检测器进行获取；而人机方位信息可以采用以下至少一项进行获取
(1)获取预定范围内的环境图像信息，并根据所述环境图像信息以及预设的人体 或屏幕的结构、形状或颜色信息确定夹角α和/或确定左手还是右手操作指示设备；具体地，可以对所述环境图像信息以及预设的人体或屏幕的结构、形状或颜色信 息进行分析直接估算出夹角α，也可以根据所述环境图像信息以及预设的人体或屏幕的结 构、形状或颜色信息计算出人体所在方位，再判断出左手还是右手操作指示设备，进而估算 出夹角α ；或者，(2)获取预定范围内的环境图像序列信息，并根据所述环境图像序列信息，以及预 设的屏幕结构、形状、颜色信息或人体运动信息确定夹角α和/或确定左手还是右手操作 指示设备；具体地，可以对所述环境图像序列信息以及预设的屏幕结构、形状、颜色信息或人 体运动信息进行分析直接估算出夹角α，也可以根据所述环境图像序列信息以及预设的人 体运动信息，判断出手臂由远及近触及指示设备的过程，从而判断出人体所在方位和左手 还是右手操作指示设备，进而估算出夹角α0步骤12，根据所述的人机方位信息和指示设备的状态信息确定屏幕光标的运动参 数；具体地，若屏幕光标的运动参数包括屏幕光标的移动距离X’与移动方向S’，预定 的指示设备的移动距离X与屏幕光标的移动距离X’的比例因子为C (常数)，那么按照上述 原理，以及步骤11中所获取的相应指示设备的状态信息(即移动距离X与移动方向S)，可 以得到X， = cXS， =S+ α进而，再根据步骤11中求得的夹角α，就可以确定出屏幕光标的运动参数。实施例一如图2所示，一种采用本发明实施例所述方法的新型指示设备，其具体结构包括 外壳1、人体方位传感器2、移位传感器3、连接轴4和电源、处理器及外围电路5 ；所述的人 体方位传感器2通过连接轴4与电源、处理器及外围电路5相接；所述的人体方位传感器2、 连接轴4和电源、处理器及外围电路5均设于指示设备的外壳1的内部；所述的移位传感器 3设于外壳1的底部，并与外壳1内部的电源、处理器及外围电路5相连。其中，相应的移位传感器3可以为现有技术的滚球或光电发射检测器，本例中采用光电发射检测器；相应的人体方位传感器2主要用于获取人机方位信息和指示设备的移动信息，本例中采用360度的全景摄像头作为人体方位传感器；因此，为使360度的全景摄 像头采集数据方便，本例中指示设备的外壳1可以为透明或半透明的；不失一般性地，相应 的人体方位传感器2也可以设在指示设备的外壳1的外部，再通过连接轴4与外壳1内部 的电源、处理器及外围电路5相接，那么指示设备的外壳1就可以为任意透明度。具体地，在指示设备工作时，360度的全景摄像头可以获取四周的环境图像信息， 并经由外围电路传送给指示设备的处理器；通过对所述环境图像信息进行去噪、矫正、色彩 变换、二值化、特征提取等处理，再根据预设的人体或屏幕的结构、形状或颜色信息进行相 应对比分析，可以计算出人体所在方位，并判断出左手还是右手操作指示设备，进而可以估 算出标定人机方位的外部坐标系与标定指示设备的内部坐标系的夹角α ；而光电发射检 测器可以检测出指示设备的移动距离X和移动方向S;又因为用户预设的指示设备的移动 距离X与屏幕光标的移动距离X’的比例因子为c (常数)，所以根据上述原理可以求得屏幕 光标的运动参数光标的移动距离X’ =比例因子c *指示设备的移动距离X移动方向S’ =指示设备的移动方向S+夹角α。本发明实施例的优点在于，本发明实施例的实现解决了指示设备与人体的位置必 须相对固定才能准确获取屏幕光标的运动参数的问题，使用户无论在哪个角度移动指示设 备均能准确获取到屏幕光标的运动参数。实施例二如图3所示，一种采用本发明实施例所述方法的新型指示设备，其具体结构包括 外壳1、人体方位传感器2、移位传感器3、连接轴4和电源、处理器及外围电路5 ；所述的人 体方位传感器2设在指示设备的外壳1的外部，并通过连接轴4与外壳1内部的电源、处理 器及外围电路5相接；所述的移位传感器3设于外壳1的底部，并与外壳1内部的电源、处 理器及外围电路5相连。