[發(fā)明專利]人機(jī)交互系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410062551.0
• 申請(qǐng)日: 2014-02-24
• 公開（公告）號(hào): CN103809880B
• 公開（公告）日: 2017-02-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝翔;鄭毅;李國(guó)林;宋瑋;呂眾;任力飛;廖一橋;王志華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F3/0487
• 分類號(hào): G06F3/0487;G06F3/01
• 代理公司: 北京億騰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所11309
• 代理人: 李楠

1.一種人機(jī)交互系統(tǒng)，其特征在于，包括：投影單元、第一圖像傳感單元、第二圖像傳感單元、接口單元、圖像處理單元、投影界面處理單元、以及控制單元，其中，

所述投影單元，用于接收所述接口單元輸出的人機(jī)交互界面信息數(shù)據(jù)，并投影輸出至投影面；

所述第一圖像傳感單元和第二圖像傳感單元，用于采集投影面區(qū)域的投影圖像信息，并通過所述接口單元輸出至所述圖像處理單元；

所述接口單元，連接所述投影單元、第一圖像傳感單元、第二圖像傳感單元、圖像處理單元、投影界面處理單元、以及控制單元；所述接口單元用于對(duì)所述第一圖像傳感單元和第二圖像傳感單元以及所述投影單元間進(jìn)行同步控制；

所述圖像處理單元，用于接收所述第一圖像傳感單元和第二圖像傳感單元采集的圖像數(shù)據(jù)；用于接收所述投影界面處理單元輸出的人機(jī)交互界面圖像，并提取所述人機(jī)交互界面圖像中的特征信息；用于計(jì)算獲取系統(tǒng)固有內(nèi)參數(shù)，所述系統(tǒng)固有內(nèi)參數(shù)包括所述第一圖像傳感單元、第二圖像傳感單元和投影單元光學(xué)鏡頭的畸變失真參數(shù)、焦距、像素點(diǎn)尺寸以及中心點(diǎn)位置，并將系統(tǒng)固有參數(shù)存儲(chǔ)至非易失性存儲(chǔ)器，以及輸出系統(tǒng)固有內(nèi)參數(shù)至所述接口單元；用于針對(duì)所述圖像數(shù)據(jù)提取相應(yīng)的特征信息與所述投影界面處理單元輸出的特征信息進(jìn)行匹配處理；用于計(jì)算獲取系統(tǒng)固有外參數(shù)，所述系統(tǒng)固有外參數(shù)包括第一圖像傳感單元和第二圖像傳感單元以及投影單元三者間的位置與姿態(tài)關(guān)系；以及用于計(jì)算獲取系統(tǒng)可變外參數(shù)，所述系統(tǒng)可變外參數(shù)包括人機(jī)交互系統(tǒng)與投影面之間的位置與姿態(tài)關(guān)系，用于把獲取的系統(tǒng)可變外參數(shù)中的投影面與所述投影單元間的位置、姿態(tài)關(guān)系參數(shù)輸出至所述投影界面處理單元；

所述圖像處理單元還用于對(duì)從所述接口單元獲取所述第一圖像傳感單元和第二圖像傳感單元采集的投影區(qū)域的圖像進(jìn)行處理，依據(jù)預(yù)設(shè)指尖特征，搜索用戶操作的手指尖或其它觸控物，以及基于雙目測(cè)距原理，獲取指尖或其它觸控物與投影面之間的距離，當(dāng)距離值在預(yù)設(shè)第一門限值范圍內(nèi)時(shí)，判斷發(fā)生觸碰操作，并輸出觸碰信息；

所述投影界面處理單元，用于接收要投影的人機(jī)交互界面信息，并從所述人機(jī)交互界面信息中提取特征信息，并將所述特征信息輸出至所述圖像處理單元；所述投影界面處理單元還用于接收所述圖像處理單元輸出的系統(tǒng)可變外參數(shù)中的投影面與投影單元間相對(duì)位置、姿態(tài)參數(shù)，并依據(jù)該參數(shù)對(duì)輸入的人機(jī)交互界面信息中的界面圖像進(jìn)行形狀預(yù)失真校正處理，然后輸出至接口單元；

所述控制單元，用于控制系統(tǒng)中所有單元，并協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)中所有單元的工作；所述控制單元還用于控制人機(jī)交互系統(tǒng)處于系統(tǒng)固有內(nèi)、外參數(shù)獲取狀態(tài)、系統(tǒng)可變外參數(shù)獲取狀態(tài)以及指尖獲取與觸碰操作狀態(tài)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的人機(jī)交互系統(tǒng)，其特征在于，

所述接口單元包括圖像傳感接口模塊和投影接口模塊：其中，所述圖像傳感接口模塊用于接收來自所述圖像處理單元輸出的系統(tǒng)固有內(nèi)參數(shù)；用于接收來自所述第一圖像傳感單元和第二圖像傳感單元的圖像數(shù)據(jù)，并對(duì)所述圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行光學(xué)畸變校正后輸出至所述圖像處理單元；所述投影接口模塊用于接收所述投影界面處理單元輸出的投影圖像數(shù)據(jù)，并基于系統(tǒng)固有內(nèi)參數(shù)對(duì)從所述投影界面處理單元輸出的投影界面圖像進(jìn)行光學(xué)畸變預(yù)失真校正處理，校正后的投影界面圖像輸出至所述投影單元。