本實用新型涉及紅外線技術、投影技術、圖像捕捉分析技術，屬于互動投影系統(tǒng)領域，具體的說是一種可移動防干擾式紅外對地投影廣告互動系統(tǒng)。

背景技術：

現(xiàn)在的室內(nèi)外廣告宣傳的載體多數(shù)是led屏幕或觸摸液晶顯示屏，在如今的環(huán)境下這種屏幕有以下缺點：

1.現(xiàn)有的對地的互動式投影，安裝方式都是固定的吊裝形式，每次更改地點時都需要手動調(diào)整設備參數(shù)，調(diào)節(jié)和定位都不方便。最大的缺陷是一次性安裝，不可以整體移動。

2.現(xiàn)有的系統(tǒng)在安裝之后，要根據(jù)現(xiàn)場的高度進行圖像采集設備與投影機的坐標匹配。因為吊裝的高度不同，所以每次安裝之后都要特殊調(diào)整，比較麻煩。

3.現(xiàn)有的互動投影的結(jié)構(gòu)不能完美地實現(xiàn)通過透明玻璃櫥窗，向櫥窗外部地面投影并互動的功能。

4.現(xiàn)有的對地互動產(chǎn)品沒有與人們的移動終端相連接，互動性有限，傳播有局限性。

5.現(xiàn)有的產(chǎn)品因為是位置是固定的，所以環(huán)境也是相對固定的，因而捕捉畫面的曝光參數(shù)不需要自動調(diào)整。

現(xiàn)有的紅外補光結(jié)構(gòu)大多是紅外燈與攝像頭在同一角度，位置相近，如圖1所示。這樣的弊端就是，當設備放置在有透明玻璃的櫥窗里面，向櫥窗外面投射影像時。攝像頭所采集到的圖像不但有櫥窗外面的實像，還有櫥窗里面通過玻璃反射的人或物體的虛像。這些虛像對系統(tǒng)的識別以及互動效果會有很大的影響。

技術實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術中存在的上述不足之處，本實用新型要解決的技術問題是提供一種可移動的、不需要重新坐標匹配的、可與移動終端相連并互動的、防止玻璃反射的對地互動投影廣告互動系統(tǒng)。

本實用新型為實現(xiàn)上述目的所采用的技術方案是：一種可移動防干擾式紅外對地投影廣告互動系統(tǒng)，包括柱體結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)支架，還包括：

圖像采集設備，固定于系統(tǒng)支架的上部，其鏡頭探出所述系統(tǒng)支架，連接電腦，用于采集某一地面固定區(qū)域的圖像，并將采集到的圖像發(fā)送給電腦；

投影設備，固定于系統(tǒng)支架的內(nèi)部，與所述圖像采集設備相鄰，連接電腦，用于在電腦的控制下向所述地面固定區(qū)域進行投影；

電腦，置于系統(tǒng)支架的內(nèi)部，用于根據(jù)內(nèi)部預設的坐標匹配規(guī)則，將圖像采集設備采集到的圖像坐標轉(zhuǎn)換為投影圖像坐標，并將投影圖像發(fā)送給投影設備；

若干個紅外線補光燈，固定于系統(tǒng)支架的下部，且發(fā)出的紅外光覆蓋所述地面固定區(qū)域。

還包括若干個移動輪，安裝于所述系統(tǒng)支架的底部。

還包括若干個調(diào)平地腳，安裝于所述系統(tǒng)支架的底部。

所述圖像采集設備采用帶可見光濾片的定焦攝像頭。

所述投影設備采用投影機。

所述紅外線補光燈為兩個，固定于系統(tǒng)支架的左右兩側(cè)。

所述系統(tǒng)支架為長方體。

所述電腦中設有與手機連接的模塊，用于接收手機發(fā)送的指令信息。

本實用新型具有以下優(yōu)點及有益效果：

1.由于本系統(tǒng)采用了定焦攝像頭和定焦投影機，而且二者都固定在系統(tǒng)支架上。所以可以根據(jù)用戶需要，移動到合適的地方對地面投影商戶的互動廣告。