其中，相应的移位传感器3可以为现有技术的滚球或光电发射检测器，本例中采 用滚球；相应的人体方位传感器2主要用于获取人机方位信息和指示设备的移动信息，本 例中采用多个红外摄像头作为人体方位传感器，所述多个红外摄像头以连接轴4为中心分 别拍摄不同角度的环境图像序列信息；因每个红外摄像头均位于指示设备的外壳1得外 部，所以指示设备的外壳1可以为任意透明度；不失一般性地，相应的人体方位传感器2也 可以放在指示设备内部的任意位置，此时，指示设备的外壳1必须具备很好的透明度。具体地，在指示设备工作时，多个红外摄像头可以获取四周的环境图像信息，并经 由外围电路传送给指示设备的处理器；通过对所述环境图像序列信息进行去噪、矫正、色彩 变换、二值化、特征提取等处理，再根据预设的人体运动信息进行相应对比分析，可以判断 出手臂由远及近触及指示设备的过程，从而判断出人体所在方位和左手还是右手操作指示 设备，并估算出标定人机方位的外部坐标系与标定指示设备的内部坐标系的夹角α ；而滚 球可以检测出指示设备的移动距离X和移动方向S ；又因为用户预设的指示设备的移动距 离X与屏幕光标的移动距离X’的比例因子为c (常数)，所以根据上述原理可以求得屏幕光 标的运动参数光标的移动距离X’ =比例因子c女指示设备的移动距离X
移动方向S’ =指示设备的移动方向S+夹角α。本发明是实施例的优点在于，本发明实施例的实现解决了指示设备与人体的位置 必须相对固定才能准确获取屏幕光标的运动参数的问题，使用户无论在哪个角度移动指示 设备均能准确获取到屏幕光标的运动参数。( 二)获取指示设备按键操作根据所述的人机方位信息和指示设备状态信息确定指示设备的按键操作。其中，相应的人机方位信息包括指示设备相对于人体的方向信息，或左手操作指 示设备还是右手操作指示设备，其具体确定方案可以包括以下至少一项(1)获取预定范围内的环境图像信息，并根据所述环境图像信息以及预设的人体 结构、形状或颜色信息确定指示设备相对于人体的方向信息或左手还是右手操作指示设 备；具体地，可以对所述环境图像信息进行去噪、矫正、色彩变换、二值化、特征提取等 处理，再根据预设的人体结构、形状或颜色信息进行相应对比分析，从而判断出指示设备相 对于人体的方向信息或左手还是右手操作指示设备；或者，(2)获取预定范围内的环境图像序列信息，并根据所述环境图像序列信息，以及预 设的屏幕结构、形状、颜色信息或人体运动信息确定指示设备相对于人体的方向信息或左 手还是右手操作指示设备；具体地，可以对所述环境图像序列信息进行去噪、矫正、色彩变换、二值化、特征 提取等处理，再根据预设的人体运动信息进行相应对比分析，可判断出手臂由远及近触及 指示设备的过程，进而判断出指示设备相对于人体的方向信息或左手还是右手操作指示设 备；进一步地，相应的确定指示设备的按键操作可以包括确定按左键操作、按中键操 作与按右键操作，其确定方案至少包括以下一项(1)根据人体对指示设备的不同区域的接触确定按左键操作、按中键操作或按右 键操作；具体地，根据所述指示设备相对于人体的方向信息可以将指示设备划分为相对于 人体的左中右侧区域，再根据人体对指示设备不同区域的接触，以及左手还是右手操作指 示设备确定按左键操作、按中键操作或按右键操作；或者，(2)根据人体不同手指对指示设备的不同接触确定按左键操作、中键操作或按右 键操作；具体地，根据人体不同手指对指示设备的不同接触，以及左手还是右手操作指示 设备确定按左键操作、按中键操作或按右键操作；或者，(3)根据指示设备的旋转方向确定按左键操作或按右键操作；具体地，根据所述指示设备相对于人体的方向信息，以及指示设备的旋转方向和 旋转角度可以确定按左键操作或按右键操作。实施例三
