[發明專利]基于發光筆和雙攝像頭的人機交互方法及系統

有效

• 申請號: 202011321506.4
• 申請日: 2020-11-23
• 公開（公告）號: CN112506361B
• 公開（公告）日: 2023-02-28
• 發明（設計）人: 田啟川;譚登峰;趙光哲;王財勇
• 申請（專利權）人: 北京建筑大學;北京仁光科技有限公司
• 主分類號: G06F3/0354
• 分類號: G06F3/0354;G06F3/00;G06F3/0487
• 代理公司: 廣東中禾共贏知識產權代理事務所(普通合伙) 44699
• 代理人: 王雄

本發明涉及人機交互系統，其包括發光筆、兩個攝像頭和主機；兩個攝像頭光軸平行于屏幕，用于從發光體側面捕獲包含所述發光體的第一和第二圖像并將其發送至主機；第一攝像頭與第二攝像頭的光軸和屏幕之間的距離相同；主機確定發光體上的平行于屏幕的目標截面在所述第一圖像中的第一起始像素點和第一終止像素點，以及確定所述目標截面在所述第二圖像中的第二起始像素點和第二終止像素點，所述目標截面為所述兩個攝像頭光軸延長線所在的平面；主機還用于根據所述第一、第二起始像素點、第一、二終止像素點的形成光路與所述目標截面的幾何關系確定觸點的程序空間坐標，并使主機進行響應。本發明可實現對屏幕的無遮擋、無死角觸控，提高人機交互效率。

技術領域

本發明涉及人機交互技術領域，尤其涉及基于發光筆和雙攝像頭的人機交互方法及系統。

背景技術

現有技術中存在激光遙控人機交互技術，其原理是，通過激光筆向屏幕發射激光束，由激光束在屏幕上形成光點，用安裝在屏幕正前方的攝像頭捕獲包含激光光點在內的屏幕圖像，主機通過二值化等一系列處理方法，分析確定光點在整個屏幕圖像中的位置，以及將所述位置轉換成主機程序空間的坐標，以及依據所述坐標進行響應，或者依據所述坐標和激光筆發射的無線控制命令，進行響應。

但以上現有技術存在的問題是，當持有激光筆的用戶處于攝像頭和屏幕之間時，由于用戶本身將遮擋攝像頭，使其不能再正常捕獲包含激光光點在內的整個屏幕圖像，因此，人機交互過程將無法繼續。

發明內容

針對以上問題，本申請提出基于發光筆和雙攝像頭的人機交互系統，其包括發光筆、兩個攝像頭和主機；

所述發光筆包括圓臺狀發光體，發光體以其端部觸控屏幕；

所述兩個攝像頭包括第一攝像頭和第二攝像頭；所述第一攝像頭被布置為使其光軸平行于屏幕，用于從發光體側面捕獲包含所述發光體的第一圖像并將其發送至主機；所述第二攝像頭被布置為使其光軸平行于屏幕，用于從發光體的不同側面捕獲包含所述發光體的第二圖像并將其發送至主機；第一攝像頭的光軸和屏幕之間的距離與第二攝像頭的光軸和屏幕之間的距離相同；

主機用于接收所述第一圖像和第二圖像，并確定發光體上的平行于屏幕的目標截面在所述第一圖像中的第一起始像素點和第一終止像素點，以及確定所述目標截面在所述第二圖像中的第二起始像素點和第二終止像素點，所述目標截面為所述兩個攝像頭光軸延長線所在的平面；

主機還用于根據所述第一起始像素點、第二起始像素點、第一終止像素點和第二終止像素點的形成光路與所述目標截面的幾何關系確定目標截面中心相對于其中一個攝像頭的第一位置坐標，由所述第一位置坐標以及所述其中一個攝像頭相對于屏幕的第二位置坐標，確定目標截面中心相對于屏幕的第三位置坐標，以及將所述第三位置坐標轉換成屏幕的主機的程序空間坐標，并使主機根據此程序空間坐標進行響應。

根據本發明的一些實施例，發光體內部包括LED光源，發光體外部包括一個圓臺狀的可透光套管；所述發光筆能夠可拆卸地套接不同尺寸的圓臺狀的可透光套管。

根據本發明的一些實施例，所述攝像頭包括線陣CCD和面陣CCD；發光體前端設置有橡膠體。

根據本發明的一些實施例，所述發光體設計為在被使用時，能沿發光體軸線方向伸縮。

根據本發明的一些實施例，所述發光筆內設置有多種顏色的LED；通過切換開關，不同顏色的LED發光；主機的響應包括根據所述第一圖像或第二圖像中的顏色信息在程序空間坐標處生成一個顏色和發光筆出射光顏色一樣的光斑。

本申請還提供一種基于發光筆和雙攝像頭的人機交互方法，所述發光筆包括圓臺狀發光體，所述方法包括；

以發光體端部觸控屏幕；

通過兩個攝像頭分別從發光體不同側面捕獲包含所述發光體的第一圖像和第二圖像；兩個攝像頭的光軸平行于屏幕，兩個攝像頭的光軸和屏幕之間的距離相同；