基于雷達眼的無框式多點觸控人機交互方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于雷達眼的無框式多點觸控人機交互方法及系統(tǒng)，方法實施步驟如下：通過雷達眼形成放射狀激光掃描面并檢測操作者的手指阻擋信息；通過雷達眼的調(diào)試軟件獲取被手指阻擋后的至少一個偵測點空間位置，將偵測點空間位置分別轉(zhuǎn)換為投影屏幕平面坐標(biāo)，根據(jù)投影屏幕平面坐標(biāo)控制更新輸出畫面；將更新后的輸出畫面顯示輸出。裝置包括與本發(fā)明無框式多點觸控人機交互方法對應(yīng)的雷達眼、主機和投影屏幕。本發(fā)明具有對環(huán)境光線不敏感、抗干擾能力強、定位精確可靠、實施簡單方便、使用成本低、無邊框限制、使用方式靈活、使用范圍廣的優(yōu)點。
【專利說明】基于雷達眼的無框式多點觸控人機交互方法及系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及交互式多媒體展示領(lǐng)域，具體涉及一種基于雷達眼的無框式多點觸控人機交互方法及系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)的交互式多媒體展示主要采用紅外射線法對人體動作進行定位、追蹤，基于此類技術(shù)的系統(tǒng)包括紅外攝像頭捕獲系統(tǒng)、紅外觸摸框系統(tǒng)，以及微軟研發(fā)的kinect攝像頭系統(tǒng)等等。但由于燈光以及自然光本身就含有不同數(shù)量的紅外光波，會對系統(tǒng)中使用的紅外線形成干擾，所以使用此類技術(shù)進行捕獲的系統(tǒng)在燈光較為明亮的，或者戶外的環(huán)境下，往往就會出現(xiàn)無法精準(zhǔn)定位，甚至坐標(biāo)數(shù)據(jù)誤判的情況，導(dǎo)致系統(tǒng)失靈或者過于敏感，嚴(yán)重影響使用。而這些技術(shù)上的不足，也在很大程度上制約了交互式多媒體展示方式在整個展覽展示行業(yè)中的運用和發(fā)展。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種對環(huán)境光線不敏感、抗干擾能力強、定位精確可靠、實施簡單方便、使用成本低、無邊框限制、使用方式靈活、使用范圍廣的基于雷達眼的無框式多點觸控人機交互方法及系統(tǒng)。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0005]一種基于雷達眼的無框式多點觸控人機交互方法，其實施步驟如下:1)通過雷達眼形成的放射狀激光掃描面檢測操作者的手指阻擋信息并輸出各個偵測點的射線距離；2)將所述偵測點的射線距離、雷達眼的縮放比、雷達眼的雷達射線水平面角度三者相乘得到各個偵測點的偵測點空間位置，將各個偵測點的偵測點空間位置分別轉(zhuǎn)換為投影屏幕平面坐標(biāo)，根據(jù)所述投影屏幕平面坐標(biāo)控制更新輸出畫面；3)將更新后的輸出畫面顯示輸出。
[0006]作為本發(fā)明基于雷達眼的無框式多點觸控人機交互方法的進一步改進:所述步驟2)中將偵測點空間位置分別轉(zhuǎn)換為投影屏幕平面坐標(biāo)的詳細步驟如下:2.1)將所述偵測點的射線距離、雷達眼的縮放比、雷達眼的雷達射線水平面角度三者相乘得到各個偵測點的偵測點空間位置；2.2)將各個偵測點的偵測點空間位置分別與單應(yīng)性矩陣相乘計算得到各個偵測點的平面坐標(biāo)；2.3)將各個偵測點的平面坐標(biāo)做空間轉(zhuǎn)換得到投影屏幕平面坐標(biāo)；2.4)根據(jù)所述投影屏幕平面坐標(biāo)控制更新輸出畫面。