2.設備移動之后，不需要重新進行圖像采集坐標和投影機坐標的匹配。

3.由于紅外補光燈與攝像頭的位置是分開擺放，這樣的結(jié)構(gòu)會避免當設備擺放在櫥窗里面而造成的干擾影像折射入攝像頭影響系統(tǒng)的識別問題。

4.本系統(tǒng)的多對一互動游戲讓會人們產(chǎn)生圍觀和互動的效果，有更有效的聚集人氣的作用。

5.本系統(tǒng)的廣告發(fā)布可以與手機中的微信相關聯(lián)，使廣告的發(fā)放更有娛樂，更容易讓用戶接受，并且有很強的針對性。

6.本系統(tǒng)的攝像頭的曝光值可以根據(jù)環(huán)境光的變化自動調(diào)整，使整系統(tǒng)在移動后的環(huán)境適應性更強。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有投影互動系統(tǒng)的成像示意圖；

圖2為本實用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；

圖3為使用本實用新型系統(tǒng)的成像示意圖；

圖4為投影機投在地上的網(wǎng)格圖；

圖5為圖像采集設備采集的半球形玻璃珠高光點圖；

圖6為經(jīng)過處理的高光點連線網(wǎng)格圖；

圖7為圖6中的一個網(wǎng)格圖；

圖8為圖4中的一個網(wǎng)格圖。

圖2中，1圖像采集設備，2投影設備，3系統(tǒng)支架，4電腦，5紅外線補光燈，6移動輪，7調(diào)平地腳；

圖1、3中，8圖像采集設備，9玻璃墻，10人虛像，11紅外線補光燈，12投影設備，13人實像。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖及實施例對本實用新型做進一步的詳細說明。

本實用新型包括圖像采集設備1、投影設備2、電腦4，圖像采集設備1的信號輸出端接至電腦4的輸入端，投影設備2的輸入端接電腦4的輸出端并由電腦4控制，還設有紅外線補光燈5、系統(tǒng)支架3；紅外線補光燈5固定在系統(tǒng)支架3的下端，電腦4放置在系統(tǒng)支架3的內(nèi)部，投影設備2放置在系統(tǒng)支架3的上部，圖像采集設備1放置在系統(tǒng)支架3的頂部。

所說的投影設備2采用投影機。

所說的圖像采集設備1采用帶可見光濾片的定焦攝像頭。

因為采用的定焦攝像頭，而且攝像頭是固定在系統(tǒng)支架3的頂部，所以從攝像頭到地面的距離是固定的，那么攝像頭采集的畫面的大小也是固定不變的。同時，投影設備2也是固定在系統(tǒng)支架3上，所以投影設備2的鏡頭端到地面的距離是固定的，那么投影設備2投射到地面上的畫面的大小和形狀都是固定不變的。而且攝像頭與投影設備2的相對位置是固定不變的，所以投影設備2投射在地面上的圖像中的每一個點的位置都會在攝像頭所捕捉到的圖像中找到一個固定的與之相對應位置。在預設時將投影圖像與捕捉圖像的匹配數(shù)據(jù)存儲在電腦4中，這樣，無論整個系統(tǒng)移動到什么位置，都不會改變這種對應關系，從而達到靈活地移動硬件系統(tǒng)的目的。

圖像采集設備1與投影設備2的坐標匹配數(shù)據(jù)的制作方法如下：

1.將圖像采集設備1和投影設備2固定安裝在系統(tǒng)支架3上。因為投影設備2與圖像采集設備1采用的都是定焦的，而且系統(tǒng)支架3的高度是固定的，所以投影設備2投在地面的圖像的大小是固定的，圖像采集設備1采集的圖像大小也是固定的。

2.用電腦4控制投影設備2，按投影設備2的最大投影尺寸投射以下的網(wǎng)格圖像到地上，如圖4所示，每個格子必須是方格。根據(jù)精度的要求，方格的橫縱數(shù)量可以自定義改變。方格的數(shù)量越大，匹配精度越高。

3.在投影的網(wǎng)格的每個交叉點上，擺上透明的半球形玻璃珠，使半球形玻璃珠的中心與網(wǎng)格的交叉點重合。

4.半球形玻璃珠在所有交叉點擺放好之后用，圖像采集設備1采集一張現(xiàn)場的圖片。因為圖像采集設備1安裝的是有可見光濾片的鏡頭，所以采集不到投影圖像的網(wǎng)格，但每個半球形玻璃珠都有一個因反射紅外而產(chǎn)生的高光點，所以采集到的圖像如圖5所示。

5.利用圖像分析軟件，將采集到的玻璃珠的高光點連線后形成如圖6所示的圖像，根據(jù)這些玻璃半球的位置信息建立采集影像坐標系，使采集影像中的交叉點上坐標與投影的影像的坐標系形成點對點的一一對應關系。

