[發(fā)明專利]3D可視化及手勢(shì)調(diào)節(jié)舞臺(tái)燈具的控制系統(tǒng)及控制方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610062956.3
• 申請(qǐng)日: 2016-01-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105554987A
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉建華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣州彩熠燈光有限公司
• 主分類號(hào): H05B37/02
• 分類號(hào): H05B37/02
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

1.一種3D可視化及手勢(shì)調(diào)節(jié)舞臺(tái)燈具的控制系統(tǒng)，其特征在于：包括顯示屏、用于 捕捉手勢(shì)動(dòng)作的體感控制器、燈具控制模塊、用于存儲(chǔ)燈具信息的存儲(chǔ)模塊、用于驅(qū)動(dòng)燈 具動(dòng)作的燈具驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述體感控制器、存儲(chǔ)模塊、燈具驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與燈具控制模塊連接， 所述燈具驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接燈具；

所述燈具控制模塊包括：

虛擬舞臺(tái)控制模塊：用于通過(guò)手勢(shì)建立虛擬舞臺(tái)，并將建立好的虛擬舞臺(tái)輸出到顯示 屏；

初始化模塊：用于通過(guò)手勢(shì)驅(qū)動(dòng)燈具驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)將燈具移動(dòng)至初始位置；

手勢(shì)動(dòng)作捕捉模塊：通過(guò)體感控制器捕捉手勢(shì)動(dòng)作；

燈具選擇模塊：用于通過(guò)手勢(shì)選擇燈具；

燈具移動(dòng)模塊：用于通過(guò)手勢(shì)在3D空間內(nèi)移動(dòng)選中的燈具；

目標(biāo)光斑位置選擇模塊：用于通過(guò)手勢(shì)選中3D空間的目標(biāo)光斑位置；

燈具旋轉(zhuǎn)模塊：用于通過(guò)手勢(shì)旋轉(zhuǎn)選中的燈具使燈具的光束射向目標(biāo)光斑。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的3D可視化及手勢(shì)調(diào)節(jié)舞臺(tái)燈具的控制系統(tǒng)，其特征在于 所述燈具控制模塊還包括用于在虛擬舞臺(tái)上模擬所有有效燈具投射到目標(biāo)光斑位置上的 光斑圖像并將模擬圖像輸出到顯示屏的光斑圖像模擬顯示模塊。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的3D可視化及手勢(shì)調(diào)節(jié)舞臺(tái)燈具的控制系統(tǒng)，其特征在于：所述 燈具驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為步進(jìn)電機(jī)。

4.一種舞臺(tái)燈具控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于包括以下步驟：a)建立虛擬舞臺(tái)， 以實(shí)際舞臺(tái)與地面平行的平面為XY平面，以舞臺(tái)與地面平行平面的橫向中心線、縱向中心 線分別為XY平面的X軸、Y軸，與XY平面垂直方向?yàn)閆軸，建立空間坐標(biāo)系；通過(guò)燈光 控制模塊，將實(shí)際舞臺(tái)的位置信息按比例K縮放建立虛擬空間直角坐標(biāo)系形成虛擬舞臺(tái)； 用手勢(shì)繪制出虛擬舞臺(tái)，將繪制好的虛擬舞臺(tái)發(fā)送到顯示屏上，其中雙手間距與縮放舞臺(tái) 大小的關(guān)系如下：Ls=Lh*K;Ws=Wh*K;Hs=Hh*K;K>0;

其中，L是長(zhǎng)度，W是寬度，H是高度；下標(biāo)s是舞臺(tái)的尺寸，下標(biāo)h是雙手之間的尺 寸，K為大于零的預(yù)設(shè)常數(shù)；b)初始化燈具位置，通過(guò)燈具控制模塊驅(qū)動(dòng)燈具驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)將 各燈具移動(dòng)至初始位置；

c)獲取實(shí)際舞臺(tái)上需光束照射點(diǎn)的位置坐標(biāo)信息，通過(guò)燈具控制模塊將該位置信息 轉(zhuǎn)化為虛擬舞臺(tái)上目標(biāo)光斑的位置坐標(biāo)信息并將目標(biāo)光斑的位置信息反饋給燈具控制模 塊；d)選擇燈具，運(yùn)用手勢(shì)在虛擬舞臺(tái)內(nèi)形成一個(gè)矩形盒，選中至少一個(gè)燈具；從存儲(chǔ)器 中讀取所選燈具的位置數(shù)據(jù)，并判斷所選燈具對(duì)目標(biāo)光斑位置是否有效，若目標(biāo)光標(biāo)位置 處于該燈具的有效覆蓋區(qū)域內(nèi)，則該燈具有效并選取，否則該燈具無(wú)效并忽略；燈具光束的 覆蓋區(qū)域滿足以下條件的有效：

ρ∈[z1*tan(a₁)，z1*tan(a₂)]；

γ∈(b₁，b₂)；

其中，燈具的旋轉(zhuǎn)中心點(diǎn)距離XY平面的高度為z₁，燈具的豎直旋轉(zhuǎn)角度值α的設(shè)置 范圍(a₁，a₂)，燈具的水平旋轉(zhuǎn)角度值β設(shè)置范圍(b₁，b₂)，ρ為該燈具有效覆蓋區(qū)域的極 徑范圍，γ為該燈具有效覆蓋區(qū)域的極角范圍；

e)計(jì)算有效燈具的水平旋轉(zhuǎn)角度值、豎直旋轉(zhuǎn)角度值，具體如下：燈具的水平旋轉(zhuǎn)角 度值α、豎直旋轉(zhuǎn)角度值β分別滿足如下條件：

α＝arctan[(x₁-x₂)2+(y₁-y₂)2]1/2/(z₁-z₂)；

其中，燈具出光孔截面的初始位置的圓心在虛擬舞臺(tái)上的坐標(biāo)是(x₁，y₁，z₁)，所述目 標(biāo)光斑位置在虛擬舞臺(tái)上的位置坐標(biāo)為(x₂，y₂，z₂)；

f)將燈具的水平旋轉(zhuǎn)角度值、豎直旋轉(zhuǎn)角度值轉(zhuǎn)化為控制信號(hào)并向燈具驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)發(fā) 送控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)燈具旋轉(zhuǎn)至相應(yīng)的方向及位置。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的舞臺(tái)燈具的控制方法，其特征在于還包括以下步驟：在執(zhí) 行步驟f前，根據(jù)各有效燈具照射在目標(biāo)光斑上的光斑形狀，在虛擬舞臺(tái)上模擬繪制所 有有效燈具在目標(biāo)光斑上形成的光斑圖像并將其輸出到顯示屏。