本發(fā)明屬于體感技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，特別涉及一種安全、耐玩性高的兒童娛樂飛行裝置。

背景技術(shù)：

目前，兒童玩具的發(fā)展可謂是達(dá)到了遍地開花的繁榮景象，許多的玩具廠商也推出了不少的飛行玩具，但大多數(shù)飛行玩具都是基于手持操作式樣的，比如用遙控器通過紅外的方式控制飛行的方式，亦或者發(fā)展為最近的藍(lán)牙、wifi等控制方式，這些飛行玩具或多或少的都需要手持一個(gè)控制裝置以達(dá)到手動(dòng)或者半自動(dòng)操作，對(duì)操作要求高，且存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn)。

近幾年隨著體感技術(shù)不斷發(fā)展，體感裝置漸誕生，然而這些裝置大多應(yīng)用于游戲終端中，多數(shù)都是基于手勢(shì)識(shí)別或者基于臉部識(shí)別技術(shù)，不具備骨架識(shí)別能力，目前市場(chǎng)上也不存在基于骨架識(shí)別的控制裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述問題，本發(fā)明首次提出使用骨架識(shí)別技術(shù)來制作無需終端控制的飛行裝置，并提出一種通過人體的動(dòng)作來控制飛行裝置及其控制方法。

作為本發(fā)明的第一個(gè)方面，提出一種體感飛行裝置，包括；圖像處理模塊，用于實(shí)時(shí)地從所述場(chǎng)景圖像中提取人體骨架信息或障礙物信息；主控制單元，用于根據(jù)所述人體骨架信息或障礙物信息產(chǎn)生飛行動(dòng)作指令；飛行控制模塊，用于根據(jù)所述飛行動(dòng)作指令來控制所述體感飛行裝置的飛行動(dòng)作。

進(jìn)一步地，所述圖像獲取模塊包括多個(gè)攝像頭，對(duì)準(zhǔn)不同方向。

進(jìn)一步地，所述體感飛行裝置還包括電源檢測(cè)模塊，其與所述主控制單元連接，用于實(shí)時(shí)檢測(cè)電池的供電情況，并將供電檢測(cè)結(jié)果發(fā)送給所述主控制單元；所述主控制單元在所述供電檢測(cè)結(jié)果為欠壓時(shí)，向所述飛行控制模塊發(fā)送飛行動(dòng)作指令以使得所述體感飛行裝置降落，同時(shí)控制欠壓提示燈閃爍。

進(jìn)一步地，所述體感飛行裝置還包括距離檢測(cè)模塊，其與所述主控制單元連接，用于實(shí)時(shí)檢測(cè)飛行裝置離開玩家的距離，并將距離檢測(cè)結(jié)果發(fā)送給所述主控制單元；所述主控制單元在所述距離檢測(cè)結(jié)果為所述體感飛行裝置與操控者的距離超過預(yù)定閾值時(shí)，向所述飛行控制模塊發(fā)送飛行動(dòng)作指令以使得所述體感飛行裝置向操控者飛行。

作為本發(fā)明的第二個(gè)方面，提出一種體感飛行裝置的控制方法，包括：獲取場(chǎng)景圖像；實(shí)時(shí)地從所述場(chǎng)景圖像中提取人體骨架信息；根據(jù)所述人體骨架信息產(chǎn)生飛行動(dòng)作指令；根據(jù)所述飛行動(dòng)作指令來控制所述體感飛行裝置的飛行動(dòng)作。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下顯著進(jìn)步：

一是本發(fā)明集成體感裝置技術(shù)、人物骨架提取技術(shù)、以及障礙物識(shí)別技術(shù)于一體，構(gòu)建了一套完整的飛行裝置的智能化操控技術(shù)，摒棄了所有傳統(tǒng)的操控設(shè)備，無需其他輔助裝置。通過本發(fā)明設(shè)計(jì)的飛行裝置，夠帶來手持裝置所不具有的強(qiáng)烈動(dòng)作感，給用戶帶來新穎的游戲體驗(yàn)，讓人體會(huì)游戲樂趣的同時(shí)還鍛煉了身體。

二是本發(fā)明采用多個(gè)攝像頭對(duì)準(zhǔn)不同方向，能讓裝置不論處于哪個(gè)視角下都能識(shí)別出人物，并能正確的解析人物的動(dòng)作指令，通過對(duì)不同場(chǎng)景的人物的圖片比較，清晰的分析出人物的動(dòng)作。

三是本發(fā)明提出的電源檢測(cè)模塊，能夠在裝置運(yùn)行時(shí)實(shí)時(shí)檢測(cè)電池的供電情況，當(dāng)裝置的供電處于欠壓時(shí)，紅色的欠壓閃爍提示燈能夠提醒玩家及時(shí)的充電，避免像一些廉價(jià)的飛行裝置當(dāng)裝置電池欠壓時(shí)直接墜地的現(xiàn)象。

四是本發(fā)明提出的距離檢測(cè)模塊，可以實(shí)時(shí)檢測(cè)飛行裝置離開玩家的距離，保障了裝置不會(huì)飛行太遠(yuǎn)，避免了裝置飛的太遠(yuǎn)以至于超出玩家視野無法操作的現(xiàn)象。

