一種為發射光源的運動軌跡映射其應用軌跡的方法與系統的製作方法

2023-10-07 11:03:54

專利名稱：一種為發射光源的運動軌跡映射其應用軌跡的方法與系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及智能控制技術領域，尤其涉及一種為發射光源的運動軌跡映射其應用軌跡的技術。
背景技術：
在智能電視、體感交互、虛擬實境等智能控制領域，通常通過檢測裝置檢測由輸入裝置所發送的一定信號，如電磁信號、聲音信號或光信號等，來進行相應的輸入映射，在屏幕上顯示與輸入裝置的運動軌跡相對應的應用軌跡。然而，這等輸入映射往往是簡單映射，諸如通過MEMS傳感器根據加速度進行的映射、通過重力傳感器進行的簡單二維映射等，用戶體驗較差。因此，如何針對上述不足，提供一種為發射光源的運動軌跡映射其應用軌跡的方法，成為本領域技術人員亟需解決的技術問題之一。

發明內容
本發明的目的是提供一種為發射光源的運動軌跡映射其應用軌跡的方法與系統。根據本發 明的一個方面，提供了一種為發射光源的運動軌跡映射其應用軌跡的方法，其中，該方法包括以下步驟:-獲取發射光源的成像信息；其中，該方法還包括:a檢測所述發射光源的輸入模式，以確定與所述輸入模式相對應的應用映射曲線.-^4 ，b根據所述成像信息，獲取所述發射光源的運動軌跡；c根據所述運動軌跡，通過所述應用映射曲線，獲得與所述運動軌跡相對應的應用軌跡；d將所述應用軌跡輸出至外接設備。優選地，所述檢測所述發射光源的輸入模式的操作包括:-根據所述外接設備的當前應用，確定所述發射光源的輸入模式。優選地，所述應用映射曲線包括三維應用映射曲線。更優選地，所述三維應用映射曲線包括基於所述發射光源的三維轉動位置的三維應用映射曲線。更優選地,所述步驟b包括:-根據所述成像信息，獲取所述發射光源的三維轉動運動軌跡。作為本發明的方法的優選實施例之一，該方法還包括:-根據預定搜索時間範圍內所述運動軌跡或所述應用軌跡的運動特徵峰值，糾正所述應用軌跡的起始點；其中，所述步驟d包括:
-將所述糾正後的應用軌跡輸出至所述外接設備。作為本發明的方法的優選實施例之一，在所述步驟d之前，該方法還包括:-自獲得所述輸入設備的輸入操作的起始時刻，根據所述輸入設備的操作相關信息，進行相應的輸入操作糾正，以獲得糾正後的輸入操作，直至滿足預定的輸入操作糾正停止條件；其中，所述預定的輸入操作糾正停止條件包括以下至少任一項:-所述發射光源的運動時間達到預定的糾正延遲時間閾值；-所述發射光源的運動軌跡的運動特徵值達到其相應的運動特徵值閾值；-所述發射光源的應用軌跡的運動特徵值達到其相應的運動特徵值閾值。作為本發明的方法的優選實施例之一，所述步驟b還包括:-根據所述運動軌跡的歷史運動特徵信息，確定所述發射光源的預期位置信息，以用於平滑所述運動軌跡。作為本發明的方法的優選實施例之一，所述發射光源的輸入模式包括手寫輸入模式。 優選地，所述應用 映射曲線包括一次線性曲線。優選地，該方法還包括:-根據所述應用軌跡，查詢預定的字符庫，以獲得與所述應用軌跡相對應的字符；-將所述字符輸出至所述外接設備。作為本發明的方法的優選實施例之一，所述發射光源的輸入模式包括滑鼠輸入模式。優選地，該方法還包括:-根據所述發射光源的成像信息，獲取所述發射光源發射的控制信息，並通過查詢預定的控制信息表，獲得與所述控制信息相對應的滑鼠操作；-將所述滑鼠操作的執行指令輸出至所述外接設備，以在所述發射光源所對應的輸入焦點執行所述滑鼠操作，並在所述外接設備呈現與所述滑鼠操作相對應的執行結果。根據本發明的另一個方面，還提供了一種為發射光源的運動軌跡映射其應用軌跡的系統，其中，所述系統包括發射光源、用於獲取所述發射光源的成像信息的攝像頭、處理裝置及輸出裝置；其中，所述處理裝置用於:-檢測所述發射光源的輸入模式，以確定與所述輸入模式相對應的應用映射曲線.-^4 ，-根據所述成像信息，獲取所述發射光源的運動軌跡；-根據所述運動軌跡，通過所述應用映射曲線，獲得與所述運動軌跡相對應的應用軌跡；其中，所述輸出裝置用於將所述應用軌跡輸出至外接設備。與現有技術相比，本發明根據發射光源的輸入模式，確定相應的應用映射曲線，進而根據該發射光源的運動軌跡，通過該應用映射曲線，獲得該發射光源的應用軌跡，實現了自適應地為發射光源的不同輸入模式，匹配應用映射曲線以及獲取應用軌跡，提升了用戶體驗。


通過閱讀參照以下附圖所作的對非限制性實施例所作的詳細描述，本發明的其它特徵、目的和優點將會變得更明顯:圖1示出根據本發明一個方面的為發射光源的運動軌跡映射其應用軌跡的系統的系統不意圖；圖2示出根據本發明的二維滑鼠應用映射曲線的示意圖；圖3示出根據本發明的發射光源的三維轉動位置示意圖；圖4示出根據本發明另一個方面的為發射光源的運動軌跡映射其應用軌跡的方法流程圖；圖5示出根據本發明一個優選實施例的為發射光源的運動軌跡映射其應用軌跡的方法流程圖；圖6示出根據本發明另一個優選實施例的為發射光源的運動軌跡映射其應用軌跡的方法流程圖；圖7示出根據本發明再一個優選實施例的為發射光源的運動軌跡映射其應用軌跡的方法流程圖；圖8示出根據本發明又一個優選實施例的為發射光源的運動軌跡映射其應用軌跡的方法流程圖；圖9示出根據本發明還一個優選實施例的為發射光源的運動軌跡映射其應用軌跡的方法流程圖。附圖中相同或相似的附圖標記代表相同或相似的部件。