如图2所示，一种采用本发明实施例所述方法的新型指示设备，其具体结构包括 外壳1、人体方位传感器2、移位传感器3、连接轴4和电源、处理器及外围电路5 ；所述的人 体方位传感器2通过连接轴4与电源、处理器及外围电路5相接；所述的人体方位传感器2、 连接轴4和电源、处理器及外围电路5均设于指示设备的外壳1的内部；所述的移位传感器 3设于外壳1的底部，并与外壳1内部的电源、处理器及外围电路5相连。其中，相应的人体方位传感器2主要用于获取人机方位信息和指示设备的移动信 息，本例中采用360度的全景摄像头作为人体方位传感器；因此，为使360度的全景摄像头 采集数据方便，本例中指示设备的外壳1可以为透明或半透明的；不失一般性地，相应的人 体方位传感器2也可以设在指示设备的外壳1的外部，再通过连接轴4与外壳1内部的电 源、处理器及外围电路5相接，那么指示设备的外壳1就可以为任意透明度。具体地，在指示设备工作时，360度的全景摄像头可以获取四周的环境图像信息， 并经由外围电路传送给指示设备的处理器；通过对所述环境图像信息进行去噪、矫正、色彩 变换、二值化、特征提取等处理，再根据预设的人体的结构、形状或颜色信息进行相应对比 分析，可以判断出指示设备相对于人体的方向信息(例如，可以为右前方)和左手还是右手 操作指示设备(例如可以为右手操作指示设备)。
进一步地，根据所述指示设备相对于人体的方向信息可以将指示设备划分为相对 于人体的左中右侧区域(依据所述实例，可相对人体的方向将指示设备划分为左区、中区 和右区)，再根据人体对指示设备不同区域的接触(例如，可以为左区)，以及所述左手还是 右手操作指示设备(依据所述实例，右手操作指示设备)可确定按左键操作、按中键操作或 按右键操作(依据所述实例，可确定为按左键操作)；具体的判定结果由指示设备中预设的 规则而定，例如若预设的规则包括左手接触指示设备左区为按右键操作，左手接触指示设 备右区为按左键操作，右手接触指示设备左区为按左键操作，右手接触指示设备右区为按 右键操作，那么就会得出上述实例的结果。当然，也可以不区分左右手操作，可以规定为接 触指示设备左区就为按左键操作，接触指示设备右区就为按右键操作。本发明实施例的优点在于，本发明实施例的实现解决了指示设备左右键位置固定 的问题，使用户无论在哪个角度均能灵活操作指示设备并准确获取指示设备按键操作。实施例四如图2所示，一种采用本发明实施例所述方法的新型指示设备，其具体结构包括 外壳1、人体方位传感器2、移位传感器3、连接轴4和电源、处理器及外围电路5 ；所述的人 体方位传感器2通过连接轴4与电源、处理器及外围电路5相接；所述的人体方位传感器2、 连接轴4和电源、处理器及外围电路5均设于指示设备的外壳1的内部；所述的移位传感器 3设于外壳1的底部，并与外壳1内部的电源、处理器及外围电路5相连。其中，相应的人体方位传感器2主要用于获取人机方位信息和指示设备的移动信 息，本例中采用360度的全景摄像头作为人体方位传感器；因此，为使360度的全景摄像头 采集数据方便，本例中指示设备的外壳1可以为透明或半透明的；不失一般性地，相应的人 体方位传感器2也可以设在指示设备的外壳1的外部，再通过连接轴4与外壳1内部的电 源、处理器及外围电路5相接，那么指示设备的外壳1就可以为任意透明度。具体地，在指示设备工作时，360度的全景摄像头可以获取四周的环境图像信息， 并经由外围电路传送给指示设备的处理器；通过对所述环境图像信息进行去噪、矫正、色彩变换、二值化、特征提取等处理，再根据预设的人体的结构、形状或颜色信息进行相应对比分析，可以判断出左手还是右手操作指示设备(例如可以为右手操作指示设备)和人体不 同手指对指示设备的不同接触(例如，可以为拇指对指示设备的接触或食指在指示设备上 向左划动)。