[0007]本發(fā)明還提供一種基于雷達眼的無框式多點觸控人機交互系統(tǒng)，包括:雷達眼，用于形成放射狀激光掃描面，檢測操作者的手指阻擋信息并輸出各個偵測點的射線距離；主機，用于將所述偵測點的射線距離、雷達眼的縮放比、雷達眼的雷達射線水平面角度三者相乘得到各個偵測點的偵測點空間位置，將各個偵測點的偵測點空間位置分別轉(zhuǎn)換為投影屏幕平面坐標(biāo)，根據(jù)所述投影屏幕平面坐標(biāo)控制更新輸出畫面；投影屏幕，用于將更新后的輸出畫面顯示輸出。
[0008]作為本發(fā)明基于雷達眼的無框式多點觸控人機交互系統(tǒng)的進一步改進，所述主機包括:空間位置計算模塊，用于將所述偵測點的射線距離、雷達眼的縮放比、雷達眼的雷達射線水平面角度三者相乘得到各個偵測點的偵測點空間位置；平面坐標(biāo)計算模塊，用于將各個偵測點的偵測點空間位置分別與單應(yīng)性矩陣相乘計算得到各個偵測點的平面坐標(biāo)；屏幕坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模塊，用于將各個偵測點的平面坐標(biāo)做空間轉(zhuǎn)換得到投影屏幕平面坐標(biāo)；輸出模塊，用于根據(jù)所述投影屏幕平面坐標(biāo)控制更新輸出畫面。
[0009]本發(fā)明基于雷達眼的無框式多點觸控人機交互方法具有下述優(yōu)點:
[0010]1、本發(fā)明采用激光測距原理，利用雷達眼形成放射狀激光掃描面來實現(xiàn)對手指阻擋位置的定位對人體動作進行偵測定位，由于激光相比紅外而言，具有不受環(huán)境光干擾、單機掃描半徑大、測距精準(zhǔn)、運行穩(wěn)定等特點，因此本發(fā)明對比紅外捕獲系統(tǒng)而言，也相應(yīng)地具有定位更加精準(zhǔn)，單機捕獲面積更加大，并且任何光照環(huán)境下均能正常使用的優(yōu)點，具有對環(huán)境光線不敏感、抗干擾能力強、定位精確可靠、實施簡單方便、使用成本低的有點。
[0011]2、本發(fā)明利用雷達眼形成放射狀激光掃描面來實現(xiàn)對手指阻擋位置的定位，雷達眼形成放射狀激光掃描面只需發(fā)射端無須接收端，設(shè)備沒有邊框限制，使得該系統(tǒng)除了支持屏幕上的多點觸控外，還可以實現(xiàn)隔空體感式的交互，具有無邊框限制、使用方式靈活、使用范圍廣的優(yōu)點。
[0012]3、本發(fā)明利用雷達眼的調(diào)試軟件能夠獲取被手指阻擋后的多個偵測點空間位置，從而將偵測點空間位置分別轉(zhuǎn)換為投影屏幕平面坐標(biāo)，可以獲得多個偵測點的坐標(biāo)，從而能夠?qū)崿F(xiàn)多點觸摸。
[0013]本發(fā)明基于雷達眼的無框式多點觸控人機交互系統(tǒng)為本發(fā)明基于雷達眼的無框式多點觸控人機交互方法對應(yīng)的裝置，因此具有與本發(fā)明基于雷達眼的無框式多點觸控人機交互方法相同的技術(shù)效果，故在此不再贅述。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0015]圖1為本發(fā)明實施例方法的基本流程示意圖。
[0016]圖2為本發(fā)明實施例系統(tǒng)的屏幕上的交互原理結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖3為本發(fā)明實施例系統(tǒng)的隔空體感式的交互原理結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖例說明:1、雷達眼；12、放射狀激光掃描面；12、偵測點；2、主機；3、投影屏幕。

【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對本發(fā)明的保護范圍做出更為清楚明確的界定。