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明作進一步詳細描述。圖1為根據本發明一個方面的系統示意圖，示出一種為發射光源的運動軌跡映射其應用軌跡的系統。在此，輸入檢測系統100包括輸入設備110和應用檢測設備120，其中，輸入設備110和應用檢測設備120分別置於兩端。輸入設備110包括至少一個發射光源111。應用檢測設備120包括至少一個處理裝置122和至少一個輸出裝置123，該應用檢測設備120還內置或外接至少一個攝像頭121 ;攝像頭121拍攝發射光源111，以獲得發射光源111的成像信息；輸出裝置123還與外接設備130相連接。其中，攝像頭121拍攝發射光源111，獲取發射光源111的成像信息；處理裝置122檢測發射光源111的輸入模式，以確定該輸入模式所對應的應用映射曲線，根據發射光源111的成像信息，獲取發射光源111的運動軌跡，並通過所述應用映射曲線，獲得與所述運動軌跡相對應的應用軌跡；輸出裝置123將所述應用軌跡輸出至外接設備130。本發明中，所述運動軌跡包括發射光源111的一個或多個位置信息，所述應用軌跡包括發射光源111在外接設備130的屏幕上所對應的一個或多個顯示位置。此外，由於發射光源111裝置於輸入設備110，故輸入設備110的位置及運動軌跡由發射光源111的位置及運動軌跡來表徵，兩者等同使用。
例如，攝像頭121拍攝發射光源111，獲取發射光源111的多幀圖像；處理裝置122根據系統默認設置，確定發射光源111的輸入模式為滑鼠輸入模式，並確定該滑鼠輸入模式所對應的滑鼠應用映射曲線；處理裝置122根據發射光源111的每一幀圖像，通過雙目立體視覺算法，獲得每一幀圖像所對應的該發射光源111的三維平動位置(x，y，z)，即該發射光源111的三維平動運動軌跡，其中X為發射光源111相對空間原點的水平坐標，y為發射光源111相對空間原點的豎直坐標，z為發射光源111相對空間原點的縱深坐標；處理裝置122根據該三維運動軌跡中的每一個三維平動位置(X，y, z)，通過該滑鼠應用映射曲線，如X = f (x, y, z), Y = g(x, y, z), Z = h(x, y, z),計算獲得相應的滑鼠平動位置(X, Y, Z),從而獲得該發射光源111的三維平動應用軌跡；輸出裝置123將該三維平動應用軌跡，即每一個滑鼠平動位置(X，Y，Z)輸出至外接設備130，以在該外接設備130呈現該三維平動應用軌跡。本領域的技術人員應能理解，上述雙目立體視覺算法僅為獲得發射光源的三維平動位置的一種示例，該種舉例僅為簡便地闡述本發明之用，而不應理解為對本發明的任何限制，其他現有的或今後可能出現的計算發射光源的三維平動位置的方式如可適用於本發明，也應包含在本發明保護範圍以內，並以引用方式包含於此。處理裝置122檢測發射光源111的輸入模式的方式可以有多種。例如，根據輸入設備110的控制信號確定發射光源111的輸入模式，如根據所述控制信息查詢預定的控制信息表，以確定相應的輸入模式；或者，根據外接設備130的當前應用確定發射光源111的輸入模式，如當前應用為輸入框，則相應的輸入模式為手寫輸入模式，當前應用為節目菜單，則相應的輸入模式為滑鼠輸入模式。處理裝置122可以在發射光源111的運動初始時刻，檢測其相應的輸入模式，也可以在外接設備130的當前應用發生改變時，切換發射光源111的輸入模式。在此，應用檢測設備120可以包括一個映射曲線庫，用於存儲與各種輸入模式相對應的應用映射曲線，諸如滑鼠應用映射曲線、手寫應用映射曲線等。例如，圖2示出多條二維滑鼠應用映射曲線。本發明中，二維滑鼠應用映射曲線可為一次曲線(即線性變換曲線)、二次曲線、或分成多段的曲線。通常x，y方向分別用相同或不同的映射曲線決定滑鼠的移動位置或速度。在一個示例中，對於發射光源111在圖像中的成像光點，將該成像光點在圖像的X，y方向上相鄰兩幀的移動距離映射為在外接設備130的屏幕上的移動距離，且成像光點的移動距離越小時，映射曲線越緩，即斜率越小，以防止抖動，而成像光點的移動距離越大時，映射曲線斜率越大。在另一個示例中，二維滑鼠應用映射曲線也可用於將成像光點的絕對位置映射於屏幕的顯示位置。本發明中，滑鼠應用映射曲線還可包括三維滑鼠應用映射曲線，其X，y, z方向可以分別用相同或不同的映射曲線決定滑鼠的移動位置或速度。三維滑鼠應用映射曲線的一般表達式可表示為:X = f (X, y, z), Y = g(x, y, z), Z = h(x, y, z);其中X, Y, Z為三維顯示界面或操作界面的三維滑鼠位置，x，y，ζ為檢測到的發射光源的三維平動位置；f，g，h為各方向上的映射曲線，可為一次曲線(即線性變換曲線)、二次曲線、或分成多段的曲線。X，Y，Z也可為滑鼠的位置變化，如滑鼠的移動距離或速度，同樣，X，y，z也可為發射光源111的位置變化，如成像光點的移動距離或速度。優選地，可進一步根據具體的應用，設置相應輸入模式的應用映射曲線，例如，對於如網頁瀏覽等普通應用，可根據發射光源111的位置映射滑鼠的顯示位置，而對於如遊戲等精確度和靈敏度要求較高的應用，可根據發射光源ill的位置變化映射滑鼠的位置變化。