五是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，舍棄了傳統(tǒng)操作裝置，節(jié)約了制造成本，親民的價(jià)格讓人都能接受。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的體感飛行裝置的一種實(shí)施方式的模塊框圖

圖2為本發(fā)明的體感飛行裝置控制方法的一種實(shí)施方式的流程圖

具體實(shí)施方式

本發(fā)明設(shè)計(jì)的便利以及優(yōu)點(diǎn)會(huì)在接下來的具體實(shí)施方式中結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)的描述，進(jìn)而使得本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)表達(dá)的更加清晰。

如圖1顯示了本發(fā)明提出的體感飛行裝置的一種可能的布局。該實(shí)施方式中，體感飛行裝置除了一個(gè)主控器單元1以外，還包括攝像頭模塊2、圖像處理模塊3、飛行控制模塊4、電源檢測(cè)模塊5以及距離檢測(cè)模塊6。

其中，攝像頭模塊2通過3個(gè)攝像頭從不同的視角不斷拍攝圖片。

圖像處理模塊3對(duì)攝像頭模塊2拍攝的圖片進(jìn)行分析，獲取當(dāng)前三維場(chǎng)景的深度信息，進(jìn)行人體的深度轉(zhuǎn)紅外，通過骨架提取算法提取出骨架信息，并識(shí)別出三維場(chǎng)景中的障礙物，提取出障礙物信息。為了減少圖像處理的運(yùn)算量，可以對(duì)拍攝的圖像進(jìn)行分析前，先判斷當(dāng)前視角拍攝的圖片中是否存在人體，僅選取3個(gè)視角中判斷為存在人體的視角對(duì)應(yīng)的攝像頭拍攝的圖片做進(jìn)一步處理。其中人物的紅外轉(zhuǎn)深度包括，使用紅外模組獲取紅外數(shù)據(jù)，通過將獲取的紅外數(shù)據(jù)與內(nèi)置參考數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比計(jì)算，從而得出深度圖數(shù)據(jù)，深度圖數(shù)據(jù)即三維空間中的的物體位置信息。骨架提取算法包括利用計(jì)算得出的深度圖數(shù)據(jù)作為骨架提取算法的輸入，利用計(jì)算機(jī)圖像處理算法進(jìn)行處理，包括邊緣提取、二值化操作、圖幀間差分化提取移動(dòng)點(diǎn)坐標(biāo)、關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)標(biāo)記實(shí)現(xiàn)三維場(chǎng)景中的人物識(shí)別。

飛行控制模塊4用來調(diào)整裝置飛行中的傾斜角度，實(shí)現(xiàn)飛行方向的變更。

電源檢測(cè)模塊5用來實(shí)時(shí)地檢測(cè)飛行裝置的供電的狀態(tài)，并將供電檢測(cè)結(jié)果發(fā)送給所述主控制單元。

距離檢測(cè)模塊6用來實(shí)時(shí)的檢測(cè)飛行裝置距離人物的遠(yuǎn)近，并將距離檢測(cè)結(jié)果發(fā)送給所述主控制單元。可以是裝配在飛行裝置上的距離傳感器，通過發(fā)射紅外線并接收推算飛行裝置與玩家的距離。可以使用距離傳感器上自帶的紅外發(fā)射光線，向物體發(fā)送紅外光線，光線通過空氣介質(zhì)傳輸在碰到人物后反射，而內(nèi)置的光束元件會(huì)接收到反射回來的光線，內(nèi)置的定時(shí)器記錄發(fā)射光線時(shí)間與接收到光線的時(shí)間而計(jì)算出距離。

主控制單元1主要完成玩家識(shí)別、飛行控制、電壓檢測(cè)、距離控制四部分工作，下面詳細(xì)進(jìn)行描述。

玩家識(shí)別部分。接收?qǐng)D像處理模塊3分析得到的骨架信息，對(duì)骨架信息為默認(rèn)啟動(dòng)姿勢(shì)(如站立狀態(tài))的玩家進(jìn)行圖像識(shí)別，并對(duì)玩家的骨架信息進(jìn)行標(biāo)識(shí)，賦予唯一的id以鎖定玩家的特征，提取完成后裝置即可進(jìn)入待操作狀態(tài)，并開啟電壓檢測(cè)。

飛行控制部分。通過對(duì)圖像處理模塊3發(fā)送來的骨架信息進(jìn)行分析，提取玩家的動(dòng)作信息，對(duì)比記錄的動(dòng)作姿勢(shì)庫，來識(shí)別玩家的控制動(dòng)作。在玩家做出起飛動(dòng)作(如起跳動(dòng)作)之后，控制飛行裝置開始飛行并進(jìn)入到飛行狀態(tài)。在飛行狀態(tài)時(shí)，根據(jù)識(shí)別的玩家的控制動(dòng)作發(fā)出飛行控制指令。同時(shí)，通過對(duì)圖像處理模塊3發(fā)送來的障礙物信息進(jìn)行分析，結(jié)合飛行裝置的當(dāng)前飛行位置和方向，自動(dòng)躲避障礙物(特別是避開人)以避開碰撞。

