[发明专利]一种巨型幕多人射击互动景物定位方法

说明书

技术领域

本发明专利提供了一种解决巨形幕、多人射击互动的景物定位方,涉及计算机视觉和摄影测量等技术领域。

技术背景

模拟射击系统多年来应用于军队射击训练或警务人员的临场射击作战素质的培训,减少了子弹弹药的使用和训练场地面积,是一项有诸多优势的高新技术应用,但随着社会的物质文明和精神文明的不断发展,模拟射击技术的应用从军用走向普通大众的娱乐消费市场,人们的物质和精神消费的品质也逐步提升,不断对射击互动类型的娱乐产品的用户体验提出高要求。

传统的用于射击训练的弹着点定位方法通常是在仿真枪的枪口安装激光发射器,在幕布的同侧或异侧安装红外传感装置(多为经过过滤可见光的红外感光摄像机),数据运算单元通过红外传感装置所获取的图像,计算以幕布边框为取景框的图象内的激光光斑的像素坐标(以幕布左上角边坐标原点,横边为x轴,纵边为y轴建立图像像素坐标系),从而获取仿真枪击中幕布的位置坐标。该方法可以精确定位到仿真枪的射击击中位置,但在多人同时射击时无法区分红外传感装置采集图像中每一个激光光斑所对应的射击者身份,无法实现多人同时射击的应用需求。

实用新型[CN2692622Y]提供了一种将光源安装于幕布背后,红外传感装置安装于仿真枪的虚拟射击系统,该系统可以实现多个射击者同时运用手中的仿真枪中的红外传感装置捕捉同一个光源的影像,并根据仿真枪枪口的运动时光源像点在红外传感成像视野中的相对运动计算仿真枪的射击击中位置。发明[CN103418132A]提供了一种以家用电视等小面积成像屏幕的中心光点在仿真枪枪口摄像机成像视野中的相对运动来确定射击击中屏幕位置的方法,但此类方法的重点是假设仿真枪的瞄准线和枪口上的摄像机的光轴是平行或近似重合的位置关系,当射击者使枪口运动时摄像机光轴的延长线与屏幕的交点也相应发生改变(此交点位置即为所求的射击击中位置),同时屏幕中心光点在摄像机中的成像像点也会随之发生相对变化,运用该中心光点的像点及光轴延长线与屏幕交点的相对运动关系确定射击击中位置的坐标。该方法虽实现了光源在屏幕位置光感应装置在仿真枪中时的射击击中点定位,但当屏幕面积足够大时,由于仿真枪摄像机的成像视野无法将屏幕全部摄取,会导致摄像机光轴与屏幕交点还未到达屏幕边沿时,屏幕中心光点的像点早已离开摄像机的成像视野从而使该射击点位置确定方法失效,因此该方法无法适用于幕布面积过大的巨形幕成像的射击互动场合。

弧形或球形巨形幕能给射击者提供更高质影像效果和3D特效,更多的是给射击者带来沉浸式融入场景的逼真感,特别是时下火热的互动电影便是将优质的影像效果、场景特效和射击互动技术完美的结合,开辟出一个新兴的娱乐体验模式,市场需求蓬勃而旺盛,本发明专利提供了一种解决巨形幕、多人射击互动的景物定位方法,迎合了虚拟射击游戏和互动电影市场对技术的新需求和玩家对娱乐体验品质的高要求,在当今科学技术不断发展的前提下,越来越多的射击互动娱乐产品制造商欲引进弧形或球形巨型幕以带给玩家更高参与感的高质量娱乐体验。

发明内容

本发明针对现今娱乐市场对虚拟射击互动技术的不断发展的高要求,提供一种解决巨形幕、多人射击互动的景物定位方法。该方法可以实现多人同时射击互动,且能够在巨形幕成像场景中将幕布先分块定域再射影投射定位射击击中点位置。该方法在屏幕位置设置光学墙,布置若干数量按特殊规律排列的红外灯形成对整个屏幕的分块特征编码,采用滤去可见光的摄像机采集红外灯像点图像,嵌入式线路板中加载核心程序对摄像机传输过来的图像进行处理,最终实现上述功能。

本发明采用以下技术方案:

该巨形幕、多人射击互动的景物定位方法包括光学墙布置方法、仿真枪中摄像机配置方法及光源图像采集的特殊性设定和嵌入式线路板中数据处理核心算法。

该光学墙布置方法包括以下步骤:

步骤1:以屏幕左上角为坐标原点,以屏幕纵向边框为X轴横向边框为Y轴(由图像采集摄像机的像素坐标系方位构成决定)建立光学墙坐标系;

步骤2:将光学墙上布置若干数量的红外灯(红外灯根据屏幕材质取材,若为投影幕布则选波长足够长,散射角足够大的红外灯置于幕布后方;若为LED电子屏则取屏幕发光阵列中某些LED灯管更换为相同面积的无可见光LED红外发射管;若为其它材质视场合另选其它规格红外灯),灯的位置遵循如下规律:

a灯与灯之间按间距大小可分为密集和稀疏两种位置关系,距离小于临界值R则为密集关系,大于临界值R则为稀疏关系;

b相互间处于密集关系的灯组成一个密集区域;

c任意一个密集区内的灯与另一个密集区内的灯相互间处于稀疏关系;