進一步地，對於精確度和靈敏度要求更高的三維應用場景，本發明還可提供基於發射光源111的三維平動位置和三維轉動位置的滑鼠應用映射曲線，其一般表達式可表示為:X = f(x,y,z, α , β，Y ), Y = g(x, y, ζ, α , β，y ), Z = h (χ, y, ζ, α , β，γ)。在此，參閱圖3，發射光源111的三維轉動位置標記為(α，β, Y)，其中，α是發射光源111通過其質心軸的水平方向角，β是發射光源111通過其質心軸的豎直方向角，Y為發射光源111圍繞其質心軸的轉角，即發射光源111的自轉角度。進一步地，發射光源111的三維轉動位置還可標記為Θ或(Θ，Y)，其中，Θ為發射光源111的軸線與該發射光源111到攝像頭122連線之間的夾角。在獲得夾角Θ後，結合發射光源111的三維平動位置，即可確定發射光源111的水平方向角α和豎直方向角β。在此，處理 裝置122根據發射光源111的成像信息，獲取發射光源111在每一幀圖像中的三維轉動位置，進而獲得三維轉動位置的三維轉動運動軌跡。例如，按照預定的夾角擬合曲線Θ =h(r, I)，根據發射光源111的成像光點的圓半徑r和亮度I，計算獲得相應的夾角Θ ;或者，根據發射光源111的成像光點的圓半徑r和亮度I，通過查詢預定的光點屬性-夾角樣本表，獲得相應的夾角Θ，如前述樣本表中尚未包括前述圓半徑r和亮度I，則通過各種樣本內插算法，計算獲得相應的夾角Θ。所述樣本內插算法包括但不限於最近鄰域內插法，線性加權內插法、雙三次內插法(bicubic interpolation)等任何可適用於本發明的，現有的或將來可能實現的內插算法。其中，可按一定步長在不同夾角Θ下測定足夠多的樣本，即r和I的值(或其他可用的光點屬性)，以建立前述光點屬性-夾角樣本表，或者，以一次、二次或多次曲線按照最小誤差準則擬合r、I與Θ的映射關係，以獲得前述夾角擬合曲線。採樣時，應選在有效工作範圍內光學特性可通過r和I的組合唯一確定夾角Θ的LED光源。本領域的技術人員應能理解，上述夾角擬合曲線及樣本內插算法僅為獲得發射光源的三維轉動位置的示例，該種舉例僅為簡便地闡述本發明之用，而不應理解為對本發明的任何限制，其他現有的或今後可能出現的計算發射光源的三維轉動位置的方式如可適用於本發明，也應包含在本發明保護範圍以內，並以引用方式包含於此。在一個示例中,Z= I,即相對於二維操作界面，滑鼠只在X, Y方向移動；X = fp(x,Y, z)*wl+fz( α , β , y )*w2, Y = gp(x, y, z)*wl+gz( α , β , y )*w2,其中,fp> gp 為對三維平動位置的映射函數，fz、gz為對三維轉動位置的映射函數，wU w2分別為三維平動位置和三維轉動位置的影響權值。同樣地，x，y，z，α , β , y也可為在相應方向的變化，如平動或轉動速度，而不是實際的位置值；這對於如3D TV或3D遊戲之類的應用更有幫助，如根據發射光源111的轉動速度，進行菜單的轉動，或者根據發射光源111的平動和轉動速度，更為精確地映射3D遊戲中人物的運動。此外，對於手寫應用映射曲線，其可為一次線性曲線，包括二維應用映射曲線和三維應用映射曲線。與滑鼠應用映射曲線類似地，手寫應用映射曲線的輸入同樣可以發射光源111的位置或位置變化(如移動距離或速度)，相應映射為手寫輸入的屏幕位置或位置變化。手寫應用映射曲線的變換係數，即前述一次線性曲線的斜率，可根據不同的應用進行設置。例如，對於通常的手寫輸入應用，如在輸入框中輸入文字，其相應的變換係數為5，即將發射光源111的移動距離5倍映射為屏幕中輸入焦點的移動距離；對於如畫板等手寫輸入應用，其相應的變換係數可為1，即將發射光源111的位置以及運動軌跡直接映射為屏幕中輸入焦點的位置及應用軌跡。優選地，本發明中，對於簡單的應用映射曲線，可以根據發射光源111的位置信息，直接計算獲得相應的顯示位置。而對於複雜的應用映射曲線，可以預先生成表格，以查表方式根據發射光源111的位置信息，獲得相應的顯示位置。發射光源111包括但不限於任何可適用於本發明的，各種點光源、面光源等發光物，諸如LED可見光源、LED紅外光源、OLED光源等。為簡化說明起見，本發明多以LED光源為例對發射光源111進行闡述，然而，本領域的技術人員應能理解，該種舉例僅為簡便地闡述本發明之用，而不應理解為對本發明的任何限制。攝像頭121包括但不限於任何可適用於本發明的，能夠感應和採集諸如LED可見光、紅外線或手勢等圖像的圖像採集設備；例如，攝像頭121具備I)足夠高的採集幀率，如15fps或以上，2)合適的解析度如640x480或以上，3)足夠短的曝光時間，如1/500或更短。處理裝置122包括但不限於任何可適用於本發明的，能夠按照事先存儲的程序，自動進行數值計算和/或各種信息處理的電子設備，其硬體包括但不限於微處理器、FPGA、DSP、嵌入式設備等。進一步地，本發明中，應用檢測設備120可以包括一個或多個處理裝置122，當處理裝置122有多個時，每個處理裝置122可以被分配執行一個特定的信息處理操作，以實現並行計算，從而提高檢測效率。此外，外接設備130包括但不限於電視機、機頂盒或行動裝置等。輸出裝置123與外接設備130通過各種有線或無線的通信方式傳輸數據和/或信息，諸如輸出裝置123通過VGA接口、USB接口等硬體接口以有線方式與外接設備30進行通信，或者輸出裝置123通過藍牙、WIFI等無線方式與外接設備30進行通信。