进一步地，若该指示设备中预设了如下规则当左手操作指示设备时，拇指接触指示设备确定为按右键操作，食指接触指示设 备确定为按左键操作；当右手操作指示设备时，拇指接触指示设备确定为按左键操作，食指接触指示设 备确定为按右键操作；或者，当左手操作指示设备时，食指在指示设备上向右划动确定为按左键操作，食指在 指示设备上向左划动确定为按右键操作；当右手操作指示设备时，食指在指示设备上向左划动确定为按左键操作，食指在 指示设备上向右划动确定为按右键操作；那么，根据人体不同手指对指示设备的不同接触(依据所述实例，可以为拇指对 指示设备的接触或食指在指示设备上向左划动)，以及上述获取的左手还是右手操作指示 设备(依据所述实例，右手操作指示设备)可以确定按左键操作、按中键操作或按右键操作 (依据所述实例，可确定为按左键操作)。当然，也可以不区分左右手操作，可以规定为拇指 接触指示设备确定为按左键操作，食指接触指示设备确定为按右键操作。本发明实施例的优点在于，本发明实施例的实现解决了指示设备左右键位置固定 的问题，使用户无论在哪个角度均能灵活操作指示设备并准确获取指示设备按键操作。实施例五如图3所示，一种采用本发明实施例所述方法的新型指示设备，其具体结构包括 外壳1、人体方位传感器2、移位传感器3、连接轴4和电源、处理器及外围电路5 ；所述的人 体方位传感器2设在指示设备的外壳1的外部，并通过连接轴4与外壳1内部的电源、处理 器及外围电路5相接；所述的移位传感器3设于外壳1的底部，并与外壳1内部的电源、处 理器及外围电路5相连。其中，相应的人体方位传感器2主要用于获取人机方位信息和指示设备的移动信 息，本例中采用多个红外摄像头作为人体方位传感器，所述多个红外摄像头以连接轴4为 中心分别拍摄不同角度的环境图像序列信息；因每个红外摄像头均位于指示设备的外壳1 的外部，所以指示设备的外壳1可以为任意透明度；不失一般性地，相应的人体方位传感器 2也可以放在指示设备内部的任意位置，此时，指示设备的外壳1必须具备很好的透明度。具体地，在指示设备工作时，多个红外摄像头可以获取四周的环境图像信息，并经 由外围电路传送给指示设备的处理器；通过对所述环境图像序列信息进行去噪、矫正、色 彩变换、二值化、特征提取等处理，再根据预设的人体结构、形状、颜色信息进行相应对比分 析，或通过图像序列中前后帧图像进行图像匹配和运动估计，从而判断出指示设备相对于 人体的方向信息(例如，可以为人体左方就是指示设备的左方，人体右方就是指示设备的 右方)，以及左手还是右手操作指示设备(例如可以为右手操作指示设备)和指示设备的 旋转方向(例如，可以为逆时针方向旋转)；
进一步地，若该指示设备中预设了如下规则若左手操作指示设备，则确定指示设备顺时针旋转为按左键操作，指示设备逆时针旋转为按右键操作；若右手操作指示设备，则确定指示设备逆时针旋转为按左键操作，指示设备顺时 针旋转为按右键操作；根据所述指示设备相对于人体的方向信息(依据所述实例，可以为人体左方就是 指示设备的左方，人体右方就是指示设备的右方)，以及左手还是右手操作指示设备(例 如可以为右手操作指示设备)和指示设备的旋转方向(例如，可以为逆时针方向)，可以 确定按左键操作或按右键操作(依据所述实例，可确定为按左键操作)。当然，可以设定快 速将指示设备旋转一定角度才认为是击键信息，或者，可以设定指示设备旋转一定角度后 自动回转到旋转前的位置才认为是击键信息，以确定击键信息的释放执行时间。本发明实施例的优点在于，本发明实施例的实现解决了指示设备左右键位置固定 的问题，使用户无论在哪个角度均能灵活操作指示设备并准确获取指示设备按键操作。(三)获取指示设备滚轮操作根据所述的人机方位信息和指示设备状态信息确定指示设备的滚轮操作。