CN104898394B - 基于全息投影技术的人机交互系统与方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于全息投影技术的人机交互系统与方法，其中系统包括：高透锥体、投影装置、手势传感器和主机；所述高透锥体位于所述投影装置的投影区域内；所述主机与所述投影装置电连接；所述手势传感器与所述主机信号连接；所述手势传感器用于：采集用户控制所述高透锥体中的立体影像的手势信息，根据所述手势信息生成相应的控制信号；所述主机用于：根据所述控制信号对预先存储的被投影物体的三维模型进行处理；所述投影装置用于：向所述高透锥体中投影处理后的三维模型，以形成与所述处理后的三维模型相对应的立体影像。本发明的目的在于从多个角度展示被投影物体。

Description

基于全息投影技术的人机交互系统与方法

技术领域

本发明涉及人机交互领域，具体而言，涉及一种基于全息投影技术的人机交互系统与方法。

背景技术

随着科技的进步，全息投影技术的出现给人们带来了全新的视觉享受。全息投影技术是一种虚拟成像技术，通过全息投影技术能够在空间中投影出物体的立体影像，也就是物体的虚拟三维影像，观看者观看时无需使用任何镜片。

相关技术中，全息投影技术的实现方法是将待投影物体的全息图像投影到高透锥体中，高透锥体是由高透膜制成的透明柜体，向高透锥体中投影全息图像后，观看者能够看到漂浮在柜体内的立体影像。全息图像是一种用于全息投影的图片。

现有的全息投影实现方法，投影得到的立体影像的形态是由被投影物体的全息图像决定的，对于全息图像中不存在的影像，在立体影像中同样观看不到。例如：仅拍摄一个水杯前后左右四个面的全息图片，进行投影后得到的立体水杯，相当于是由水杯前后左右四个面拼接组装而成的立体影像，由于四个全息图片中没有拍摄到水杯的顶面和底面图像，因此无论从哪个视角观看立体水杯，都观看不到水杯的顶面和底面影像。

因此相关技术中全息投影得到的立体影像，可以认为是通过全息图像组装拼接而成的伪立体影像，无法多角度任意展示被投影物体。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于全息投影技术的人机交互系统与方法，能够从多个角度展示被投影物体。

第一方面，本发明实施例提供了一种基于全息投影技术的人机交互系统，所述系统包括：高透锥体、投影装置、手势传感器和主机；

所述高透锥体位于所述投影装置的投影区域内；

所述主机与所述投影装置电连接；

所述手势传感器与所述主机信号连接；

所述手势传感器用于：采集用户控制所述高透锥体中的立体影像的手势信息，根据所述手势信息生成相应的控制信号；

所述主机用于：根据所述控制信号对预先存储的被投影物体的三维模型进行处理；

所述投影装置用于：向所述高透锥体中投影处理后的三维模型，以形成与所述处理后的三维模型相对应的立体影像。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述三维模型包括不同视角的多个分模型；

所述主机用于：根据所述控制信号对所述多个分模型分别进行处理。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述主机用于：当所述控制信号中包含旋转信号时，根据所述控制信号匹配对应的旋转轴，控制所述多个分模型分别沿所述旋转轴按预先设定的旋转数据旋转。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述主机用于：当所述控制信号中包含缩放信号时，控制所述多个分模型分别按照预设的缩放倍率进行缩放。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述预先设定的旋转数据包括：旋转速度和旋转减速度。

第二方面，本发明还提供了一种基于全息投影技术的人机交互方法，包括：

采集用户控制高透锥体中的立体影像的手势信息，根据所述手势信息生成相应的控制信号；

根据所述控制信号对预先存储的被投影物体的三维模型进行处理；

向所述高透锥体中投影处理后的三维模型，以形成与所述处理后的三维模型相对应的立体影像。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述三维模型包括不同视角的多个分模型；

所述根据所述控制信号对预先存储的三维模型进行处理，包括：

根据所述控制信号对所述多个分模型分别进行处理。

结合第二方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，所述根据所述控制信号对预先存储的三维模型进行处理，包括：