本領域技術人員應能理解上述外接設備及其與輸出裝置之間的通信方式僅為舉例，其他現有的或今後可能出現的外接設備或其與輸出裝置之間的通信方式如可適用於本發明，也應包含在本發明保護範圍以內，並以引用方式包含於此。圖4為根據本發明另一個方面的方法流程圖，示出一種為發射光源的運動軌跡映射其應用軌跡的過程。在此，應用輸入系統100包括輸入設備110和應用檢測設備120，其中，輸入設備110和應用檢測設備120分別置於兩端。輸入設備110包括至少一個發射光源111。應用檢測設備120內置或外接至少一個攝像頭121 ;攝像頭121拍攝發射光源111，以獲得發射光源111的成像信息；該應用檢測設備120還與外接設備130相連接。配合參閱圖1和圖4，在步驟S401中，攝像頭121拍攝獲得發射光源111的成像信息；在步驟S402中，應用檢測設備120檢測該發射光源111的輸入模式，以確定該輸入模式所對應的應用映射曲線；在步驟S403中，應用檢測設備120根據該發射光源111的成像信息，獲取該發射光源111的運動軌跡；在步驟S404中，應用檢測設備120根據該運動軌跡，通過所確定的應用映射曲線，獲得與該運動軌跡相對應的應用軌跡；在步驟S405中，應用檢測設備120將該應用軌跡輸出至外接設備130。例如，發射光源111為LED光源，其安裝於一輸入控制設備110上，如遙控器；用戶通過操縱該遙控器，以面對攝像頭121的方向在空間中進行各種動作。攝像頭121內置於應用檢測設備120。在步驟S401中，攝像頭121採用三倍於該LED光源閃爍頻率的幀率，拍攝該LED光源的圖像，以獲得該LED光源的成像信息；在步驟S402中，應用檢測設備120根據該LED光源的閃爍頻率，查詢預定的輸入模式映射表，確定該LED光源當前的輸入模式，如滑鼠輸入模式，並獲取滑鼠輸入模式所對應的應用映射曲線；在步驟S403中，應用檢測設備120根據該LED光源的成像信息，獲取該LED光源的運動軌跡，如該LED光源的多個位置信息；在步驟S404中，應用檢測設備120根據該LED光源的運動軌跡，通過前述應用映射曲線，獲得該運動軌跡所對應的應用軌跡，如在外接設備130呈現的滑鼠運動軌跡；在步驟S405中，應用檢測設備120通過其與外接設備130連接的VGA接口，將該滑鼠運動軌跡輸出至該外接設備130，以在該外接設備130的屏幕上呈現該LED光源所對應的滑鼠運動軌跡。圖5為根據本發明一個優選實施例的方法流程圖，示出一種為發射光源的運動軌跡映射其應用軌跡的過程。在此，應用輸入系統100包括輸入設備110和應用檢測設備120，其中，輸入設備110和應用檢測設備120分別置於兩端。輸入設備110包括至少一個發射光源111。應用檢測設備120內置或外接至少一個攝像頭121 ;攝像頭121拍攝發射光源111，以獲得發射光源111的成像信息；該應用檢測設備120還與外接設備130相連接。配合參閱圖1和圖5，在步驟S501中，攝像頭121拍攝獲得發射光源111的成像信息；在步驟S502中，應用檢測設備120檢測該發射光源111的輸入模式，以確定該輸入模式所對應的應用映射曲線；在步驟S503中，應用檢測設備120根據該發射光源111的成像信息，獲取該發射光源111的運動軌跡；在步驟S506中，應用檢測設備120根據預定搜索時間範圍內所述運動軌跡的運動特徵峰值，糾正所述運動軌跡的起始點，以用於糾正所述應用軌跡的起始點；在步驟S507中，應用檢測設備120自獲得輸入設備110的輸入操作的起始時刻，根據輸入設備HO的操作相關信息，進行相應的輸入操作糾正，以獲得糾正後的輸入操作，直至滿足預定的輸入操作糾正停止條件，其中，所述預定的輸入操作糾正停止條件包括發射光源111的運動時間達到預定的糾正延遲時間閾值和/或發射光源111的運動軌跡的運動特徵值達到其相應的運動特徵值閾值；在步驟S504中，應用檢測設備120根據該糾正後的運動軌跡，通過所確定的應用映射曲線，獲得與該糾正後的運動軌跡相對應的應用軌跡；在步驟S505中，應用檢測設備120將該應用軌跡輸出至外接設備130。本發明中，應用檢測設備120根據預定搜索時間範圍內成像光點的運動軌跡的運動特徵峰值，糾正所述運動軌跡的起始點，以實現對諸如滑鼠位置、手寫位置的糾正。以滑鼠位置糾正為例，記錄最近一段時間內，如500ms,所檢測到的每一巾貞圖像中成像光點的位置；當收到來自用戶的控制信息，如指示滑鼠點擊操作時，應用檢測設備120從該點擊時刻起向前以一個最大搜索時間範圍，如IOOms或200ms,計算已記錄的每一巾貞圖像中該成像光點的運動特徵；根據該等運動特徵，計算滑鼠點擊開始時刻並取此刻該成像光點的位置所對應的滑鼠位置作為滑鼠點擊的真正位置，如採用搜索時間範圍內出現所用運動特徵值的峰值處或其前一幀作為點擊開始時刻，並將相應的滑鼠位置作為真正的滑鼠點擊位置。其中，所述運動特徵包括但不限於，每一幀圖像中成像光點的速度、加速度、或垂直方向的速度、加速度，以及其在相鄰幀的變化量等。此外，應用檢測設備120自獲得輸入設備110的輸入操作的起始時刻，根據輸入設備110的操作相關信息，進行相應的輸入操作糾正，以獲得糾正後的輸入操作，如將滑鼠拖拽操作解釋為滑鼠點擊操作，或將滑鼠拖拽+點擊操作解釋為滑鼠雙擊操作等，直至滿足預定的輸入操作糾正停止條件，如發射光源111的運動時間達到預定的糾正延遲時間閾值和/或發射光源111的運動軌跡的運動特徵值達到其相應的運動特徵值閾值。