其中，相应的确定指示设备的滚轮操作方法包括以下至少一种(1)根据人体不同手指对指示设备的不同接触操作确定滚轮的滚动方向和滚动幅 度；具体地，获取预定范围内的环境图像信息或环境图像序列信息，并根据所述环境 图像信息或环境图像序列信息，以及预设人体结构、形状、颜色或运动信息确定人体不同手 指对指示设备的不同接触操作，再根据所述人体不同手指对指示设备的不同接触操作(例 如划圆弧操作或前后划动操作)确定滚轮的滚动方向和滚动幅度；或者，(2)根据指示设备的旋转方向确定滚轮的滚动方向和滚动幅度；具体地，获取预定范围内的环境图像信息或环境图像序列信息，并根据所述环境 图像信息或环境图像序列信息，以及预设人体结构、形状、颜色或运动信息确定指示设备相 对于人体的方向信息，进而确定指示设备的旋转方向和旋转角度；再根据指示设备的旋转 方向和旋转角度，以及指示设备旋转角度与滚轮滚动幅度的比值，可以确定滚轮的滚动方 向和滚动幅度；其中，相应的指示设备旋转角度与滚轮滚动幅度的比值为一个常量，可以是 出厂时预设的，也可以是用户根据个人的使用习惯，通过厂商提供的指示设备参数设定软 件或指示设备参数调节装置而更新设置的；或者，获取预定范围内的环境图像序列信息，并通过对所述环境图像序列信息进行图像 匹配或运动估计处理可以确定指示设备的旋转方向和旋转角度；再根据指示设备的旋转方 向和旋转角度，以及指示设备旋转角度与滚轮滚动幅度的比值，可以确定滚轮的滚动方向 和滚动幅度；其中，相应的指示设备旋转角度与滚轮滚动幅度的比值为一个常量，可以是出 厂时预设的，也可以是用户根据个人的使用习惯，通过厂商提供的指示设备参数设定软件 或指示设备参数调节装置而更新设置的。实施例六
如图2所示，一种采用本发明实施例所述方法的新型指示设备，其具体结构包括 外壳1、人体方位传感器2、移位传感器3、连接轴4和电源、处理器及外围电路5 ；所述的人 体方位传感器2通过连接轴4与电源、处理器及外围电路5相接；所述的人体方位传感器2、 连接轴4和电源、处理器及外围电路5均设于指示设备的外壳1的内部；所述的移位传感器 3设于外壳1的底部，并与外壳1内部的电源、处理器及外围电路5相连。其中，相应的人体方位传感器2主要用于获取人机方位信息和指示设备的移动信 息，本例中采用360度的全景摄像头作为人体方位传感器；因此，为使360度的全景摄像头 采集数据方便，本例中指示设备的外壳1可以为透明或半透明的；不失一般性地，相应的人 体方位传感器2也可以设在指示设备的外壳1的外部，再通过连接轴4与外壳1内部的电 源、处理器及外围电路5相接，那么指示设备的外壳1就可以为任意透明度。具体地，在指示设备工作时，360度的全景摄像头可以获取四周的环境图像信息， 并经由外围电路传送给指示设备的处理器；通过对所述环境图像信息或环境图像序列信 息进行去噪、矫正、色彩变换、二值化、特征提取等处理，再根据预设的人体结构、形状、颜色 或运动信息进行相应对比分析，可以判断出人体不同手指对指示设备的不同接触操作(例 如，可以为食指在指示设备的顶部沿逆时针方向划了 90度的圆弧或由下向上划动1/4直径 的距离)；进一步地，若该指示设备中预设了如下规则当食指在指示设备的顶部沿逆时针方向划圆弧时，确定为滚轮向前滚动，并且滚 动幅度与所划圆弧角度成11的正比；当食指在指示设备的顶部沿顺时针方向划圆弧时，确定为滚轮向后滚动，并且滚 动幅度与所划圆弧角度成11的正比；或者，当食指在指示设备的顶部由下向上划动或由右向左划动时，确定为滚轮向前滚 动，并且滚动幅度与划动距离成正比，相应的比例因子为360度指示设备顶部直径，即若 划动距离等于设备顶部直径，则视为滚轮滚动一圈；当食指在指示设备的顶部由上向下划动或由左向右划动时，确定为滚轮向后滚 动，并且滚动幅度与划动距离成正比，相应的比例因子为360度指示设备顶部直径，即若 划动距离等于设备顶部直径，则视为滚轮滚动一圈；那么，根据人体不同手指对指示设备的不同接触操作(依据所述实例，食指在指 示设备的顶部沿逆时针方向划了 90度的圆弧或由下向上划动1/4直径的距离)可以确定 滚轮的滚动方向和滚动幅度(依据所述实例，可确定为滚轮向前滚动90度)，并且划出圆弧 角度或划动距离越大，滚动幅度越大；划出圆弧角度或划动距离越小，滚动幅度越小。本发明实施例的优点在于，本发明实施例的实现解决了指示设备滚轮位置固定的 问题，使用户无论在哪个角度均能灵活操作指示设备并准确获取指示设备滚轮操作。