当所述控制信号中包含旋转信号时，根据所述控制信号匹配对应的旋转轴，控制所述多个分模型分别沿所述旋转轴按预先设定的旋转数据旋转。

结合第二方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第二方面的第三种可能的实施方式，其中，所述根据所述控制信号对预先存储的三维模型进行处理，包括：

当所述控制信号中包含缩放信号时，控制所述多个分模型分别按照预设的缩放倍率进行缩放。

结合第二方面的第二种可能的实施方式，本发明实施例提供了第二方面的第四种可能的实施方式，其中，所述预先设定的旋转数据包括：旋转速度和旋转减速度。

本发明实施例中，被投影物体的三维模型预先存储在主机中。通过投影装置投影三维模型，能够在高透锥体中显示被投影物体的立体影像。通过手势传感器和主机，能够根据用户对立体影像的控制，如缩放或者旋转立体影像，相应的处理被投影物体的三维模型，使得三维模型同样旋转或者缩放。通过投影装置，能够将处理过的三维模型投影至高透锥体中，以获得与处理过的三维模型相对应的立体影像，即同样缩放或者旋转后的立体影像。因此通过本发明实施例中的系统，用户能够通过手势传感器控制高透锥体中的立体影像旋转或缩放，达到人机交互的效果，从而根据用户的手势控制，多角度展示被投影物体。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本发明第一实施例所提供的基于全息投影技术的人机交互系统的结构示意图；

图2示出了本发明第二实施例所提供的基于全息投影技术的人机交互方法的流程示意图；

图3示出了本发明第三实施例所提供的基于全息投影技术的人机交互系统的左视图；

图4示出了本发明第三实施例所提供的基于全息投影技术的人机交互系统的立体示意图；

图5示出了本发明第三实施例所提供的基于全息投影技术的人机交互系统的主视图；

图6示出了本发明第三实施例所提供的基于全息投影技术的人机交互系统的俯视图；

图7示出了本发明第四实施例所提供的基于全息投影技术的人机交互系统的部分结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

110-高透锥体，120-投影装置，130-手势传感器，140-主机，150-环形支架，160-横梁，170-传动滚筒，180-底板，190-底座。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

针对相关技术中全息投影得到的立体影像，相当于是通过全息图像组装拼接而成的伪立体影像，无法多角度任意展示被投影物体的缺陷，本发明提供了一种基于全息投影技术的人机交互系统，通过手势传感器达到人机交互的效果，能够从多个角度展示被投影物体。以下通过实施例的方式进行说明。

实施例一

图1示出了本发明第一实施例所提供的基于全息投影技术的人机交互系统的结构示意图。如图1所示，一种基于全息投影技术的人机交互系统，包括：高透锥体110、投影装置120、手势传感器130和主机140；

高透锥体110位于投影装置120的投影区域内；

主机140与投影装置120电连接；

手势传感器130与主机140信号连接；

手势传感器130用于：采集用户控制高透锥体110中的立体影像的手势信息，根据手势信息生成相应的控制信号；

主机140用于：根据控制信号对预先存储的被投影物体的三维模型进行处理；

投影装置120用于：向高透锥体110中投影处理后的三维模型，以形成与处理后的三维模型相对应的立体影像。

可见，本发明实施例中，被投影物体的三维模型预先存储在主机140中。通过投影装置120投影三维模型，能够在高透锥体110中显示被投影物体的立体影像。通过手势传感器130和主机140，能够根据用户对立体影像的控制，如缩放或者旋转立体影像，相应的处理被投影物体的三维模型，使得三维模型同样旋转或者缩放。通过投影装置120，能够将处理过的三维模型投影至高透锥体110中，以获得与处理过的三维模型相对应的立体影像，即同样缩放或者旋转后的立体影像。因此通过本发明实施例中的系统，用户能够通过手势传感器130控制高透锥体110中的立体影像旋转或缩放，达到人机交互的效果，从而根据用户的手势控制，多角度展示被投影物体。

本发明实施例中，高透锥体110位于投影装置120的投影区域内，优先设置于投影装置120的上方。高透锥体110是具有四个侧面一个底面的锥形柜体，呈金字塔结构，其材料为透过率较高的透明薄膜。

