[发明专利]投影定位装置及方法、交互系统和交互方法有效

专利信息
申请号: 201110302639.1 申请日: 2011-10-09
公开(公告)号: CN102508578A 公开(公告)日: 2012-06-20
发明(设计)人: 周倩;倪凯;乔晓蕊;马建设;何亮 申请(专利权)人: 清华大学深圳研究生院
主分类号: G06F3/042 分类号: G06F3/042;G01B11/00;G01B11/25;G03B17/54
代理公司: 深圳新创友知识产权代理有限公司 44223 代理人: 王震宇
地址: 518055 广东*** 国省代码: 广东;44
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摘要:
搜索关键词: 投影 定位 装置 方法 交互 系统
【权利要求书】:

1.一种投影定位方法,其特征在于,包括以下步骤:

a.  将具有设定规律的条纹图案投影到被测物体表面;

b.  摄取由被测物体表面形状所调制的变形条纹图像;

c.  根据所述变形条纹图像确定被测物体的空间位置和/或位置变化。

2.如权利要求1所述的方法,其特征在于, 所述方法用在投影仪向投影屏投影图像过程中,所述条纹图案是在每隔一帧或每隔多帧图像之间的时间间隙投影到被测物体表面。

3.如权利要求1所述的方法,其特征在于, 所述被测物体的空间位置和/或位置变化是通过形貌测量算法得到物体表面三维轮廓的重建数据来确定,所述形貌测量算法选自傅里叶变换形貌测量法FTP、相移形貌测量法PSP、调制测量形貌测量法MMP 、空间相位检测法SPD中的一者或多者。

4.如权利要求1-3任一项所述的方法,其特征在于,所述条纹图案包括:与被测物体的不同部位特征相适应的空间上的条纹组合,和/或与被测物体的姿态变换特征相适应的时序上的条纹组合。

5.如权利要求4所述的方法,其特征在于,所述设定规律的因素包括条纹的形状、粗细、间距、灰度、亮度、对比度和投影方向。

6.如权利要求1-3任一项所述的方法,其特征在于,条纹的形状为环状或直线状或波浪状或网格状。

7.如权利要求1-3任一项所述的方法,其特征在于,所述步骤c包括:先实施粗定位以大体锁定被测物体所在区域,再对其进行精确定位;和/或利用条纹灰度信息进行条纹细分处理。

8.如权利要求1-3任一项所述的方法,其特征在于,所述被测物体为人手,步骤a之前,通过建立人手三维模型,分别选取不同形式的条纹图案进行仿真运算,分析每种条纹图案对不同手形、手势、手部位、肤色及运动模式的适应能力, 来预先设定可供投影的条纹图案。

9.权利要求1-3任一项所述的方法,其特征在于,所述条纹图案为非可见光例如红外线构成的条纹图案。

10.权利要求1-3任一项所述的方法,其特征在于, 步骤c中被测物体的空间位置和/或位置变化的确定经过误差处理,所述误差处理包括:

针对被测物体的实际位置与测量位置分析误差来源,建立误差模型;

分析投影镜头和摄像镜头的光学性能因素对误差的影响,和/或分析系统整体几何结构对误差的影响,所述光学性能因素至少包括光学畸变和像散;

通过建立误差校正表或绘制误差校正曲线来进行误差校正和补偿。

11.一种基于投影定位的交互方法,用于与提供图像显示的系统进行交互,其特征在于,包括:

在显示屏上显示图像的步骤;

根据权利要求1-10任一项所述的投影定位方法相对被显示图像定位被测物体的步骤;

根据定位结果向所述系统反馈控制信息的步骤。

12.一种投影定位装置,其特征在于,包括:

投影仪,用于将具有设定规律的条纹图案投影到被测物体表面;

摄像机,用于摄取由被测物体表面形状所调制的变形条纹图像;

处理装置,用于根据所述变形条纹图像确定被测物体的空间位置和/或位置变化。

13.如权利要求12所述的投影定位装置,其特征在于,所述投影仪也用于向投影屏投影图像,所述条纹图案是在每隔一帧或每隔多帧图像之间的时间间隙投影到被测物体表面。

14.如权利要求12或13所述的投影定位装置,其特征在于,所述被测物体为人手或触控件。

15.一种基于投影定位的交互系统,其特征在于,包括显示屏和根据权利要求12-14任一项所述的投影定位装置。

16.如权利要求15所述的交互系统,其特征在于,所述显示屏为LCD显示屏或者LED显示屏或者投影屏。

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