其中，所述操作相關信息包括但不限於任何可適用於本發明的，輸入設備110在當前的輸入操作狀態下，進行的後續相關操作或運動，諸如輸入設備110在滑鼠點擊狀態下進行運動，從而將滑鼠點擊操作轉換為滑鼠拖拽操作，或者，輸入設備110在滑鼠拖拽狀態下再次點擊，從而將滑鼠拖拽操作轉換為滑鼠點擊操作等。所述對輸入操作的糾正包括但不限於任何可適用於本發明的，按照預定的輸入操作映射關係，將用戶的一項或多項輸入操作映射為其他的輸入操作，諸如將滑鼠拖拽操作解釋為滑鼠點擊操作，或將滑鼠拖拽+點擊操作解釋為滑鼠雙擊操作等，以實現防止滑鼠或輸入焦點在屏幕上出現抖動，從而影響用戶的使用體驗。例如，應用檢測設備120自獲得輸入設備110的輸入操作的起始時刻，如在步驟S506中確定滑鼠點擊位置後，在該滑鼠點擊狀態下，用戶操控輸入設備110發生輕微抖動，從而將該滑鼠點擊操作轉換為滑鼠拖拽操作，應用檢測設備120按照預定的輸入操作映射關係，將該滑鼠拖拽操作映射回滑鼠點擊操作，同時檢測是否滿足預定的輸入操作糾正停止條件，當發射光源111的運動時間達到預定的糾正延遲時間閾值和/或發射光源111的運動軌跡的運動特徵值達到其相應的運動特徵值閾值，應用檢測設備120停止輸入操作糾正，並恢復先前對發射光源111的運動軌跡的計算。關於預定的輸入操作糾正停止條件，應用檢測設備120計算輸入設備110的輸入操作的起始時刻之後的每一幀圖像中成像光點的運動特徵，當一個或多個運動特徵超過其對應的預定閾值時，停止輸入操作糾正，如成像光點的移動位移足夠大時停止輸入操作糾正。或者，預設一個最大防抖延遲時間，如100至200ms,自發射光源111開始運動起，當達到最大防抖延遲時間時，停止輸入操作糾正。其中，所述運動特徵包括但不限於，每一幀圖像中成像光點的速度、加速度、或垂直方向的速度、加速度，以及其在相鄰幀的變化量等，或者相對於點擊時刻該成像光點的初始位置的位移、或該位移的水平或垂直分量。需要說明的是，本領域技術人員應能理解，上述運動軌跡起始點的糾正操作與輸入操作糾正不是必須在本發明的一個實施例中執行的，上述運動軌跡起始點的糾正操作與輸入操作糾正可以分別適用於本發明的不同實施例，以在各具體實施例中實現對運動軌跡起始點的糾正或輸入操作的糾正。例如，應用檢測設備120根據外接設備130的當前應用，如網頁瀏覽，確定發射光源111的輸入模式為滑鼠輸入模式；應用檢測設備120自攝像頭121獲取該發射光源111的成像信息，並根據該成像信息，計算發射光源111的運動軌跡；應用檢測設備120自該運動軌跡的起始時刻，向前以一個最大搜索時間範圍，如100ms，計算前IOOms中成像光點在每一幀的速度，將速度峰值所對應的幀或其前一幀的位置作為該運動軌跡的起始位置，以修正該運動軌跡，以用於後續相應修正應用軌跡；隨後，應用檢測設備120根據該重新確定的運動軌跡，通過滑鼠應用映射曲線，獲得相應的應用軌跡，並輸出至外接設備130。其中，在滑鼠輸入模式下，發射光源111的當前位置會被應用檢測設備120解釋為滑鼠當前位置。如果用戶在操控輸入設備110的過程中有輕微抖動，相應的滑鼠位置也會發生輕微抖動，這可能會導致應用檢測設備120在錯誤位置執行滑鼠點擊操作或將滑鼠點擊操作解釋為滑鼠拖拽操作。步驟S506和步驟S507可針對這兩個問題分別進行點擊位置糾正和點擊抖動糾正。圖6為根據本發明另一個優選實施例的方法流程圖，示出一種為發射光源的運動軌跡映射其應用軌跡的過程。在此，應用輸入系統100包括輸入設備110和應用檢測設備120，其中，輸入設備110和應用檢測設備120分別置於兩端。輸入設備110包括至少一個發射光源111。應用檢測設備120內置或外接至少一個攝像頭121 ;攝像頭121拍攝發射光源111，以獲得發射光源111的成像信息；該應用檢測設備120還與外接設備130相連接。配合參閱圖1和圖6，在步驟S601中，攝像頭121拍攝獲得發射光源111的成像信息；在步驟S602中，應用檢測設備120檢測該發射光源111的輸入模式，以確定該輸入模式所對應的應用映射曲線；在步驟S603中，應用檢測設備120根據發射光源111的成像信息，獲取該發射光源111的運動軌跡；在步驟S604中，應用檢測設備120根據該運動軌跡，通過所確定的應用映射曲線，獲得與該運動軌跡相對應的應用軌跡；在步驟S606中，應用檢測設備120根據預定搜索時間範圍內所述應用軌跡的運動特徵峰值，糾正所述應用軌跡的起始點；在步驟S607中，應用檢測設備120自獲得輸入設備110的輸入操作的起始時亥IJ，根據輸入設備HO的操作相關信息，進行相應的輸入操作糾正，以獲得糾正後的輸入操作，直至滿足預定的輸入操作糾正停止條件，其中，所述預定的輸入操作糾正停止條件包括發射光源111的運動時間達到預定的糾正延遲時間閾值和/或發射光源111的應用軌跡的運動特徵值達到其相應的運動特徵值閾值；在步驟S605中，應用檢測設備120將該糾正後的應用軌跡輸出至外接設備130。本發明中，應用檢測設備120根據預定搜索時間範圍內成像光點的應用軌跡的運動特徵峰值，糾正所述應用軌跡的起始點，以實現對諸如滑鼠位置、手寫位置的糾正。以滑鼠位置糾正為例，記錄最近一段時間內，如500ms，所檢測到的滑鼠位置；當收到來自用戶的控制信息，如指示滑鼠點擊操作時，應用檢測設備120從該點擊時刻起向前以一個最大搜索時間範圍，如IOOms或200ms,計算已記錄的每一巾貞圖像所對應的滑鼠運動特徵；根據該等滑鼠運動特徵，計算滑鼠點擊開始時刻並取此刻的滑鼠位置作為滑鼠點擊的真正位置，如採用搜索範圍內出現所用滑鼠運動特徵值的峰值處或其前一幀作為點擊開始時刻，並將相應的滑鼠位置作為真正的滑鼠點擊位置。其中，所述滑鼠運動特徵包括但不限於，每一幀圖像中滑鼠移動的速度、加速度、或垂直方向的速度、加速度，以及其在相鄰幀的變化