投影装置120是能够投影全息图像的装置，全息图像是被投影物体的图片，全息图像可以展示被投影物体的二维图片，也可以展示被投影物体的三维模型。利用投影装置和高透锥体投影全息图像，得到被投影物体的立体影像，具体实现方法在相关技术中的使用已经比较成熟，这里不再赘述。

投影装置120包括用来投影的光源。常见的投影装置可以是能够存储图像并显示图像的背光显示屏，还可以是具有光源的能够存储投影图像的投影仪。当利用背光显示屏进行投影时，为了避免显示屏自身的光线不够，还可以借助其他光源，如灯泡或者激光光源等，使显示屏的投影效果更加清晰，此种情况下，投影装置包括背光显示屏和外加光源。将显示屏作为投影装置，能够使用户清楚的看到被投影的全息图像。能够知道，具有投影功能的装置，均在本发明的保护范围内。

本发明实施例中，主机140中预先存储有被投影物体的三维模型，投影装置120投影主机140中的三维模型，能够在高透锥体110中形成被投影物体的立体影像。

投影装置120和主机140可以为有线连接或者无线连接，手势传感器130和主机140可以为有线连接或者无线连接。

本发明实施例中，手势传感器130用于：采集用户控制高透锥体110中的立体影像的手势信息，根据手势信息生成相应的控制信号。

具体地，当用户对高透锥体110中的立体影像进行控制时，手势传感器130能够采集用户的手势信息，并将手势信息通过与手势传感器130配套的程序转换成控制信号。对于不同的手势传感器，其都有配套的程序，能够将用户的手势信息转换成控制信号，控制信号是电压信号或者电流信号。

本发明实施例中，主机140能够根据控制信号对预先存储的被投影物体的三维模型进行处理。主机140中预先存储的三维模型包括被投影物体的不同视角的多个分模型，主机140能够根据控制信号对预先存储的多个分模型分别进行处理。

优选地，主机140中包括被投影物体的四个视角的四个分模型，分别是被投影物体的前后左右四个视角的四个三维模型。将上述四个视角的四个三维模型都投影至高透锥体110中，能够得到被投影物体的立体影像。可以理解的，将被投影物体的前后左右四个视角的四个三维模型投影至高透锥体110中，相当于从前后左右四个面组装拼接成了被投影物体的立体影像。主机140根据手势传感器的控制信号控制上述四个三维模型运行。

主机140用于：当控制信号中包含旋转信号时，根据控制信号匹配对应的旋转轴，控制多个分模型分别沿旋转轴按预先设定的旋转数据旋转。

主机140中预设有旋转信号和旋转轴的匹配规则。主机140接收到控制信号后，若控制信号包含旋转信号，则主机140根据旋转信号匹配到对应的旋转轴，并按照预设的旋转数据控制其中的多个三维模型沿匹配到的旋转轴旋转。

旋转信号和旋转轴的匹配规则可以是，旋转信号中包含沿X、Y、Z三个轴旋转的信号，沿X轴旋转的信号用字符“1”表示，沿Y轴旋转的信号用字符“2”表示，沿Z轴旋转的信号用字符“3”表示，当主机读取到控制信号中包含旋转信号，且旋转信号为字符“2”时，则判断旋转轴为Y轴，从而控制多个三维模型沿Y轴旋转。

预先设定的旋转数据包括：旋转速度和旋转减速度，还可以包括旋转时长。主机140能够控制其中的多个三维模型按照一定速度旋转，或者按照一定减速度做匀减速的惯性旋转。

主机140用于：当控制信号中包含缩放信号时，控制多个分模型分别按照预设的缩放倍率进行缩放。

主机140接收到控制信号后，若控制信号包含缩放信号，则主机140按照预设的缩放倍率控制其中的多个三维模型缩放。

预先设定的缩放倍率可以是200％、50％等。主机140每接收到一次缩放信号，则进行一次缩放。若不符合用户需求，则用户控制进行下一次缩放。

为了保证投影得到的立体影像清晰完整，需要保证主机140中的多个分模型同时旋转或者缩放。

主机140对其中存储的多个三维模型进行处理后，将处理后的多个三维模型利用投影装置120进行投影，能够得到与处理后的三维模型对应的立体影像，从而实现了根据用户控制手势变换高透锥体110中的立体影像的目的，能够从多角度展示被投影物体。

