[發(fā)明專利]一種交互式投影系統(tǒng)及其實現(xiàn)方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010196191.5
• 申請日: 2010-06-10
• 公開（公告）號: CN101859210A
• 公開（公告）日: 2010-10-13
• 發(fā)明（設計）人: 童家仙
• 申請（專利權）人: 深圳市德力信科技有限公司
• 主分類號: G06F3/042
• 分類號: G06F3/042;G03B17/54;G03B29/00
• 代理公司: 北京中海智圣知識產(chǎn)權代理有限公司 11282
• 代理人: 楊樹芬

技術領域

本發(fā)明涉及一種人機交互系統(tǒng)及其方法，尤其是涉及一種紅外光電式的交互式投影系統(tǒng)及其實現(xiàn)方法。

背景技術

目前交互式電子白板及其投影技術已經(jīng)逐漸取代傳統(tǒng)的黑板，成為教育，培訓，繪圖，軍事指揮等重要工具，在現(xiàn)場演示和教學、產(chǎn)品展示、商務會議、遠程視頻，以及新聞演播、證券評述、軍事指揮、娛樂互動、醫(yī)療會診、工程設計、賽事戰(zhàn)術分析、氣象分析等領域都得到了廣泛的應用。

根據(jù)其工作原理，交互式電子白板分為：壓感式，電磁式，超聲波和光電式。其中壓感和電磁式需要在大尺寸顯示屏，如PDP，LCD表面覆蓋一層含有傳感線材的面板，實現(xiàn)手指或書寫筆在顯示表面的定位，這種系統(tǒng)顯示效果好，操作方便，但是價格昂貴，而且無法實現(xiàn)超大尺寸顯示；超聲波式需要在屏幕的至少兩個角落安裝超聲定位器，根據(jù)超聲波筆發(fā)出的信號實現(xiàn)其屏幕定位；光電式又可分為激光式和紅外式，激光光電式需要在電子白板兩側(cè)各有一激光發(fā)射器，電子白板啟動后，激光發(fā)射器發(fā)出激光掃射電子白板表面，特質(zhì)筆具有感應激光的功能，這樣當使用感光筆在電子白板上操作時，激光發(fā)射器會掃描到感光筆的位置。基于超聲波，激光技術的光電交互系統(tǒng)需要用戶采購額外接受設備，如超聲波，激光發(fā)生器以及特制接受裝置等，增加了用戶成本，并且系統(tǒng)標定及定位過程操作繁瑣，可操作性不強。

申請?zhí)枮?00610115824.9的發(fā)明專利申請公開了一種交互式投影系統(tǒng)的實現(xiàn)方法，該方法通過無線發(fā)射器的信號確定攝像頭拍攝的瞬間時刻，將帶有激光亮點的畫面與原投影畫面進行比較，找出激光亮點在原畫面中的位置坐標，激活該坐標對應的IP地址，以實現(xiàn)簡單的互動。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是克服現(xiàn)有技術中的不足，提供一種定位精度高、圖像處理速度快并能實現(xiàn)自動標定的交互式投影系統(tǒng)及其實現(xiàn)方法。

為解決現(xiàn)有技術中的問題，本發(fā)明的交互式投影系統(tǒng)包括可成像平面、在可成像平面上操作的電子書寫筆、計算機、分別與計算機相連接的投影裝置、圖像采集裝置以及無線接收裝置，其中電子書寫筆上設置有紅外發(fā)射裝置，電子書寫筆內(nèi)設置有與無線接收裝置相對應的無線發(fā)射模塊，所述的圖像采集裝置為嵌有濾光片的攝像頭。

所述的濾光片為與紅外發(fā)射裝置所使用的紅外波段和與投影裝置所使用的波段相符的雙帶通濾光片。

所述的雙帶通濾光片為940nm和650nm的雙帶通濾光片。

所述紅所述的紅外發(fā)射裝置位于電子書寫筆的筆尖處并通過紅外發(fā)射輕觸開關與無線發(fā)射模塊相連接。

所述電子書寫筆內(nèi)還包括分別與無線發(fā)射模塊相連接的具有鼠標右鍵功能的右鍵按鍵、上翻頁按鍵和下翻頁按鍵。

所述的紅外發(fā)射裝置為紅外LED燈。

所述的投影裝置為投影儀。

所述的可成像平面為普通幕布、墻面、白板其中的一種。

一種交互式投影系統(tǒng)的實現(xiàn)方法：

1)系統(tǒng)標定：

a)計算機在顯示器上顯示一副N×M的棋盤圖，通過投影裝置投射到可成像平面；

b)圖像采集裝置獲取可成像平面上的投影圖像，找到投影圖像中所有棋盤內(nèi)角點的位置，并進行排序；

c)利用投影圖像中的角點位置和計算機顯示器屏幕上對應的角點位置，計算投影變換矩陣。

2)電子書寫筆在可成像平面上操作，紅外發(fā)射裝置被觸發(fā)發(fā)射紅外亮點在可成像平面上形成紅外亮點圖像；

3)無線發(fā)射模塊將電子書寫筆的無線信號發(fā)送到無線接收裝置，無線接收裝置將無線信號傳遞給計算機；

4)計算機對無線信號進行分析，獲取電子書寫筆的按鍵操作；

5)圖像采集裝置獲取電子書寫筆的紅外亮點圖像，掃描圖像每一個像素，找到像素值超過指定閾值的所有像素點，并計算這些像素點的中心位置，即電子書寫筆在圖像中的位置；

6)通過投影變換矩陣，計算機將電子書寫筆在圖像中的位置轉(zhuǎn)換為計算機顯示器平面上對應的位置，投影裝置將此位置信息投射到可成像平面。

本發(fā)明交互式投影系統(tǒng)的優(yōu)點是：

1)定位精度高、圖像處理速度快：由于攝像頭嵌入了940nm和650nm的雙帶通濾光片，濾光片屏蔽了大部分可見光，在940nm紅外波段處和電子書寫筆的LED燈的紅外光譜絕大部分重合在一起，這樣就大大減少了外界光線的干擾，提高了電子書寫筆的定位精度和圖像處理速度；濾光片在650nm處允許投影儀的少量可見光通過，因此在系統(tǒng)標定的過程中可以利用投影儀的光線實現(xiàn)自動標定。