且雄裡寺。此外，應用檢測設備120自獲得輸入設備110的輸入操作的起始時刻，根據輸入設備110的操作相關信息，進行相應的輸入操作糾正，以獲得糾正後的輸入操作，如將滑鼠拖拽操作解釋為滑鼠點擊操作，或將滑鼠拖拽+點擊操作解釋為滑鼠雙擊操作等，直至滿足預定的輸入操作糾正停止條件，如發射光源111的運動時間達到預定的糾正延遲時間閾值和/或發射光源111的應用軌跡的運動特徵值達到其相應的運動特徵值閾值。例如，應用檢測設備120自獲得輸入設備110的輸入操作的起始時刻，如該輸入操作為滑鼠拖拽操作，在該滑鼠拖拽狀態下，用戶再次操控輸入設備110進行滑鼠點擊操作，從而將該滑鼠拖拽操作轉換為在拖拽停止位置的滑鼠點擊操作，應用檢測設備120按照預定的輸入操作映射關係，將該滑鼠拖拽+點擊操作映射為在原滑鼠拖拽起始位置的滑鼠雙擊操作，同時檢測是否滿足預定的輸入操作糾正停止條件，當發射光源111的運動時間達到預定的糾正延遲時間閾值和/或發射光源111的應用軌跡的運動特徵值達到其相應的運動特徵值閾值，應用檢測設備120停止輸入操作糾正，並恢復先前對發射光源111的應用軌跡的計算。關於預定的輸入操作糾正停止條件，應用檢測設備120計算輸入設備110的輸入操作的起始時刻之後的每一幀圖像中所對應的滑鼠運動特徵，當一個或多個滑鼠運動特徵超過其對應的預定閾值時，停止輸入操作糾正，如滑鼠移動位移足夠大時停止輸入操作糾正。或者，預設一個最大防抖延遲時間，如100至200ms,自發射光源111開始運動起，當達到最大防抖延遲時間時，停止輸入操作糾正。其中，所述滑鼠運動特徵包括但不限於，每一幀圖像所對應的滑鼠移動的速度、加速度、或垂直方向的速度、加速度，以及其在相鄰幀的變化量等，或者相對於滑鼠點擊位置的位移、或位移的水平或垂直分量。需要說明的是，本領域技術人員應能理解，上述應用軌跡起始點的糾正操作與輸入操作糾正不是必須在本發明的一個實施例中執行的，上述應用軌跡起始點的糾正操作與輸入操作糾正可以分別適用於本發明的不同實施例，以在具體實施例中實現的對應用軌跡起始點的糾正或輸入操作的糾正。例如，應用檢測設備120根據外接設備130的當前應用，如網頁瀏覽，確定發射光源111的輸入模式為滑鼠輸入模式，並確定相應的滑鼠應用映射曲線；應用檢測設備120根據該發射光源111的成像信息，獲取其運動軌跡，通過該滑鼠應用映射曲線，計算對應的應用軌跡；應用檢測設備120自該應用軌跡的起始時刻，向前以一個最大搜索時間範圍，如100ms,計算已記錄的每一巾貞圖像中的滑鼠運動特徵,如計算前IOOms中每一巾貞圖像中的滑鼠移動速度，將速度峰值所對應的幀或其前一幀的滑鼠位置作為該應用軌跡的起始位置，以修正該應用軌跡；隨後，應用檢測設備120在獲得輸入設備110的滑鼠點擊操作後，用戶操控該輸入設備110進行的運動使得該滑鼠點擊操作轉換為滑鼠拖拽操作，應用檢測設備120將該滑鼠拖拽操作映射回滑鼠點擊操作，並檢測是否滿足預定的輸入操作糾正停止條件，當發射光源111的應用軌跡中某一位置相對於運動起始位置的位移或其水平或垂直分量，超過對應閾值時，停止輸入操作糾正，並恢復先前對發射光源111的應用軌跡的計算；應用檢測設備120將繼續計算獲得的應用軌跡輸出至外接設備130。圖7為根據本發明再一個優選實施例的方法流程圖，示出一種為發射光源的運動軌跡映射其應用軌跡的過程。在此，應用輸入系統100包括輸入設備110和應用檢測設備120，其中，輸入設備110和應用檢測設備120分別置於兩端。輸入設備110包括至少一個發射光源111。應用檢測設備120內置或外接至少一個攝像頭121 ;攝像頭121拍攝發射光源111，以獲得發射光源111的成像信息；該應用檢測設備120還與外接設備130相連接。配合參閱圖1和圖7，在步驟S701中，攝像頭121拍攝獲得發射光源111的成像信息；在步驟S702中，應用檢測設備120檢測該發射光源111的輸入模式，以確定該輸入模式所對應的應用映射曲線；在步驟S7031中，應用檢測設備120根據該發射光源111的成像信息，獲取該發射光源111的運動軌跡；在步驟S7032中，應用檢測設備120根據所述運動軌跡的歷史運動特徵信息，確定發射光源111的預期位置信息，以用於平滑所述運動軌跡；在步驟S704中，應用檢測設備120根據該運動軌跡，通過所確定的應用映射曲線，獲得與該運動軌跡相對應的應用軌跡；在步驟S705中，應用檢測設備120將該應用軌跡輸出至外接設備 130。例如，在步驟S7032中，應用檢測滑鼠120執行關於所述運動軌跡的內插平滑操作。具體地，預定一個最大輸出時間間隔，如10ms，當超過該最大輸出時間間隔時，應用檢測設備120仍無發射光源111的應用軌跡輸出；應用檢測設備120根據該發射光源111的運動軌跡的歷史運動特徵信息，諸如最近一次檢測到的發射光源111的位置、速度、加速度等，確定該發射光源111的預期位置信息，如X』= X+Vx*t,y』= y+vy*t,其中v為運動速度，X』、y』為預期位置信息；隨後，應用檢測設備120根據該預期位置信息，通過相應的應用映射曲線，獲得與該預期位置信息相對應的預期應用軌跡。