[發明專利]一種多面拼接投影的高精度觸摸交互系統和方法

在審

• 申請號: 202010940307.5
• 申請日: 2020-09-09
• 公開（公告）號: CN111949167A
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發明（設計）人: 李輝熠;賀耿
• 申請（專利權）人: 湖南冠超智能科技有限公司
• 主分類號: G06F3/042
• 分類號: G06F3/042;G03B21/56
• 代理公司: 長沙市標致專利代理事務所(普通合伙) 43218
• 代理人: 楊娜

1.一種多面拼接投影的高精度觸摸交互方法，其特征在于，包括以下步驟：

將至少兩個拼接投影的第一屏幕和第二屏幕呈夾角設置，并設置適配于第一屏幕的第一紅外激光裝置、第一紅外攝像裝置和適配于第二屏幕的第二紅外激光裝置、第二紅外攝像裝置，且第一紅外激光裝置和第二紅外激光裝置的波長不同；

開啟各紅外激光裝置，分別形成平行于第一屏幕和第二屏幕表面的激光幕；

計算紅外攝像裝置的有效工作區域；

當用戶用手指或者其它物體接觸第一屏幕時，第一屏幕表面的激光幕就會與手指或物體相交，形成反射，所發射的光譜剛好能被紅外濾光片處于閉合狀態的第一紅外攝像裝置拍攝到，經過計算獲得對應點所在計算機坐標系的位置。

2.根據權利要求1所述的多面拼接投影的高精度觸摸交互方法，其特征在于，各設備的連接方法為：計算機連接融合器，融合器連接第一投影儀和第二投影儀，并將投影儀的畫面無縫拼接成第一屏幕和第二屏幕；調整紅外攝像裝置，使得紅外攝像裝置能夠看到投影屏幕的整個畫面；若第一紅外攝像裝置的畫面里面看到第一屏幕的內容，則用V11表示，第一紅外攝像裝置拍攝到的整個畫面為V1，則有同理，第二屏幕的畫面在第二紅外攝像裝置畫面里面的范圍為V21，第一紅外攝像裝置拍攝的整個畫面為V2，則有調整紅外激光裝置發射出激光幕，使得該激光幕與所對應的屏幕不交叉。

3.根據權利要求1或2所述的多面拼接投影的高精度觸摸交互方法，其特征在于，所述紅外攝像裝置的有效工作區域的獲取方法包括以下步驟：

A：設置紅外攝像裝置的有效區域：

計算機上的處理單元控制紅外攝像裝置的濾光片閉合，此時窄帶濾光片起作用，取比工作閾值T_W小P的值作為有效區域的二值化閾值，即有效區域閾值T_E＝T_W–P；再作二值化處理，對于則

g(x,y)＝0的集合V1E，即為紅外攝像裝置對應的有效區域；式中，f(x,y)表示V1像素x行y列位置處的像素灰度值；V1為紅外攝像裝置所拍攝到的整個畫面；

B：計算紅外攝像裝置的工作區域：

計算機上的處理單元控制紅外攝像裝置的濾光片打開，此時紅外攝像裝置拍攝的是無屏蔽的圖像，處理單元設置顯示圖像，即第一屏幕全部為白色，第二屏幕全部為黑色；通過選取合適的閾值t對V1進行二值化處理，對于則

g(x,y)＝255的集合V1W，即為紅外攝像裝置對應的工作區域；

C：V1E與V1W的交集V1EW即為C1的有效工作區域，即：

V1EW＝V1E∩V1W

4.根據權利要求3所述的多面拼接投影的高精度觸摸交互方法，其特征在于，所述閾值t的選取是采用最大類間方差法，用某一假定的灰度值t將圖像的灰度分成兩組，當兩組的類間方差最大時，此灰度值t就是圖像二值化的最佳閾值。

5.根據權利要求1或2或3所述的多面拼接投影的高精度觸摸交互方法，其特征在于，所述對應點所在計算機坐標系的位置獲取方法包括：在紅外攝像裝置濾光片打開的情況下，設置計算機投射背景為黑色，前景為多個白色點，計算出多個白色點的中心位置在紅外攝像裝置中的世界坐標位置，將世界坐標位置與產生這些點的計算機坐標系進行透視變換，得到相對應的透視變換矩陣，建立屏幕中的世界坐標系與計算機坐標系之間的一一映射關系；通過計算得到上述點在紅外攝像裝置中的世界坐標位置，再根據所述透視變換矩陣，計算得出上述點在計算機坐標系下對應的坐標位置。

6.一種多面拼接投影的高精度觸摸交互系統，其特征在于，包括至少兩個可觸控且呈夾角設置的第一屏幕和第二屏幕，第一屏幕配置有第一紅外激光裝置和第一紅外攝像裝置；第二屏幕配置有第二紅外激光裝置和第二紅外攝像裝置；所述第一紅外激光裝置和第二紅外激光裝置的波長不同。