計算機視覺鼠標制造技術

計算機視覺鼠標，是為解決現有鼠標對桌面的要求較高，其使用環境直接影響光標跟蹤的穩定性，而且由于操作時用戶手型固定，長時間操作會使手僵化而造成“腕管綜合癥”等問題而設計的。它包括底座，所述底座上支撐有視覺處理系統，所述視覺處理系統內嵌有攝像頭和基于ARM的微處理器；用戶手置于攝像頭的正前方；通過基于ARM的微處理器確定戶手運動部位，并通過與用戶電腦連接的USB數據線，將所采集到的用戶手動圖像信息傳送給與視覺鼠標相配套的鼠標軟件，實現視覺鼠標系統功能。有益效果：用使用者的手來代替鼠標，省去了鼠標實體，不僅適用于各種平面，也同樣適于懸空操作。由于操作時對手的擺放姿勢無固定要求，自然伸展，操作更加自然、舒適。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種計算機輸入設備，特別涉及一種基于視覺的計算機視覺鼠標。屬于計算機外部設備的設計、制造領域。
技術介紹
鼠標是計算機輸入設備的簡稱，分有線和無線兩種。也是計算機顯示系統縱橫坐標定位的指示器，鼠標的使用是為了使計算機的操作更加簡便，來代替鍵盤那繁瑣的指令。隨著社會的發展和科技的不斷進步，鼠標從最初的原始鼠標、到機械鼠標、光電鼠標、光機鼠標再到如今的光學鼠標。鼠標技術發展到現在已經變得越來越精致美觀，特別是無線鼠標顯得更加獨立大方。盡管如今的鼠標有諸多優點，但它也有自身難以克服的缺點。其一，我們現在使用的鼠標依然保持了四十多年前技術之初的基本外型，鼠標‘肌’在桌面，左右按鍵與桌面平行，手握鼠標操作時，手腕背伸一定角度，掌側與桌面接觸積壓，使腕管處壓力增大，由于手型長時間固定，導致僵化，使通過的神經和血管受損傷，嚴重時會造成“腕管綜合癥”俗稱鼠標手。其二，現有鼠標，不論光學還是機械鼠標，都需放在一個平板臺面上，尤其光學鼠標對臺面的要求更高，比如臺面需要同色、反光性良好等。為了使鼠標移動時使得顯示器上光標跟蹤穩定最好用鼠標墊。
技術實現思路
本技術所要解決的技術問題由于現有鼠標的使用對桌面的要求較高，如果桌面的反光性不好或非同色會導致顯示器上的光標跟蹤穩定性差，必要時還需要鼠標墊。同時現有鼠標的操作需要用戶手爬到鼠標上手型固定，當用戶長時間移動或點擊鼠標時由于手型長時間固定，使通過的神經和血管受損傷，導致僵化嚴重時會造成“腕管綜合癥”。為了解決這一系列問題，本技術提供了一種計算機視覺鼠標，計算機視覺鼠標，它包括底座，所述底座上支撐有視覺處理系統，所述視覺處理系統內嵌有攝像頭和基于ARM的微處理器；用戶手置于攝像頭的正前方；通過基于ARM的微處理器確定戶手運動部位，并通過與用戶電腦連接的USB數據線將所采集到的用戶手動圖像信息傳送給與視覺鼠標相配套的鼠標軟件，實現視覺鼠標系統功能。本技術的特點及有益效果本技術的視覺鼠標與常規鼠標相比，用使用者的手來代替鼠標，省去了常規鼠標的實體，同時對臺面的要求低，對臺面是否同色和反光性都不再有嚴格要求，不僅適用于平面，也同樣適用于懸空操作。同時在操作時對手的擺放姿勢無固定要求，自然伸展使用戶操作更加自然、舒適，即使長期使用也不會僵化，大大降低的“腕管綜合癥”的患病率。同時系統還具有學習功能，進入學習模式，系統將允許用戶建立自己的動作樣例，提聞識別率。視覺鼠標也可以沒有自己獨立的處理器，這時攝像頭采集的圖像將通過USB接口直接傳送為與其連接的計算機，計算機將完成本處理器的功能。采用非獨立微處理器設計時，本鼠標器不再需要內置電池。附圖說明圖1-1、圖1-2是本技術的側面結構示意圖圖2-1、圖2-2是本技術的俯視結構示意圖圖3是本技術的正面結構示意圖圖4_1、圖4_2是本技術中底座的結構不意圖圖5是本技術的工作流程圖圖6是本技術中的手部運動模型建立流程圖具體實施方式計算機視覺鼠標，它包括底座8，所述底座8上支撐有視覺處理系統5，所述視覺處理系統5內嵌有攝像頭6和基于ARM的微處理器；用戶手I置于攝像頭6的正前方；通過基于ARM的微處理器確定戶手I運動部位，并通過與用戶電腦連接的USB數據線9將所采集到的用戶手動圖像信息傳送給與視覺鼠標相配套的鼠標軟件，實現視覺鼠標系統功能。在所述攝像頭6的左右兩側嵌有LED燈10。所述底座8與視覺處理系統5之間通過金屬軟管7支撐，通過扭曲調節攝像頭6到操作者適宜的角度，所述金屬軟管7內穿入信號線和電源線。