CN102945079A - 一种基于智能识别与控制的立体投影系统与方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于智能识别与控制的立体投影系统与方法，包括图像采集模块、手势识别模块、运动跟踪模块、三维模型操控模块、立体投影模块；图像采集模块、运动跟踪模块、三维模型操控模块获取深度图像和彩色图像，并对深度图像和彩色图像进行处理，通过获得的手势信息和手的运动轨迹控制三维场景中3D模型的运动或变化；立体投影模块根据3D模型生成的适用于光栅投影的特殊帧，整个场景中的每一帧图像投影到光栅板上展示。本发明操作流程简单、易于实施、成本低、适用范围广。

Description

一种基于智能识别与控制的立体投影系统与方法

技术领域

本发明属于立体显示技术领域，特别涉及一种基于智能识别与控制的立体投影系统与方法。

背景技术

随着计算机视觉、虚拟现实、立体投影等技术的发展，具临场感的人机交互方式和色彩丰富、视野广阔、画面真实的立体展示效果越来越受到人们的青睐。现有技术中，基于视觉的手势识别与控制的立体显示系统一般操作流程复杂、实施成本高，且需要观众戴眼镜观看演示效果，给观众带来极大的束缚感和不适感；且手势识别的前期分割方法易受光照、背景、摄像头特性等因素影响，识别率不

高；而且投影屏幕较大，被固定在特定位置，不易拆卸和搬运，使用环境受到限制。

发明内容

针对背景技术存在的问题，本发明提供一种基于智能识别与控制的立体投影系统与方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案。

一种基于智能识别与控制的立体投影系统，包括图像采集模块、手势识别模块、运动跟踪模块、三维模型操控模块、立体投影模块；图像采集模块的输出分别与手势识别模块、运动跟踪模块的输入相连；手势识别模块、运动跟踪模块的输出分别与三维模型操控模块相连；三维模型操控模块的输出与立体投影模块相连；

所述图像采集模块包括Kinect；

所述立体投影模块包括投影仪、由光栅板制成的屏幕，光栅板与投影仪相对的一面设置有消光膜。

所述光栅板可以根据需要制成大小、形状不同的屏幕。

一种基于智能识别与控制的立体投影方法，包括以下步骤：

步骤1、图像采集模块中的Kinect获取深度图像和彩色图像，并对深度图像进行处理得到骨骼数据，根据骨骼数据定位手掌的中心计算手部区域，并在彩色图像中截取手部区域，形成单独的手部图像；

步骤2、手势识别模块将截取到的手部图像进行手势识别，转换为手势信息，提供人机交互使用；

步骤3、运动跟踪模块根据骨骼数据中手部的坐标变化确定手的运动轨迹；

步骤4、三维模型操控模块根据手势信息和手的运动轨迹控制三维场景中3D模型的运动或变化；

步骤5、立体投影模块根据3D模型生成的适用于光栅投影的特殊帧，整个场景中的每一帧图像投影到光栅板上展示。

与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：

1、本发明的图像采集模块采用Kinect获取骨骼数据，运用背景建模，不易受光照、背景等因素的影响，提高了手势识别的稳定性和鲁棒性；在立体投影模块，采用设置有消光膜的光栅板作为投影屏幕实现三维场景的立体投影，观众无需戴眼镜观看演示效果，为用户带来便捷、实用的即时交互体验，且屏幕可拆卸，便于运输。

2、本发明操作流程简单、易于实施、成本低、适用范围广，特别适用于家庭、办公室或其他小型场所。

附图说明

图1为本发明中系统的结构简图。

图2为本发明中方法的流程图。

图3为本发明的使用效果图。

其中，1—红外摄像头，2—深度摄像头，3—彩色摄像头，4—计算机，5—投影仪，6—光栅板，7—消光膜。

具体实施方式

下面结合附图所示的实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，一种基于智能识别与控制的立体投影系统，包括图像采集模块、

手势识别模块、运动跟踪模块、三维模型操控模块、立体投影模块；图像采集模块的输出分别与手势识别模块、运动跟踪模块的输入相连；手势识别模块、运动跟踪模块的输出分别与三维模型操控模块相连；三维模型操控模块的输出与立体投影模块相连；图像采集模块包括Kinect，Kinect包括红外摄像头1、深度摄像头2、和彩色摄像头3；立体投影模块包括投影仪5、由光栅板6制成的屏幕，光栅板6与投影仪5相对的一面设置有消光膜7；光栅板可以根据需要制成大小、形状不同的屏幕。

消光膜由水性丙烯酸树脂、水、高岭土、乙醇、按照质量比40:25:25:10 配制而成，将上述原料融合后加入搅拌机进行沙磨，使得各原料混合均匀，用刮棒将其均匀涂覆在光栅板与观众相对的一面，根据投影仪光强，涂覆时消光膜的厚度介于75-100um之间时，达到较好的投影效果。该消光膜具有良好的消除眩光的作用，观众观看投影时不会感受到强光带来的不适。

 具体实施过程中，手势识别模块、运动跟踪模块、三维模型操控模块在计算机4上实现，计算机一端与kinect相连，另一端与投影仪相连，如图3所示，Kinect将数据传送给计算机后，计算机中的软件对其进行进一步处理，形成三维场景图像，再将图像传送给投影仪在光栅板上显示。

如图2所示，一种基于智能识别与控制的立体投影方法，包括以下步骤：

步骤1、图像采集模块中的Kinect获取深度图像和彩色图像，并对深度图像进行处理得到骨骼数据，根据骨骼数据定位手掌的中心计算手部区域，并在彩色图像中截取手部区域，形成单独的手部图像；

步骤2、手势识别模块将截取到的手部图像进行手势识别，转换为手势信息，提供人机交互使用；

步骤3、运动跟踪模块根据骨骼数据中手部的坐标变化确定手的运动轨迹；

步骤4、三维模型操控模块根据手势信息和手的运动轨迹控制三维场景中3D模型的运动或变化；

步骤5、立体投影模块根据3D模型生成的适用于光栅投影的特殊帧，整个场景中的每一帧图像投影到光栅板上展示。

Claims (3)

1.一种基于智能识别与控制的立体投影系统，其特征在于：包括图像采集模块、

手势识别模块、运动跟踪模块、三维模型操控模块、立体投影模块；图像采集模块的输出分别与手势识别模块、运动跟踪模块的输入相连；手势识别模块、运动跟踪模块的输出分别与三维模型操控模块相连；三维模型操控模块的输出与立体投影模块相连；

所述图像采集模块包括Kinect；

所述立体投影模块包括投影仪、由光栅板制成的屏幕，光栅板与投影仪相对的一面设置有消光膜。

2.根据权利要求1所述的一种基于智能识别与控制的立体投影系统，其特征在于：所述光栅板可以根据需要制成大小、形状不同的屏幕。

3.一种基于权利要求1所述的系统进行立体投影的方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1、图像采集模块中的Kinect获取深度图像和彩色图像，并对深度图像进行处理得到骨骼数据，根据骨骼数据定位手掌的中心计算手部区域，并在彩色图像中截取手部区域，形成单独的手部图像；

步骤2、手势识别模块将截取到的手部图像进行手势识别，转换为手势信息，提供人机交互使用；

步骤3、运动跟踪模块根据骨骼数据中手部的坐标变化确定手的运动轨迹；

步骤4、三维模型操控模块根据手势信息和手的运动轨迹控制三维场景中3D模型的运动或变化；

步骤5、立体投影模块根据3D模型生成的适用于光栅投影的特殊帧，整个场景中的每一帧图像投影到光栅板上展示。

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