[0020]如圖1所示，本實施例基于雷達眼的無框式多點觸控人機交互方法的實施步驟如下:1)通過雷達眼形成的放射狀激光掃描面檢測操作者的手指阻擋信息并輸出各個偵測點的射線距離；2)將偵測點的射線距離、雷達眼的縮放比、雷達眼的雷達射線水平面角度三者相乘得到各個偵測點的偵測點空間位置，將各個偵測點的偵測點空間位置分別轉(zhuǎn)換為投影屏幕平面坐標(biāo)，根據(jù)投影屏幕平面坐標(biāo)控制更新輸出畫面；3)將更新后的輸出畫面顯示輸出。本實施例采用激光測距原理，利用雷達眼形成放射狀激光掃描面來實現(xiàn)對手指阻擋位置的定位對人體動作進行偵測定位，由于激光相比紅外而言，具有不受環(huán)境光干擾、單機掃描半徑大、測距精準(zhǔn)、運行穩(wěn)定等特點，因此本發(fā)明對比紅外捕獲系統(tǒng)而言，也相應(yīng)地具有定位更加精準(zhǔn)，單機捕獲面積更加大，并且任何光照環(huán)境下均能正常使用的優(yōu)點，具有對環(huán)境光線不敏感、抗干擾能力強、定位精確可靠、實施簡單方便、使用成本低的有點。
[0021]本實施例中，步驟2)中將偵測點空間位置分別轉(zhuǎn)換為投影屏幕平面坐標(biāo)的詳細步驟如下:步驟2)中將偵測點空間位置分別轉(zhuǎn)換為投影屏幕平面坐標(biāo)的詳細步驟如下:
2.1)將偵測點的射線距離、雷達眼的縮放比、雷達眼的雷達射線水平面角度三者相乘得到各個偵測點的偵測點空間位置(偵測點空間位置=偵測點的射線距離X雷達眼的縮放比X雷達眼的雷達射線水平面角度)；2.2)將各個偵測點的偵測點空間位置分別與單應(yīng)性矩陣(Homography)相乘計算得到各個偵測點的平面坐標(biāo)(偵測點的平面坐標(biāo)=偵測點空間位置X單應(yīng)性矩陣)；2.3)將各個偵測點的平面坐標(biāo)做空間轉(zhuǎn)換得到投影屏幕平面坐標(biāo)；2.4)根據(jù)投影屏幕平面坐標(biāo)控制更新輸出畫面。
[0022]如圖2所示，本實施例基于雷達眼的無框式多點觸控人機交互系統(tǒng)包括:雷達眼1，用于形成放射狀激光掃描面11，檢測操作者的手指阻擋信息并輸出各個偵測點12的射線距離；主機2，用于將偵測點12的射線距離、雷達眼I的縮放比、雷達眼I的雷達射線水平面角度三者相乘得到各個偵測點12的偵測點空間位置，將各個偵測點12的偵測點空間位置分別轉(zhuǎn)換為投影屏幕平面坐標(biāo)，根據(jù)投影屏幕平面坐標(biāo)控制更新輸出畫面；投影屏幕3，用于將更新后的輸出畫面顯示輸出。雷達眼I通過激光掃描的方式，通過激光測距定位及追蹤人體動作,將坐標(biāo)數(shù)據(jù)傳回主機2，并由主機2進行分析處理，生成聲、光、電實時交互反應(yīng)，主機2能夠?qū)崿F(xiàn)在任意水平面(包括投影、液晶屏或者LED屏幕)上實現(xiàn)多人觸控，以及隔空的多點體感操控，并且不受任何環(huán)境光線的影響，從而能夠克服現(xiàn)有技術(shù)對環(huán)境光線依賴強的問題。
[0023]本實施例中，雷達眼I的型號為Rexgo-radarEye_xl8,雷達眼I與主機2之間采用USB電纜連接。此外，雷達眼I也可以根據(jù)需要采用網(wǎng)絡(luò)的方式與主機2相連，從而使得雷達眼I與主機2之間的數(shù)據(jù)傳輸距離更長，應(yīng)用更加靈活方便。
[0024]本實施例中，主機2包括:空間位置計算模塊，用于將偵測點12的射線距離、雷達眼I的縮放比、雷達眼I的雷達射線水平面角度三者相乘得到各個偵測點12的偵測點空間位置(偵測點空間位置=偵測點12的射線距離X雷達眼I的縮放比X雷達眼I的雷達射線水平面角度)；平面坐標(biāo)計算模塊，用于將各個偵測點12的偵測點空間位置分別與單應(yīng)性矩陣(Homography)相乘計算得到各個偵測點12的平面坐標(biāo)(偵測點12的平面坐標(biāo)=偵測點空間位置X單應(yīng)性矩陣)；屏幕坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模塊，用于將各個偵測點12的平面坐標(biāo)做空間轉(zhuǎn)換得到投影屏幕平面坐標(biāo)；輸出模塊，用于根據(jù)投影屏幕平面坐標(biāo)控制更新輸出畫面。