通过手势传感器和主机实现立体影像控制的一种具体的实现方式如下。

首先，通过手势传感器130自带的程序，将用户的手势信息转换为键码。控制信号以键码的形式发送。

例如，若用户的手势为沿X轴旋转，则发送a的键码，若用户的手势为沿Y轴旋转，则发送b的键码，若用户的手势为放大手势，则发送q的键码，具体键码对应的控制规则可以根据需要设置，这里不再列举。

其次，主机140根据手势传感器发送的键码对其中的三维模型进行处理。

主机140中包括被投影物体的四个视角的四个分模型，分别是被投影物体的前后左右四个视角的四个三维模型。主机根据手势传感器的控制信号控制四个三维模型运行。

主机140中预先设置有不同的键码对应的不同控制规则。例如，若主机140收到的键码是a的键码，则表示将其中的四个视角的三维模型分别按照预设的旋转数据沿X轴旋转，若主机140收到的键码是b的键码，则表示将其中的四个视角的三维模型分别按照预设的旋转数据沿Y轴旋转，若主机140收到的键码是q的键码，则表示将其中的四个视角的三维模型分别按照预设的缩放倍率进行放大。

预设的旋转数据包括旋转速度、旋转时长和旋转减速度等。主机140能够控制其中的四个三维模型在接收到一次手势信号后匀速转动、或者均减速运动一定时间直到转动停止。

预设的缩放倍率可以是放大200％或者缩小50％，主机140每接收到一次缩放信号，则控制其中的三维模型进行一次缩放。若用户不满意，则用户再控制进行下一次缩放。

最后，通过投影装置120投影由主机140处理过的四个三维模型，在高透锥体110中得到旋转或者缩放过的立体影像。

应用本实施例中的方法，用户每次控制立体影像时可以选择控制高透锥体中立体影像沿某个轴旋转，或者整体放大、或整体缩小。用户通过手势传感器130实现了对立体影像的控制，从而多角度观看立体影像。

以投影水杯为例，通过本发明实施例中的系统，用户能够在高透锥体110中看到水杯的某一角度的立体影像，当用户做出旋转立体影像的手势时，手势传感器130采集用户的这一手势，生成控制信号，如键码，并将控制信号发送至主机140，主机140根据控制信号转动水杯的四个视角的四个三维模型，并发送至控制投影装置120，投影装置120向高透锥体110中投影处理后的四个三维模型，从而得到与用户的旋转手势相对应的水杯立体影像。

因此通过本发明实施例中的系统，能够根据用户的手势信号变换被投影物体的立体影像的角度，从而从多个角度展示被投影物体。

本发明实施例中，通过手势传感器130采集用户的手势信号，手势传感器的采集范围较广，能够保证用户在一定范围内的操作都能够被获取，从而保证系统的区域范围操作。

实施例二

基于实施例一的原理，实施例二提供了一种基于全息投影技术的人机交互方法。能够知道，实施例一中的描述同样适用于实施例二。如图2所示，本实施例中的基于全息投影技术的人机交互方法包括：

步骤201，采集用户控制高透锥体中的立体影像的手势信息，根据手势信息生成相应的控制信号；

步骤202，根据控制信号对预先存储的被投影物体的三维模型进行处理；

步骤203，向高透锥体中投影处理后的三维模型，以形成与处理后的三维模型相对应的立体影像。

本实施例中，三维模型包括不同视角的多个分模型。步骤202包括：根据控制信号对多个分模型分别进行处理。

步骤202包括：当控制信号中包含旋转信号时，根据控制信号匹配对应的旋转轴，控制多个分模型分别沿旋转轴按预先设定的旋转数据旋转。

步骤202包括：当控制信号中包含缩放信号时，控制多个分模型分别按照预设的缩放倍率进行缩放。

预先设定的旋转数据包括：旋转速度和旋转减速度。预先设定的旋转数据还可以包括旋转时长。

本实施例中，通过投影被投影物体的三维模型来得到立体影像。通过本发明实施例中的方法，由于能够根据用户的手势信息生成控制信号，并根据控制信号对被投影物体的三维模型进行处理，并投影处理后的三维模型，因而用户能够通过手势传感器控制高透锥体中的立体影像旋转或者缩放，达到人机交互的效果，从而根据用户的手势控制，多角度展示被投影物体。