所述底座8內嵌有電池槽12以及配有可拆卸電池槽蓋14。實施例計算機視覺鼠標，通過攝像頭采集用戶的手部運動圖像，將采集到的圖像放入緩沖序列，基于ARM的微處理器從緩沖序列中提取數幀圖像通過目標檢測算法檢測運動確定動作部位，再分別與視覺鼠標手部運動模型標準庫或5個習慣庫中樣例用DTW算法進行匹配，若用戶手的運動部位與標準庫或習慣庫中的手部運動模型相匹配則把此動作模型對應的鼠標命令傳給用戶計算機，實現視覺鼠標系統功能。由于每個使用者操作鼠標的習慣不同，有的操作習慣很難與標準庫中的動作模型相匹配，這樣就降低了視覺鼠標應用的準確性。為此該視覺鼠標系統還專門為用戶提供了學習功能，根據具體用戶操作鼠標習慣的動作特征在線更新手部運動模型，將更新后的手部運動模型放入視覺鼠標提供的習慣庫中作為動作模型樣例，進而提高了動作目標的匹配率使用戶操作更加準確。計算機視覺鼠標的工作實現參看圖1-1至圖4-2，計算機視覺鼠標系統包括用戶手I、攝像6頭、基于ARM的微處理器、視覺處理系統5、底座8、一條USB數據線9以及與視覺鼠標配套的應用程序；所述視覺處理系統5內嵌攝像頭6和基于ARM的微處理器構成視覺微處理系統，USB數據線9與用戶的電腦連接，用戶手I置于攝像頭6的正前方作為被采集對象。在攝像頭6的兩側裝有LED燈10，當用戶夜間操作時可以開啟安裝在底座8上的LED燈開關11實現夜間補光，提高夜間的視覺效果。底座電池槽12中的充電電池13提供全鼠標電子設備(攝像頭、ARM微處理器、LED燈等)所需的電能。充電電池I)由USB數據線9中的電源線充電。計算機視覺鼠標與常規鼠標比是一個無形的鼠標，用戶手的食指2相當于鼠標的4左鍵，無名指3相當于鼠標的右鍵，中指4相當于鼠標滑輪。視覺鼠標是一個微處理系統，由攝像頭6和內嵌ARM構成，攝像頭6采集置于其前方操作者的手部運動圖像，基于ARM的微處理器提取數幀圖像檢測運動確定運動部位，再分別與視覺鼠標手部運動模型標準庫或5個習慣庫中樣例進行匹配，將匹配到的動作模型對應的鼠標命令通過USB數據線9傳給用戶計算機，實現視覺鼠標系統功能。同時，該系統還為用戶提供在線學習手部運動模型的應用程序，該應用程序根據具體用戶的運動特征在線更新手部運動模型，這樣，視覺鼠標的應用更準確。為了提高夜間鼠標工作的視覺效果，在攝像頭的兩側安裝了 LED燈10，當用戶夜間操作時可以通過攝像頭底座8的按鈕11啟動LED燈10。全鼠標電子設備(攝像頭、ARM微處理器、LED燈等)所需的電能完全由系統底座電池槽12中的充電電池13提供，在所述電池槽12上還設有活動電池槽蓋14。視覺鼠標也可以沒有自己獨立的處理器，這時攝像頭6采集的圖像將通過USB接口直接傳送為與其連接的計算機，計算機將完成本處理器的功能。采用非獨立微處理器設計時，本鼠標器不再需要內置電池。見附圖5，視覺鼠標工作實現流程圖，計算機視覺鼠標詳細工作過程用戶操作(系統在非學習狀態下)及其響應說明當整手不做出任何動作時，光標處于靜止狀態。當用戶手做出手指未動的整手移動時，攝像頭6采集到手的動作圖像，同時內嵌的基于ARM的微處理器檢測運動，確定運動部位并與手部運動模型標準庫或習慣庫中樣例進行匹配，最后將匹配到的手部動作模型對應的鼠標光標移動命令通過USB數據線9傳給用戶計算機，響應鼠標光標移動的效果。當用戶手I的食指2上下擺動一次時，攝像頭6采集到手的食指2上下擺動一次，同時內嵌的基于ARM的微處理器檢測運動，確定運動部位并與手部運動模型標準庫或習慣庫中樣例進行匹配，判斷擺動次數，最后將匹配到的手部動作模型對應的鼠標左鍵單擊命令通過USB數據線傳給本文檔來自技高網...

【技術保護點】
計算機視覺鼠標，它包括底座（8），所述底座（8）上支撐有視覺處理系統（5），其特征在于：所述視覺處理系統（5）內嵌有攝像頭（6）和基于ARM的微處理器；用戶手（1）置于攝像頭（6）的正前方；通過基于ARM的微處理器確定戶手（1）運動部位，并通過與用戶電腦連接的USB數據線（9）將所采集到的用戶手動圖像信息傳送給與視覺鼠標相配套的用戶計算機。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：李一波，張森悅，陳超，
申請(專利權)人：沈陽航空航天大學，
類型：實用新型
國別省市：