由於攝像頭可採集圖像的幀率是有限的,在幀率較低而發射光源111高速運動時，應用檢測設備120檢測獲得的二維/三維運動軌跡會有抽樣率不足的情形，這可能會導致用戶體驗下降。例如，由二維/三維運動軌跡所產生的滑鼠應用軌跡會有頓挫感而不夠流暢，根據上述過程通過預期位置信息進行內插，以增加運動軌跡的平滑度，從而使得相應的滑鼠應用軌跡也平滑、順暢，而不會有頓挫感。圖8為根據本發明又一個優選實施例的方法流程圖，示出一種為發射光源的運動軌跡映射其應用軌跡的過程。在此，應用輸入系統100包括輸入設備110和應用檢測設備120，其中，輸入設備110和應用檢測設備120分別置於兩端。輸入設備110包括至少一個發射光源111，發射光源111的輸入模式包括手寫輸入模式。應用檢測設備120內置或外接至少一個攝像頭121 ；攝像頭121拍攝發射光源111，以獲得發射光源111的成像信息；該應用檢測設備120還與外接設備130相連接。配合參閱圖1和圖8，在步驟S801中，攝像頭121拍攝獲得發射光源111的成像信息；在步驟S802中，應用檢測設備120檢測該發射光源111的輸入模式，以確定該輸入模式所對應的應用映射曲線；在步驟S803中，應用檢測設備120根據該發射光源111的成像信息，獲取該發射光源111的運動軌跡；在步驟S804中，應用檢測設備120根據該運動軌跡，通過所確定的應用映射曲線，獲得與該運動軌跡相對應的應用軌跡；在步驟S805中，應用檢測設備120將該應用軌跡輸出至外接設備130 ;在步驟S808中，應用檢測設備120根據所述應用軌跡，查詢預定的字符庫，以獲得與所述應用軌跡相對應的字符；在步驟S809中，應用檢測設備120將所述字符輸出至該外接設備130。例如，應用檢測設備120檢測該發射光源111的輸入模式為手寫輸入模式，並確定相應的應用映射曲線為一條斜率為5 (即變換係數)的一次線性曲線；應用檢測設備120根據該發射光源111的成像信息，如LED光源的成像光點在每一幀圖像中的位置信息，並通過目標跟蹤方法根據成像光點在連續的圖像序列中形成的運動軌跡，以獲得該發射光源111的運動軌跡，並根據該發射光源111的運動軌跡，計算及輸出相應的應用軌跡後，應用檢測設備120還根據該應用軌跡，查詢預定的字符庫，以獲得與該應用軌跡相對應的字符，並將所述字符輸出至該外接設備130。在此，所述變換係數可以根據多個用戶的統計習慣確定，或由用戶或應用檢測設備120預設，或由應用檢測設備120根據當前用戶的使用習慣對默認值調整確定。所述應用映射曲線可以根據成像光點相對於一固定點(如圖像左上點)的位置，確定相應的屏幕輸入位置；也可以根據成像光點的移動距離或速度，來確定相應的屏幕軌跡的移動距離或速度，如將發射光源111的移動距離或速度線性對應於輸入筆畫的位置和長度。圖9為根據本發明還一個優選實施例的方法流程圖，示出一種為發射光源的運動軌跡映射其應用軌跡的過程。在此，應用輸入系統100包括輸入設備110和應用檢測設備120，其中，輸入設備110和應用檢測設備120分別置於兩端。輸入設備110包括至少一個發射光源111，發射光源111的輸入模式包括滑鼠輸入模式。應用檢測設備120內置或外接至少一個攝像頭121 ；攝像頭121拍攝發射光源111，以獲得發射光源111的成像信息；該應用檢測設備120還與外接設備130相連接。配合參閱圖1和圖9，在步驟S901中，攝像頭121拍攝獲得發射光源111的成像信息；在步驟S902中，應用檢測設備120檢測該發射光源111的輸入模式，以確定該輸入模式所對應的應用映射曲線；在步驟S903中，應用檢測設備120根據該發射光源111的成像信息，獲取該發射光源111的運動軌跡；在步驟S904中，應用檢測設備120根據該運動軌跡，通過所確定的應用映射曲線，獲得與該運動軌跡相對應的應用軌跡；在步驟S905中，應用檢測設備120將該應用軌跡輸出至外接設備130 ;在步驟S9010中，應用檢測設備120根據發射光源111的成像信息，獲取發射光源111發射的控制信息，並通過查詢預定的控制信息表，獲得與所述控制信息相對應的滑鼠操作；在步驟S9011中，應用檢測設備120將所述滑鼠操作的執行指令輸出至外接設備130，以在發射光源111所對應的輸入焦點執行所述滑鼠操作，並在該外接設備130呈現與所述滑鼠操作相對應的執行結果。例如，在滑鼠輸入模式下，用戶通過設置於輸入設備110上的按鍵進行各項滑鼠操作，並控制發射光源111按照一定的閃爍頻率發光，從而使得應用檢測設備120通過檢測該閃爍頻率獲得相應的滑鼠操作。應用檢測設備120除了根據發射光源111的運動軌跡，獲取並輸出相應的應用軌跡之外，該應用檢測設備120還根據發射光源111的成像信息，通過計算該發射光源111的成像光點在一段時間內出現亮的次數，獲得該發射光源111的閃爍頻率，並根據該閃爍頻率查詢預定的控制信息表，以獲得相應的滑鼠操作，如點擊操作；隨後，應用檢測設備120將該滑鼠操作的執行指令輸出至外接設備130，以在當前滑鼠位置執行該點擊操作，並在該外接設備130的屏幕上呈現相應的執行結果。