6.對經(jīng)過軟件處理的網(wǎng)格圖與與投影機投出的網(wǎng)格進行每一個點的坐標匹配。具體方法結(jié)合圖7、圖8進行說明。

如圖7所示，C點為其中的一個網(wǎng)格內(nèi)的一個點，先來判斷C點距離網(wǎng)格中的4個頂點C₁、C₂、C₃、C₄、哪個最近，然后再根據(jù)最近點的比例關系進一步分析。例如在圖4中，C點離C₂最近，再計算出經(jīng)過C₂點的橫、豎兩條線的斜率k₁、k₂:

經(jīng)過C點，分別以斜率k₁、k₂畫兩條線，并與網(wǎng)格的四周的四條線交于C_U、C_D、C_R、C_L四個點。根據(jù)兩點間的距離公式計算出C_UC、C_UC_D、C_RC、C_LC_R四條線段的長度：

之后，再算出這出條線段之間的比例關系：

根據(jù)這兩個比例關系，先在投影機投射的網(wǎng)格坐標體系中找到與C點相匹配的T點所在的網(wǎng)格，然后再根據(jù)這個網(wǎng)格的四個頂點坐標確定T點的具體坐標(參考圖8)：

x_t＝x_t1+s₁(x_t2-x_t1)；

y_t＝y(tǒng)_t1+s₂(y_t2-y_t1)；

通過以上的方法，就可以把圖像采集設備采集的圖像的坐標系與投影的網(wǎng)格坐標系建立起點與點一一對應匹配關系。

將這樣的匹配關系存儲在電腦中，無論整個系統(tǒng)硬件如何移動，只要投影平面為水平，那這么坐標的匹配關系就不會改變。也就是說，移動設備而不需要重新進行坐標匹配。

現(xiàn)在的紅外補光結(jié)構(gòu)大多是紅外線補光燈11與圖像采集設備8在同一角度，位置相近。這樣的弊端就是，當設備放置在有透明玻璃墻9里面，向玻璃墻9外面投射影像時。圖像采集設備8所采集到的圖像不但有玻璃墻9外面的實像，還有玻璃墻9里面通過玻璃反射的人或物體的虛像。這些虛像對系統(tǒng)的識別以及互動效果會有很大的影響。(參照圖1)

根據(jù)這種情況，對整個系統(tǒng)的紅外線補光燈11的位置進行了調(diào)整。將紅外線補光燈11放置在系統(tǒng)的下部。這樣，即可以對玻璃墻9外面進行紅外補光，同時又不會將玻璃墻9內(nèi)的人或物體的虛像反射到圖像采集設備8中。從而也不會對系統(tǒng)的互動性造成影響，完美地克服了玻璃墻9反射對系統(tǒng)的干擾(參照圖3)。

為了配合商家的廣告宣傳，在用戶有意無意中接近或觸摸到投影畫像時，會有相應的商戶廣告信息彈出。廣告信息可以是優(yōu)惠券、打折卡、紅包等等。用戶如果想得到相應的獎勵，可以用手機掃描圖像中的二維碼后，由電腦自動將廣告中相應的優(yōu)惠券、打折卡或紅包等信息直接通過網(wǎng)絡傳至用戶的手機中，用戶可以憑手機中獲取的信息去商家消費。這樣就可以取代用人工發(fā)傳單的方式，節(jié)省運營成本。

本系統(tǒng)還可以吸引人們參加多對一的互動游戲。也就是當人們看到地面投影的圖像可以掃碼圖像中的二維碼，然后加入互動游戲。人們可以通過自己的手機向系統(tǒng)電腦傳送游戲指令，控制地面圖像中的游戲道具進行一人或多人游戲。這樣一種圍觀的行為會引起更多人的注意，從而達到廣告宣傳的目的。

本系統(tǒng)可以根據(jù)用戶的需要而移動，但移動時因為環(huán)境變化光線也會隨之改變。為了適應移動時光線變化，系統(tǒng)電腦會預先設置標準的光線圖像。當光線發(fā)生變化時，攝像頭捕捉現(xiàn)場圖像與標準圖像進行比較。如果現(xiàn)場圖像亮度值高于標準圖像值，電腦會控制攝像頭自動降低曝光時間，使現(xiàn)場圖像的亮度與標準圖像亮度相同。反之，則提高曝光時間?？傊@樣會讓整個系統(tǒng)更加智能地適應因移動時所產(chǎn)生的環(huán)境光的變化。