[发明专利]一种基于激光雷达定位的大屏幕交互系统

说明书

本发明公开了一种基于激光雷达定位的大屏幕交互系统，属于人机交互领域。它包括如下模块：数据采集与处理模块，用于采集并处理激光雷达串口数据，通过对雷达串口数据进行分类后再聚类计算的方法获取有效坐标；坐标转换模块，用于将有效坐标转化为屏幕坐标；触控模块，用于屏幕坐标的输出与识别；定位模块，用于输出屏幕坐标与实现交互；局域网控制模块，用于数据传输与广播。本发明将激光雷达触控技术用于大屏幕交互，并且克服了雷达数据无法直接应用的技术难题，通过先分类再聚类的方法获得精准的有效数据，提升了软件开发效率与稳定性，可复用性强，软件数据独立性非常高，可以实现多雷达叠加使用，方便拓展。

技术领域

本发明属于人机交互技术领域，具体地说，涉及一种基于激光雷达定位的大屏幕交互系统。

背景技术

墙幕和地幕等大屏幕采用先进的计算机技术，能够营造一种奇幻动感的交互体验，产生许多诸如动画、旋转、飘动等新奇的效果。它们的表现手法灵活、画面新颖时尚、声音与动画相结合，能有效吸引受众的视线，在人群密集、人流量大的场所提高回头率和平均浏览时间，可以很好的活跃气氛，增加科技含量，提高现场人气度，吸引行人驻足观赏，大大提高品牌知名度和记忆度。但是，目前大型的地幕、墙幕多数采用摄像头或体感设备进行互动交互，存在着对环境要求高、检测灵敏度不够和硬件配置要求高等问题。

激光雷达触控技术采用激光雷达探测装置形成放射状激光扫描面，通过检测所述扫描面上的触摸动作进而定位一个或多个触摸点的位置关系，相对于传统红外、摄像头或体感技术，对环境的光线不敏感，抗干扰能力强。但是，雷达扫描获取数据量巨大，含有大量的无效数据，不能直接用于软件开发。

公开号为CN108648277A，公开日为2018年10月12日的中国发明专利申请公开了一种激光雷达点云数据的快速重建方法，首先获取激光雷达发送的距离数据和二维振镜发送的角度数据，转换为三维点云坐标，并进行格式化操作；然后对点云数据进行聚类标记和拟合，以剔除离群点；接着遍历相邻扫描线寻找基准线，并以两基准线为一组进行三角网格化；最后结合三角网格和设定的物体模型光照参数进行上色渲染，完成物体重建。本发明避免了传统方法的空洞效应，并且具有速度快、精度高和鲁棒性好等突出优势。该专利并没有进行有效的数据分类和区域识别。

发明内容

1、要解决的问题

针对现有激光雷达输出数据量大，数据解码算法复杂，且无法直接应用于软件开发需求的问题，本发明提供了一种基于激光雷达定位的大屏幕交互系统。本发明使用统一的API和数据结构，提升了软件开发效率与稳定性，可复用性强，软件数据独立性非常高，可以实现多雷达叠加使用，方便拓展。

2、技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种基于激光雷达定位的大屏幕交互系统，包括如下模块：

(1)数据采集与处理模块，用于采集并处理激光雷达串口数据，然后再通过对雷达串口数据进行分类后再聚类计算的方法获取有效坐标；

(2)坐标转换模块，用于将有效坐标转化为屏幕坐标；

(3)触控模块，用于屏幕坐标的输出与识别；

(4)定位模块，用于输出屏幕坐标与实现交互；

(5)局域网控制模块，用于数据传输与广播。

作为优化方案，数据采集与处理模块用于采集并处理激光雷达串口数据的具体操作过程如下：

S11、启动后台线程，实时获取雷达串口数据，在雷达串口数据到达后，解码雷达串口数据；

S12、对得到的雷达串口数据进行校验和解析，得到雷达扫描平面的扫描坐标(x,y)：