实施例七如图2所示，一种采用本发明实施例所述方法的新型指示设备，其具体结构包括外壳1、人体方位传感器2、移位传感器3、连接轴4和电源、处理器及外围电路5 ；所述的人 体方位传感器2通过连接轴4与电源、处理器及外围电路5相接；所述的人体方位传感器2、 连接轴4和电源、处理器及外围电路5均设于指示设备的外壳1的内部；所述的移位传感器3设于外壳1的底部，并与外壳1内部的电源、处理器及外围电路5相连。其中，相应的人体方位传感器2主要用于获取人机方位信息和指示设备的移动信 息，本例中采用360度的全景摄像头作为人体方位传感器；因此，为使360度的全景摄像头 采集数据方便，本例中指示设备的外壳1可以为透明或半透明的；不失一般性地，相应的人 体方位传感器2也可以设在指示设备的外壳1的外部，再通过连接轴4与外壳1内部的电 源、处理器及外围电路5相接，那么指示设备的外壳1就可以为任意透明度。具体地，在指示设备工作时，360度的全景摄像头可以获取四周的环境图像信息，并经由外围电路传送给指示设备的处理器；通过对所述环境图像信息或环境图像序列信息 进行去噪、矫正、色彩变换、二值化、特征提取等处理，再根据预设的人体结构、形状、颜色信 息进行相应对比分析或通过图像序列中前后帧图像的图像匹配和运动估计，可以判断出指 示设备的旋转方向和旋转角度(例如，可以为逆时针方向旋转90度)。进一步地，若该指示设备中预设了如下规则当指示设备逆时针旋转时，确定为滚轮向前滚动，并且用户预设的滚动幅度与旋 转角度成11的正比；当指示设备顺时针旋转时，确定为滚轮向后滚动，并且用户预设的滚动幅度与旋 转角度成11的正比；那么，根据指示设备的旋转方向和旋转角度(依据所述实例，可以为逆时针方向 旋转90度)，以及预设的滚动幅度与旋转角度的比值(依据所述实例，可以为1 1)可以 确定滚轮的滚动方向和滚动幅度(依据所述实例，可确定为滚轮向前滚动90度)，并且旋 转角度越大，滚动幅度越大；旋转角度越小，滚动幅度越小。当然，可以设定将指示设备旋转 到大于预定值才确定滚轮的滚动方向，以区别于通过旋转指示设备方式确定击键信息的方 案。本发明实施例的优点在于，本发明实施例的实现解决了指示设备滚轮位置固定的 问题，使用户无论在哪个角度均能灵活操作指示设备并准确获取指示设备滚轮操作。需要说明的是，上述的实施例中的人体方位传感器包括但不限于360度全景摄像 头、红外摄像头、热辐射感应传感器、微波传感器、超声波传感器、电容式传感器或电磁感应 式传感器等传感器信息，凡是本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的前提下，所能想 到的获取人机方位信息的装置均属本发明的保护范畴；与之类似地，上述的实施例中的图 像信息或图像序列信息也包括但不限于图像信息、视频信息、热辐射成像信息、微波成像信 息、超声波成像信息、电容探测信息、电磁感应探测信息等一维或多维信号。综合以上本发明提供的实施例可知本发明实施例的实施解决了指示设备相对人 体的摆放位置受限的问题，使手指、手掌和手臂可以灵活地变换各种姿势操作指示设备，从 而使手部得以放松，降低了人体疲劳患病的风险。以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换， 都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范 围为准。
权利要求
一种指示设备获取指示信息的方法，其特征在于，包括获取人机方位信息和指示设备的状态信息；根据所述的人机方位信息和指示设备的状态信息确定屏幕光标的运动参数。
