[发明专利]交互笔检测方法及3D交互系统

说明书

本公开提供一种交互笔检测方法及3D交互系统，涉及立体交互技术领域。本公开提供的交互笔检测方法及3D交互系统，基于双目视觉定位原理，获取交互笔上的光学标记点在定位摄像机视距范围内的空间坐标，并根据交互笔中的磁力计得到交互笔与地磁场三维坐标系的夹角，通过光学坐标变换，得到显示器的正交射线与地磁场三维坐标系的夹角，因此可以根据光学标记点在定位摄像机视距范围内的空间坐标确定交互笔的笔头以及根据显示器的正交射线与地磁场三维坐标系的夹角检测笔头相对显示器的相对方向，进而，提高了交互笔空间定位的精确性以及交互操作的精确性。

技术领域

本公开涉及立体交互技术领域，具体而言，涉及一种交互笔检测方法及3D交互系统。

背景技术

目前，实现3D立体交互的计算机系统大多基于光学定位摄像头，实时获取交互笔在立体空间中的位置以及姿态信息，按照一定的算法计算出交互笔在现实立体空间坐标系中的位置，再在计算机建立的虚拟三维空间坐标系中映射出交互笔的虚拟空间位置，但是，3D立体交互的精确度仍有待提高。

发明内容

有鉴于此，本公开提供一种交互笔检测方法及3D交互系统。

本公开提供的交互笔检测方法，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。

进一步的，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。

进一步的，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。

进一步的，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。

进一步的，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。

进一步的，若多个所述光学标记点均不可见，所述方法还包括：