[發明專利]交互筆檢測方法及3D交互系統

在審

• 申請號: 201811349843.7
• 申請日: 2018-11-13
• 公開（公告）號: CN109445599A
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發明（設計）人: 趙飛;宋康康;曾鑫;蔣祝妙;陸小松
• 申請（專利權）人: 寧波視睿迪光電有限公司
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01;G06F3/0346
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 王文紅

本公開提供一種交互筆檢測方法及3D交互系統，涉及立體交互技術領域。本公開提供的交互筆檢測方法及3D交互系統，基于雙目視覺定位原理，獲取交互筆上的光學標記點在定位攝像機視距范圍內的空間坐標，并根據交互筆中的磁力計得到交互筆與地磁場三維坐標系的夾角，通過光學坐標變換，得到顯示器的正交射線與地磁場三維坐標系的夾角，因此可以根據光學標記點在定位攝像機視距范圍內的空間坐標確定交互筆的筆頭以及根據顯示器的正交射線與地磁場三維坐標系的夾角檢測筆頭相對顯示器的相對方向，進而，提高了交互筆空間定位的精確性以及交互操作的精確性。

技術領域

本公開涉及立體交互技術領域，具體而言，涉及一種交互筆檢測方法及3D交互系統。

背景技術

目前，實現3D立體交互的計算機系統大多基于光學定位攝像頭，實時獲取交互筆在立體空間中的位置以及姿態信息，按照一定的算法計算出交互筆在現實立體空間坐標系中的位置，再在計算機建立的虛擬三維空間坐標系中映射出交互筆的虛擬空間位置，但是，3D立體交互的精確度仍有待提高。

發明內容

有鑒于此，本公開提供一種交互筆檢測方法及3D交互系統。

本公開提供的交互筆檢測方法，應用于3D交互系統，所述3D交互系統包括交互筆、顯示器以及多個定位攝像機，所述多個定位攝像機分別設置于所述顯示器的兩側，所述交互筆設置有磁力計以及光學標記點；所述方法包括：

基于雙目視覺定位原理，獲取所述光學標記點在所述定位攝像機視距范圍內的空間坐標。

根據所述磁力計得到所述交互筆與地磁場三維坐標系的夾角，并通過光學坐標變換，得到所述顯示器的正交射線與所述地磁場三維坐標系的夾角。

根據所述光學標記點在所述定位攝像機視距范圍內的空間坐標確定所述交互筆的筆頭。

根據所述顯示器的正交射線與所述地磁場三維坐標系的夾角檢測所述筆頭相對所述顯示器的相對方向。

進一步的，所述交互筆設置有陀螺儀，所述陀螺儀用于獲取所述交互筆的姿態信息，所述姿態信息包括所述交互筆的俯仰角和偏航角。

進一步的，所述交互筆設置有多個所述光學標記點，基于所述雙目視覺定位原理，獲取所述光學標記點在所述定位攝像機視距范圍內的空間坐標的步驟包括：

判斷多個所述光學標記點是否可見。

若多個所述光學標記點均可見，根據所述雙目視覺定位原理，獲取多個所述光學標記點在所述定位攝像機視距范圍內的空間坐標。

進一步的，若多個所述光學標記點均可見，所述方法還包括：

判斷所述交互筆是否為首次從所述定位攝像機視距范圍外進入所述定位攝像機視距范圍內。

如果所述交互筆為首次從所述定位攝像機視距范圍外進入所述定位攝像機視距范圍內，根據所述光學標記點直接確定所述交互筆的筆頭。

如果所述交互筆一直位于所述定位攝像機視距范圍內，獲取多個所述光學標記點在所述定位攝像機視距范圍內的空間坐標，以根據多個所述光學標記點在所述定位攝像機視距范圍內的空間坐標確定所述交互筆的筆頭。

進一步的，若只有部分所述光學標記點可見，所述方法還包括：

根據所述雙目視覺定位原理，獲取可見的光學標記點在所述定位攝像機視距范圍內的空間坐標，并根據所述陀螺儀獲取所述交互筆的姿態信息。

根據所述姿態信息以及可見的光學標記點在所述定位攝像機視距范圍內的空間坐標計算其余不可見的光學標記點在所述定位攝像機視距范圍內的空間坐標。

進一步的，若多個所述光學標記點均不可見，所述方法還包括：