對於本領域技術人員而言，顯然本發明不限於上述示範性實施例的細節，而且在不背離本發明的精神或基本特徵的情況下，能夠以其他的具體形式實現本發明。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示範性的，而且是非限制性的，本發明的範圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和範圍內的所有變化涵括在本發明內。不應將權利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權利要求。此夕卜，顯然「包括」 一詞不排除其他單元或步驟，單數不排除複數。系統權利要求中陳述的多個單元或裝置也可以由一個單元或裝置通過軟體或者硬體來實現。第一，第二等詞語用來表示名稱，而並不表示任何特定的順序。
權利要求
1.一種為發射光源的運動軌跡映射其應用軌跡的方法，其中，該方法包括以下步驟: -獲取發射光源的成像信息； 其中，該方法還包括: a檢測所述發射光源的輸入模式，以確定與所述輸入模式相對應的應用映射曲線； b根據所述成像信息，獲取所述發射光源的運動軌跡； c根據所述運動軌跡，通過所述應用映射曲線，獲得與所述運動軌跡相對應的應用軌跡； d將所述應用軌跡輸出至外接設備。
2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述檢測所述發射光源的輸入模式的操作包括: -根據所述外接設備的當前應用，確定所述發射光源的輸入模式。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其中，該方法還包括: -根據預定搜索時間範圍內所述運動軌跡或所述應用軌跡的運動特徵峰值，糾正所述應用軌跡的起始點； 其中，所述步驟d包括: -將所述糾正後的應用軌跡輸出至所述外接設備。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的方法，其中，在所述步驟d之前，該方法還包括: -自獲得所述輸入設備的輸入操作的 起始時刻，根據所述輸入設備的操作相關信息，進行相應的輸入操作糾正，以獲得糾正後的輸入操作，直至滿足預定的輸入操作糾正停止條件； 其中，所述預定的輸入操作糾正停止條件包括以下至少任一項: -所述發射光源的運動時間達到預定的糾正延遲時間閾值； -所述發射光源的運動軌跡的運動特徵值達到其相應的運動特徵值閾值； -所述發射光源的應用軌跡的運動特徵值達到其相應的運動特徵值閾值。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的方法，其中，所述步驟b還包括: -根據所述運動軌跡的歷史運動特徵信息，確定所述發射光源的預期位置信息，以用於平滑所述運動軌跡。
6.根據權利要求1至5中任一項所述的方法，其中，所述應用映射曲線包括三維應用映射曲線。
7.根據權利要求6所述的方法，其中，所述三維應用映射曲線包括基於所述發射光源的三維轉動位置的三維應用映射曲線。
8.根據權利要求7所述的方法，其中，所述步驟b包括: -根據所述成像信息，獲取所述發射光源的三維轉動運動軌跡。
9.根據權利要求1至8中任一項所述的方法，其中，所述發射光源的輸入模式包括手寫輸入模式。
10.根據權利要求9所述的方法，其中，所述應用映射曲線包括一次線性曲線。
11.根據權利要求9所述的方法，其中，該方法還包括: -根據所述應用軌跡，查詢預定的字符庫，以獲得與所述應用軌跡相對應的字符； -將所述字符輸出至所述外接設備。
12.根據權利要求1至8中任一項所述的方法，所述發射光源的輸入模式包括滑鼠輸入模式。
13.根據權利要求12所述的方法，其中，該方法還包括: -根據所述發射光源的成像信息，獲取所述發射光源發射的控制信息，並通過查詢預定的控制信息表，獲得與所述控制信息相對應的滑鼠操作； -將所述滑鼠操作的執行指令輸出至所述外接設備，以在所述發射光源所對應的輸入焦點執行所述滑鼠操作，並在所述外接設備呈現與所述滑鼠操作相對應的執行結果。
14.一種為發射光源的運動軌跡映射其應用軌跡的系統，其中，該系統包括發射光源、用於獲取所述發射光源的成像信息的攝像頭、處理裝置及輸出裝置； 其中，所述處理裝置用於: -檢測所述發射光源的輸入模式，以確定與所述輸入模式相對應的應用映射曲線； -根據所述成像信息，獲取所述發射光源的運動軌跡； -根據所述運動軌跡，通過所述應用映射曲線，獲得與所述運動軌跡相對應的應用軌跡； 其中，所述輸出裝置用於將所述 應用軌跡輸出至外接設備。
全文摘要
本發明的目的是提供一種為發射光源的運動軌跡映射其應用軌跡方法與設備。其中，應用檢測設備獲取發射光源的成像信息；檢測所述發射光源的輸入模式，以確定與所述輸入模式相對應的應用映射曲線；根據所述成像信息，獲取所述發射光源的運動軌跡；根據所述運動軌跡，通過所述應用映射曲線，獲得與所述運動軌跡相對應的應用軌跡；將所述應用軌跡輸出至外接設備。與現有技術相比，本發明實現了自適應地為發射光源的不同輸入模式，匹配應用映射曲線以及獲取應用軌跡，提升了用戶體驗。
文檔編號G06F3/0346GK103197774SQ201210004810
公開日2013年7月10日 申請日期2012年1月9日 優先權日2012年1月9日
發明者李東舸, 王瑋 申請人:西安智意能電子科技有限公司