電壓檢測(cè)部分。接收電源檢測(cè)模塊不斷送來的供電檢測(cè)結(jié)果，判斷是否存在欠壓，當(dāng)出現(xiàn)欠壓時(shí)，裝置會(huì)進(jìn)入欠壓狀態(tài)。在電壓欠壓狀態(tài)下，主控制單元1啟動(dòng)降落程序控制飛行裝置緩慢降落，同時(shí)通過紅色的指示燈提醒玩家裝置電量不足，從而防止過度欠壓導(dǎo)致裝置直接掉落摔壞。

距離檢測(cè)部分。在飛行裝置處于飛行狀態(tài)的時(shí)候，不斷地分析距離檢測(cè)結(jié)果，防止飛行裝置飛的過遠(yuǎn)。當(dāng)距離檢測(cè)結(jié)果大于設(shè)定的閾值后，自動(dòng)調(diào)整航行方向，保證飛行裝置不飛出距離玩家太遠(yuǎn)的地方。當(dāng)飛行裝置飛行太遠(yuǎn)后，玩家控制動(dòng)作將會(huì)難以識(shí)別，此時(shí)玩家無法操縱飛行裝置，可能導(dǎo)致飛行裝置一味的向著一個(gè)方向飛行直到欠壓降落。

下面以一個(gè)例子說明本發(fā)明提出的體感飛行裝置的控制流程。

如圖2中所示，體感飛行裝置運(yùn)行過程會(huì)不斷地循環(huán)，不斷地檢測(cè)掃描，用以保證實(shí)時(shí)的響應(yīng)玩家的要求，并保持自身的穩(wěn)定的運(yùn)行。在該實(shí)施方式中，運(yùn)行過程包括：

打開裝置，并將裝置平穩(wěn)放置在水平面上，保持周圍環(huán)境的空曠以及人員不要被物體遮擋，確保能夠讓裝置正確的識(shí)別到玩家。

當(dāng)裝置讀取到玩家后，裝置運(yùn)行狀態(tài)燈會(huì)變更，提示用戶已經(jīng)識(shí)別，此刻用戶可以做出起飛的動(dòng)作，裝置會(huì)根據(jù)用戶的骨架動(dòng)作，執(zhí)行起飛的一個(gè)動(dòng)作，待裝置平穩(wěn)進(jìn)入高度大約1.5m左右的高度后，進(jìn)入飛行狀態(tài)。

在飛行狀態(tài)下，玩家可以做出各種滑翔、起跳、下蹲等類似的動(dòng)作，對(duì)飛行中的飛行裝置進(jìn)行控制，改變飛行裝置的飛行姿態(tài)。飛行裝置，主要由電機(jī)驅(qū)動(dòng)螺旋葉構(gòu)成，當(dāng)圖像處理模塊識(shí)別的骨架信息對(duì)應(yīng)的控制動(dòng)作中有骨架傾斜或者雙臂高低不一致的狀況時(shí)，飛行裝置會(huì)根據(jù)捕捉的骨架信息的傾斜度來完成一個(gè)俯沖或者攀升的斜向運(yùn)動(dòng)，與玩家骨架的控制動(dòng)作保持同步。

在飛行狀態(tài)下，會(huì)檢測(cè)飛行裝置與玩家之間的距離，如果裝置檢測(cè)到距離玩家過遠(yuǎn)，比如設(shè)置超過3m，飛行裝置會(huì)自己攀升并掉頭飛回到玩家身邊，并與玩家保持一段距離，這樣可以保證飛行裝置一直保持在玩家的視野范圍中。

電壓檢測(cè)一直貫穿于裝置運(yùn)行的整個(gè)過程中，不論是裝置處于剛開機(jī)自檢還是在運(yùn)行中進(jìn)行檢測(cè)，這樣的動(dòng)作貫穿始終，只要裝置檢測(cè)到電源的輸出達(dá)不到裝置的正常運(yùn)行，裝置就會(huì)自動(dòng)下降，保持落地狀態(tài)，并產(chǎn)生欠壓提示。

飛行裝置降落地面的過程是一個(gè)較為復(fù)雜的過程，當(dāng)飛行裝置捕獲到玩家的落地動(dòng)作(如下蹲動(dòng)作)，或者電壓欠壓時(shí)發(fā)生。在降落的過程中，飛行裝置依然不斷檢測(cè)降落過程中視野范圍內(nèi)的人體骨架或其它障礙物，如果發(fā)現(xiàn)有人體或障礙物的存在，會(huì)自動(dòng)調(diào)整飛行的航向，避免碰撞，從而了保證玩家及飛行裝置的安全。

本發(fā)明的具體實(shí)施方式中未涉及的說明屬于本領(lǐng)域公知的技術(shù)，可參考公知技術(shù)加以實(shí)施。以上具體實(shí)施方式及實(shí)施例是對(duì)本發(fā)明提出的體感飛行裝置及其控制方法的具體支持，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡是按照本發(fā)明提出的技術(shù)思想，在本技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何等同變化或等效的改動(dòng)，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍。