一種基于頭部運動操作的遙距觀察的系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于頭部運動操作的遙距觀察的系統(tǒng)，由多個用戶觀察端、攝像頭管理控制器、多個遠方攝像頭組成，其中：用戶觀察端，是用戶與該系統(tǒng)進行交互的接口，供用戶觀察端能接收攝像頭的視覺信息，使用戶可以觀察攝像頭所在地的環(huán)境，實現(xiàn)遙距觀察操作；攝像頭管理控制器，用來監(jiān)控來自用戶觀察端的連接請求，負責觀察端與遠方攝像頭的連接；遠方攝像頭，是該系統(tǒng)接收環(huán)境視覺信息的唯一接口；在被連接后，遠方攝像頭會持續(xù)地攝錄下視覺信息，實時地把視覺信息直接傳輸?shù)接脩粲^察端；同時，遠方攝像頭會持續(xù)接收來自觀察端的遙控信息，做出觀察角度的調(diào)整。實施本發(fā)明，使得自己看到不同角度的事物，加強用戶體驗感。
【專利說明】一種基于頭部運動操作的遙距觀察的系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及人機交互【技術領域】，具體涉及一種基于頭部運動操作的遙距觀察的系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]虛擬現(xiàn)實是近年來出現(xiàn)并開始興起的高新技術，它是通過計算機等處理并產(chǎn)生出各種感官上的模擬信息，來與人進行交流互動操作，使人如同身臨其境，產(chǎn)生存在于虛擬世界中的感覺。通過虛擬現(xiàn)實技術，人們可以足不出戶，就可以在居所中感受在異國他鄉(xiāng)旅游，也可以體驗在虛擬的太空環(huán)境中步行的感覺。根據(jù)中山大學翟振明教授等專業(yè)人士對虛擬現(xiàn)實所進行的探討，以及諸多大企業(yè)例如google開發(fā)google眼鏡等具有一定虛擬現(xiàn)實交互方式產(chǎn)品的動作，可以預見，虛擬現(xiàn)實技術將會是未來研究的熱點。未來，虛擬現(xiàn)實技術會給世界提供一種劃時代的用戶體驗方式，給現(xiàn)有的交互方式帶來一場徹底的變革。
[0003]要實現(xiàn)虛擬現(xiàn)實技術，必須實現(xiàn)遙距臨境和遙距操作。遙距臨境，是收集、處理、再現(xiàn)一個地方的各種感覺信息，使人可以不在現(xiàn)場卻產(chǎn)生身臨其境的感覺的技術。遙距操作則是通過遙控機器人，使得人可以在虛擬世界中與現(xiàn)實世界進行互動。
[0004]視覺，作為最重要的感官信息，其在遙距臨境中的地位不言而喻。在傳輸視覺信息的同時，結合人的頭部運動遙距操作，改變攝像頭觀察角度進而改變?nèi)怂邮盏囊曈X信息，提高使用者的體驗性，是可行且必須的。因此，我們認為，基于頭部姿勢操控的遙距觀察的系統(tǒng)是必要的。該發(fā)明涉及到的主要技術有:圖像信息的獲取技術、遠程遙控技術、裝置傾斜信息獲取技術。目前沒有同時把以上三個技術結合在一起的專利不能靈活的獲取圖像，從而有效地提高遙距觀察的體驗感，使得用戶有身臨其境的感受。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是，結合通過頭部運動遙控攝像頭攝錄角度的遙距操作技術，提供一種遙距傳輸攝像頭獲取的視頻信息的觀察系統(tǒng)。通過該系統(tǒng)，用戶可以遙距觀察遠處攝像頭所在地的環(huán)境，并可以通過調(diào)整頭部角度來調(diào)整攝像頭攝錄角度，使得用戶收到現(xiàn)場不同角度的視覺信息，讓他感覺親臨現(xiàn)場，加強遙距臨境的體驗性。
[0006]相應的，本發(fā)明實施例提供了一種基于頭部運動操作的遙距觀察的系統(tǒng)，由多個用戶觀察端、攝像頭管理控制器、多個遠方攝像頭組成，其中:
[0007]用戶觀察端，是用戶與該系統(tǒng)進行交互的接口，供用戶觀察端能接收攝像頭的視覺信息，使用戶可以觀察攝像頭所在地的環(huán)境，實現(xiàn)遙距觀察操作；
[0008]攝像頭管理控制器，用來監(jiān)控來自用戶觀察端的連接請求，負責觀察端與遠方攝像頭的連接；
[0009]遠方攝像頭，是該系統(tǒng)接收環(huán)境視覺信息的唯一接口 ；在被連接后，遠方攝像頭會持續(xù)地攝錄下視覺信息，實時地把視覺信息直接傳輸?shù)接脩粲^察端；同時，遠方攝像頭會持續(xù)接收來自觀察端的遙控信息，做出觀察角度的調(diào)整。[0010]所述用戶觀察端供用戶使用，通過頭部運動，向攝像頭發(fā)出角度遙控信息，遙距操作遠方攝像頭，改變其觀察的角度。
[0011]所述管理控制器接收并傳遞連接指令和觀察端的角度遙控信息，以開啟遠方攝像頭的初始化；管理控制器接收并轉(zhuǎn)發(fā)觀察端的關閉指令，關閉攝像頭；管理控制器持續(xù)監(jiān)控遠方攝像頭，管理和確保攝像頭資源的有效性。
[0012]遠方攝像頭在被連接時，會自適應地改變觀察角度初始化后才開始攝錄視覺信息，而攝像頭會存在旋轉(zhuǎn)限制，防止過渡旋轉(zhuǎn)對攝像頭造成損壞。
[0013]本發(fā)明具有如下有益效果，本發(fā)明提供一種遙距傳輸攝像頭獲取的視頻信息的觀察系統(tǒng)。該系統(tǒng)結合了通過頭部運動遙控攝像頭攝錄角度的遙距操作技術，使得用戶可以在觀看遠處環(huán)境的同時，通過調(diào)整頭部姿勢，使得自己看到不同角度的事物，加強用戶體驗感，使得他有身臨其境的感覺。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。
[0015]圖1是本發(fā)明實施例中的基于頭部運動遙控的搖距觀察的系統(tǒng)結構示意圖；
[0016]圖2是本發(fā)明實施例中的用戶觀察端連接遠方攝像頭的流程圖；
[0017]圖3是本發(fā)明實施例中的遠方攝像頭根據(jù)用戶觀察端的遙控信息進行攝錄角度調(diào)整的流程圖；
[0018]圖4是本發(fā)明實施例中的攝像頭管理控制器管理遠方攝像頭資源流程圖。
【具體實施方式】
[0019]下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0020]本發(fā)明的目的是，結合通過頭部運動遙控攝像頭攝錄角度的遙距操作技術，提供一種遙距傳輸攝像頭獲取的視頻信息的觀察系統(tǒng)。通過該系統(tǒng)，用戶可以遙距觀察遠處攝像頭所在地的環(huán)境，并可以通過調(diào)整頭部角度來調(diào)整攝像頭攝錄角度，使得用戶收到現(xiàn)場不同角度的視覺信息，讓他感覺親臨現(xiàn)場，加強遙距臨境的體驗性。
[0021]下面結合圖1對基于頭部運動操作的遙控觀察的系統(tǒng)的組成進行說明:本系統(tǒng)由多個用戶觀察端、攝像頭管理控制器、多個遠方攝像頭組成，各個組成部分功能如下:
[0022]用戶觀察端，是用戶與該系統(tǒng)進行交互的接口。使用用戶觀察端，用戶可以選擇特定的遠方攝像頭進行連接，啟動遠方攝像頭；用戶觀察端能接收攝像頭的視覺信息，使用戶可以觀察攝像頭所在地的環(huán)境，實現(xiàn)遙距觀察操作；用戶可以使用戶觀察端，通過頭部運動，如抬頭、向左搖頭、向右搖頭等動作，向攝像頭發(fā)出角度遙控信息，遙距操作遠方攝像頭，改變其觀察的角度。[0023]攝像頭管理控制器，是系統(tǒng)的連接樞紐。攝像頭管理控制器會監(jiān)控來自用戶觀察端的連接請求，它負責觀察端與特定遠方攝像頭的連接；連接時，管理控制器會接收并傳遞連接指令和觀察端的角度遙控信息，以開啟遠方攝像頭的初始化；管理控制器會接收并轉(zhuǎn)發(fā)觀察端的關閉指令，關閉攝像頭；管理控制器會持續(xù)監(jiān)控遠方攝像頭，管理和確保攝像頭資源的有效性。
[0024]遠方攝像頭，是該系統(tǒng)接收環(huán)境視覺信息的唯一接口。在被連接后，遠方攝像頭會持續(xù)地攝錄下視覺信息，實時地把視覺信息直接傳輸?shù)接脩粲^察端；同時，遠方攝像頭會持續(xù)接收來自觀察端的遙控信息，做出觀察角度的調(diào)整；值得注意的是，遠方攝像頭在被連接時，會自適應地改變觀察角度初始化后才開始攝錄視覺信息，而攝像頭會存在旋轉(zhuǎn)限制，防止過渡旋轉(zhuǎn)對攝像頭造成損壞。
[0025]系統(tǒng)的用戶觀察端連接遠方攝像頭的流程圖如圖2所示:
[0026]第一步，用戶通過用戶觀察端，向攝像頭管理控制器發(fā)出與特定攝像頭連接的請求，并附上觀察端的角度遙控信息；
[0027]第二步，攝像頭管理控制器會查看攝像頭資源表，如果特定攝像頭空閑，就轉(zhuǎn)發(fā)連接請求和遙控信息，否則返回失敗信息；
[0028]第三步，遠方攝像頭收到連接請求后，根據(jù)遙控信息進行攝像頭攝錄角度調(diào)整以初始化，并與用戶觀察端完成直接連接操作；
[0029]第四步，遠方攝像頭初始化后，便攝錄環(huán)境得到視覺信息，并把視覺信息傳輸?shù)接脩粲^察端；
[0030]第五步，用戶觀察端接收來自攝像頭的視覺信息，并把視覺信息播放出來給用戶觀看。
[0031]連接過程中，系統(tǒng)的遠方攝像頭根據(jù)用戶觀察端的遙控信息，進行攝錄角度調(diào)整的流程圖如圖3所不:
[0032]第一步，攝像頭初始化自身的遙控信息；
[0033]第二步，如果有新的遙控信息到來，攝像頭就用新的遙控信息替換掉舊的遙控信息；
[0034]第三步，根據(jù)存下的遙控信息，計算攝像頭要移動的方向數(shù)據(jù)；
[0035]第四步，根據(jù)攝像頭的角度和旋轉(zhuǎn)限制，對方向數(shù)據(jù)進行處理；
[0036]第五步，根據(jù)處理后的方向數(shù)據(jù)，在短時間間隔內(nèi)，對攝像頭的角度進行限定在一定角度內(nèi)的調(diào)整；
[0037]第六步，如果有斷開請求，結束，否則，跳回第二步。
[0038]對于系統(tǒng)的攝像頭管理控制器，它管理遠方攝像頭資源流程圖如圖4所示:
[0039]第一步，攝像頭管理控制器按固定時間間隔發(fā)送詢問信息給空閑遠方攝像頭，確保自身維護的資源表是有效的；
[0040]第二步，按更大的固定時間間隔發(fā)送詢問信息給連接中的遠方攝像頭，及時回收連接后沒有回收起的空閑遠方攝像頭資源；
[0041]第三步，監(jiān)聽來自用戶觀察端的與特定攝像頭斷開請求，管理控制器發(fā)送斷開請求給攝像頭，并回收該攝像頭資源；
[0042]第四步，監(jiān)聽來自用戶觀察端的與特定攝像頭連接請求，如果該攝像頭資源不可用，拒絕請求，否則，發(fā)送連接請求給攝像頭，并把該攝像頭資源標記為忙碌，跳回第一步。
[0043]綜上，本發(fā)明提供一種遙距傳輸攝像頭獲取的視頻信息的觀察系統(tǒng)。該系統(tǒng)結合了通過頭部運動遙控攝像頭攝錄角度的遙距操作技術，使得用戶可以在觀看遠處環(huán)境的同時，通過調(diào)整頭部姿勢，使得自己看到不同角度的事物，加強用戶體驗感，使得他有身臨其境的感覺。。
[0044]本領域普通技術人員可以理解上述實施例的各種方法中的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關的硬件來完成，該程序可以存儲于一計算機可讀存儲介質(zhì)中，存儲介質(zhì)可以包括:只讀存儲器(ROM，Read Only Memory)、隨機存取存儲器(RAM，RandomAccess Memory)、磁盤或光盤等。
[0045]以上對本發(fā)明實施例所提供的一種基于頭部運動操作的遙距觀察的系統(tǒng)進行了詳細介紹，本文中應用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時，對于本領域的一般技術人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在【具體實施方式】及應用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應理解為對本發(fā)明的限制。
【權利要求】
1.一種基于頭部運動操作的遙距觀察的系統(tǒng)，其特征在于，由多個用戶觀察端、攝像頭管理控制器、多個遠方攝像頭組成，其中: 用戶觀察端，是用戶與該系統(tǒng)進行交互的接口，供用戶觀察端能接收攝像頭的視覺信息，使用戶可以觀察攝像頭所在地的環(huán)境，實現(xiàn)遙距觀察操作； 攝像頭管理控制器，用來監(jiān)控來自用戶觀察端的連接請求，負責觀察端與遠方攝像頭的連接； 遠方攝像頭，是該系統(tǒng)接收環(huán)境視覺信息的唯一接口 ；在被連接后，遠方攝像頭會持續(xù)地攝錄下視覺信息，實時地把視覺信息直接傳輸?shù)接脩粲^察端；同時，遠方攝像頭會持續(xù)接收來自觀察端的遙控信息，做出觀察角度的調(diào)整。
2.如權利要求1所述的基于頭部運動操作的遙距觀察的系統(tǒng)，其特征在于，所述用戶觀察端供用戶使用，通過頭部運動，向攝像頭發(fā)出角度遙控信息，遙距操作遠方攝像頭，改變其觀察的角度。
3.如權利要求2所述的基于頭部運動操作的遙距觀察的系統(tǒng)，其特征在于，所述管理控制器接收并傳遞連接指令和觀察端的角度遙控信息，以開啟遠方攝像頭的初始化；管理控制器接收并轉(zhuǎn)發(fā)觀察端的關閉指令，關閉攝像頭；管理控制器持續(xù)監(jiān)控遠方攝像頭，管理和確保攝像頭資源的有效性。
4.如權利要求3所述的基于頭部運動操作的遙距觀察的系統(tǒng)，其特征在于，遠方攝像頭在被連接時，會自適應地改變觀察角度初始化后才開始攝錄視覺信息，而攝像頭會存在旋轉(zhuǎn)限制，防止過渡旋轉(zhuǎn)對攝像頭造成損壞。
【文檔編號】G06F3/01GK103500005SQ201310398014
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年9月4日 優(yōu)先權日:2013年9月4日
【發(fā)明者】翟振明, 陸文哲, 謝鍶瑜, 林格, 羅笑南 申請人:中山大學