2.根据权利要求1所述的指示设备获取指示信息的方法，其特征在于，所述的人机方 位信息包括标定人机方位的外部坐标系与标定指示设备的内部坐标系的夹角α和/或左手操作 指示设备还是右手操作指示设备；获取夹角α和/或确定左手还是右手操作指示设备的方法包括以下至少一项 获取预定范围内的环境图像信息，并根据所述环境图像信息以及预设的人体或屏幕的 结构、形状或颜色信息确定夹角α和/或确定左手还是右手操作指示设备； 或者，获取预定范围内的环境图像序列信息，并根据所述环境图像序列信息，以及预设的屏 幕结构、形状、颜色信息或人体运动信息确定夹角α和/或确定左手还是右手操作指示设 备。
3.根据权利要求2所述的指示设备获取指示信息的方法，其特征在于，所述屏幕光标 的运动参数包括屏幕光标的移动距离X’与移动方向S’ ；所述指示设备的状态信息包括移 动距离X与移动方向S;<formula>formula see original document page 2</formula>式中c表示指示设备的移动距离X与屏幕光标的移动距离X’的比例因子。
4.根据权利要求1所述的指示设备获取指示信息的方法，其特征在于，该方法还包括 根据所述的人机方位信息和指示设备状态信息确定指示设备的按键操作。
5.根据权利要求4所述的指示设备获取指示信息的方法，其特征在于，所述的人机方 位信息包括左手操作指示设备还是右手操作指示设备；确定左手还是右手操作指示设备的方法包括以下至少一项获取预定范围内的环境图像信息，并根据所述环境图像信息以及预设的人体结构、形 状或颜色信息确定左手还是右手操作指示设备； 或者，获取预定范围内的环境图像序列信息，并根据所述环境图像序列信息，以及预设的人 体运动信息确定左手还是右手操作指示设备。
6.根据权利要求4或5所述的指示设备获取指示信息的方法，其特征在于，所述的确定 指示设备的按键操作包括确定按左键操作、中键操作与按右键操作，其方法包括根据人体对指示设备的不同区域的接触确定按左键操作、中键操作或按右键操作； 或者，根据人体不同手指对指示设备的不同接触确定按左键操作、中键操作或按右键操作； 或者，根据指示设备的旋转方向确定按左键操作或按右键操作。
7.根据权利要求4所述的指示设备获取指示信息的方法，其特征在于，该方法还包括 根据所述的人机方位信息和指示设备状态信息确定指示设备的滚轮操作。
8.根据权利要求1所述的指示设备获取指示信息的方法，其特征在于，该方法还包括 根据所述的人机方位信息和指示设备状态信息确定指示设备的滚轮操作。
9.根据权利要求7或8所述的指示设备获取指示信息的方法，其特征在于，所述的确定 指示设备的滚轮操作方法包括根据人体不同手指对指示设备的不同接触操作确定滚轮的滚动方向和滚动幅度；或， 根据指示设备的旋转方向确定滚轮的滚动方向和滚动幅度。
10.根据权利要求1、2、3、4、5、7或8所述的指示设备获取指示信息的方法，其特征 在于，所述的指示设备设有人体方位传感器，用于获取人机方位信息和指示设备的移动信 息；所述的人体方位传感器包括360度全景摄像头、红外摄像头、热辐射感应传感器、微波 传感器、超声波传感器、电容式传感器或电磁感应式传感器。
11.根据权利要求10所述的指示设备获取指示信息的方法，其特征在于 所述的人体方位传感器设于指示设备的外部；或，所述的人体方位传感器设于指示设备的内部，指示设备外壳为透明或半透明的。
全文摘要
本发明公开了一种指示设备获取指示信息的方法，包括获取人机方位信息和指示设备的状态信息；根据所述的人机方位信息和指示设备的状态信息确定屏幕光标的运动参数。根据所述的人机方位信息和指示设备状态信息确定指示设备的按键操作。根据所述的人机方位信息和指示设备状态信息确定指示设备的滚轮操作。所述的指示设备设有人体方位传感器，用于获取人机方位信息和指示设备的状态信息。本发明的优点在于，本发明实施例的实现使手指、手掌和手臂可以灵活地变换各种姿势操作鼠标，从而使手部得以放松，降低了人体疲劳患病的风险。
文档编号G06F3/033GK101819475SQ201010141378
公开日2010年9月1日 申请日期2010年4月6日 优先权日2010年4月6日
发明者郭小卫 申请人:郭小卫