[0025]本實施例除了圖2所示的支持屏幕上式的交互(雷達眼I裝設(shè)于投影屏幕3上方)外，還可以實現(xiàn)支持隔空體感式的交互。如圖3所示，本實施例實現(xiàn)隔空體感式的交互時，雷達眼I裝設(shè)于投影屏幕3前方相隔指定的距離。
[0026]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，本發(fā)明的保護范圍并不僅限于上述實施方式，凡是屬于本發(fā)明原理的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護范圍。對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明的原理的前提下進行的若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種基于雷達眼的無框式多點觸控人機交互方法，其特征在于實施步驟如下:1)通過雷達眼形成的放射狀激光掃描面檢測操作者的手指阻擋信息并輸出各個偵測點的射線距離；2)將所述偵測點的射線距離、雷達眼的縮放比、雷達眼的雷達射線水平面角度三者相乘得到各個偵測點的偵測點空間位置，將各個偵測點的偵測點空間位置分別轉(zhuǎn)換為投影屏幕平面坐標(biāo)，根據(jù)所述投影屏幕平面坐標(biāo)控制更新輸出畫面；3)將更新后的輸出畫面顯不輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雷達眼的無框式多點觸控人機交互方法，其特征在于:所述步驟2)的詳細步驟如下:2.1)將所述偵測點的射線距離、雷達眼的縮放比、雷達眼的雷達射線水平面角度三者相乘得到各個偵測點的偵測點空間位置；2.2)將各個偵測點的偵測點空間位置分別與單應(yīng)性矩陣相乘計算得到各個偵測點的平面坐標(biāo)；2.3)將各個偵測點的平面坐標(biāo)做空間轉(zhuǎn)換得到投影屏幕平面坐標(biāo)；2.4)根據(jù)所述投影屏幕平面坐標(biāo)控制更新輸出畫面。
3.一種基于雷達眼的無框式多點觸控人機交互系統(tǒng)，其特征在于包括:雷達眼(1)，用于形成放射狀激光掃描面，檢測操作者的手指阻擋信息并輸出各個偵測點的射線距離；主機(2)，用于將所述偵測點的射線距離、雷達眼(I)的縮放比、雷達眼(I)的雷達射線水平面角度三者相乘得到各個偵測點的偵測點空間位置，將各個偵測點的偵測點空間位置分別轉(zhuǎn)換為投影屏幕平面坐標(biāo)，根據(jù)所述投影屏幕平面坐標(biāo)控制更新輸出畫面；投影屏幕(3)，用于將更新后的輸出畫面顯示輸出。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于雷達眼的無框式多點觸控人機交互系統(tǒng)，其特征在于:所述主機⑵包括:空間位置計算模塊，用于將所述偵測點的射線距離、雷達眼⑴的縮放t匕、雷達眼(I)的雷達射線水平面角度三者相乘得到各個偵測點的偵測點空間位置；平面坐標(biāo)計算模塊，用于將各個偵測點的偵測點空間位置分別與單應(yīng)性矩陣相乘計算得到各個偵測點的平面坐標(biāo)；屏幕坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模塊，用于將各個偵測點的平面坐標(biāo)做空間轉(zhuǎn)換得到投影屏幕平面坐標(biāo)；輸出模塊，根據(jù)所述投影屏幕平面坐標(biāo)控制更新輸出畫面。
【文檔編號】G06F3/042GK104423721SQ201310395004
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年9月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月2日
【發(fā)明者】苗注雨 申請人:苗注雨