[发明专利]交互笔检测方法及3D交互系统

权利要求书

1.一种交互笔检测方法，其特征在于，应用于3D交互系统，所述3D交互系统包括交互笔、显示器以及多个定位摄像机，所述多个定位摄像机分别设置于所述显示器的两侧，所述交互笔设置有磁力计以及光学标记点；所述方法包括：

基于双目视觉定位原理，获取所述光学标记点在所述定位摄像机视距范围内的空间坐标；

根据所述磁力计得到所述交互笔与地磁场三维坐标系的夹角，并通过光学坐标变换，得到所述显示器的正交射线与所述地磁场三维坐标系的夹角；

根据所述光学标记点在所述定位摄像机视距范围内的空间坐标确定所述交互笔的笔头；

根据所述显示器的正交射线与所述地磁场三维坐标系的夹角检测所述笔头相对所述显示器的相对方向。

2.根据权利要求1所述的交互笔检测方法，其特征在于，所述交互笔设置有陀螺仪，所述陀螺仪用于获取所述交互笔的姿态信息，所述姿态信息包括所述交互笔的俯仰角和偏航角。

3.根据权利要求2所述的交互笔检测方法，其特征在于，所述交互笔设置有多个所述光学标记点，基于所述双目视觉定位原理，获取所述光学标记点在所述定位摄像机视距范围内的空间坐标的步骤包括：

判断多个所述光学标记点是否可见；

若多个所述光学标记点均可见，根据所述双目视觉定位原理，获取多个所述光学标记点在所述定位摄像机视距范围内的空间坐标。

4.根据权利要求3所述的交互笔检测方法，其特征在于，若多个所述光学标记点均可见，所述方法还包括：

判断所述交互笔是否为首次从所述定位摄像机视距范围外进入所述定位摄像机视距范围内；

如果所述交互笔为首次从所述定位摄像机视距范围外进入所述定位摄像机视距范围内，根据所述光学标记点直接确定所述交互笔的笔头；

如果所述交互笔一直位于所述定位摄像机视距范围内，获取多个所述光学标记点在所述定位摄像机视距范围内的空间坐标，以根据多个所述光学标记点在所述定位摄像机视距范围内的空间坐标确定所述交互笔的笔头。

5.根据权利要求3所述的交互笔检测方法，其特征在于，若只有部分所述光学标记点可见，所述方法还包括：

根据所述双目视觉定位原理，获取可见的光学标记点在所述定位摄像机视距范围内的空间坐标，并根据所述陀螺仪获取所述交互笔的姿态信息；

根据所述姿态信息以及可见的光学标记点在所述定位摄像机视距范围内的空间坐标计算其余不可见的光学标记点在所述定位摄像机视距范围内的空间坐标。

6.根据权利要求3所述的交互笔检测方法，其特征在于，若多个所述光学标记点均不可见，所述方法还包括：

获取所述交互笔的移动历史记录，根据所述移动历史记录，计算所述交互笔的移动方向、移动速度及加速度，预测所述交互笔中心点的位置坐标；

获取所述交互笔的笔头与笔尾两端的光学标记点之间的距离；

根据所述陀螺仪获取所述交互笔的姿态信息；

根据所述交互笔的中心点的位置坐标、所述光学标记点之间的距离以及所述交互笔的姿态信息，计算所述交互笔的笔头与笔尾两端的光学标记点在所述定位摄像机视距范围内的空间坐标，以根据所述交互笔的笔头与笔尾两端的光学标记点在所述定位摄像机视距范围内的空间坐标确定所述交互笔的笔头。

7.根据权利要求2所述的交互笔检测方法，其特征在于，在基于双目视觉定位原理，获取所述光学标记点在所述定位摄像机视距范围内的空间坐标后，所述方法还包括：

根据获取的所述光学标记点在所述定位摄像机视距范围内的空间坐标计算所述交互笔的姿态信息；

根据计算得到的所述交互笔的姿态信息对所述陀螺仪获取的所述交互笔的姿态信息进行校正。