实施例三

在实施例一和实施例二的基础上，实施例三提供了一种基于全息投影技术的人机交互系统的结构。

图3示出了本发明第一实施例所提供的基于全息投影技术的人机交互系统的左视图。如图3所示，基于全息投影技术的人机交互系统包括高透锥体110、投影装置120、手势传感器130和主机140。

高透锥体110是正四面形的椎体，位于投影装置120的上方，手势传感器130位于主机140的上方。手势传感器130位于系统最前方。

图4示出了本发明第一实施例所提供的基于全息投影技术的人机交互系统的立体结构示意图。如图4所示，本发明实施例中的基于全息投影技术的人机交互系统还包括环形支架150，横梁160，传动滚筒170，底板180，底座190。

图4中，环形支架150与投影装置120活动连接，此处的活动连接指的是可拆卸连接。环形支架150与投影装置120可以是卡接连接，还可以通过连接销等连接。

环形支架150包括弧形结构的第一端面和第二端面，由图4可知，第一端面和第二端面的截面为圆形，第一端面和第二端面为相同的对称设置的弧形结构，具有相同大小的开口。第一端面和第二端面之间具有等间距设置的相互平行的横梁160，横梁160和环形支架150可拆卸连接，连接方式可以是嵌套连接、卡接、连接销连接等。

高透锥体110与横梁160通过四个连接柱或者连接销可拆卸连接。

本实施例中的系统工作过程时，高透锥体110、投影装置120、环形支架150、横梁160之间的相对位置保持不变。将高透锥体110、投影装置120、环形支架150、横梁160设置成可拆卸连接，方便更换部件。

图3中，环形支架上的圆形虚线表示横梁160与环形支架150的连接关系。横梁160不限于圆形结构，其截面还可以是矩形截面。

图4中，基于全息投影技术的人机交互系统还包括传动滚筒170。传动滚筒170是第一传动机构的一部分。第一传动机构至少包括电机，以及与电机驱动连接的传动滚筒170，电机图中未示出。由图2可知，传动滚筒170与环形支架150相接触，当传动滚筒170转动时能带动环形支架150转动，通过环形支架150的转动，能够调整投影装置120和高透锥体110的俯仰位置，从而改变用户观看的俯仰角，以达到最好的成像效果。

为了使传动滚筒170的转动能够带动环形支架150转动，一种实现方式是，传动滚筒170与环形支架150相接触的部分为相互啮合的齿轮，通过两个齿轮的啮合达到带动转动的目的。

另一种实现方式是，传动滚筒170以接触摩擦力带动环形支架150转动。

图4中，传动滚筒170为对称设置的两个，进一步保证带动环形支架150转动。

能够知道，传动滚筒170与环形支架150之间的接触方式不限于上述两种举例，能够利用传动滚筒170的转动带动环形支架150转动的接触方式，均在本发明的保护范围内。

参考图4可知，底板180设置于传动滚筒170的下方，底板180与传动滚筒170之间保持一定间距，底板180通过螺栓与传动滚筒170可拆卸连接，手势传感器130设置在底板180上。

图4中，以环形支架150闭合的方向为后方，在底板180与环形支架150开口的同一方向，具有一突出向前的平板结构，手势传感器130设置在该凸出的平板上。从图3可见，手势传感器130的位置比环形支架150的开口位置靠前，这种靠前的设置使得手势传感器130能够准确获取用户的手势信号。将手势传感器130设置在底板180上，能够使得手势传感器130的高度符合用户手部位置。

图4中，基于全息投影技术的人机交互系统还包括设置于传动滚筒170下方的底座190。底座190为开口向下的拱形结构，具有弧形空腔，底板180穿过底座190的弧形空腔，主机140设置于弧形空腔中且位于底板180的下方。基于全息投影技术的人机交互系统的供电电源与主机140一同设置在弧形空腔中，且位于底板180的下方。

关于底座190、底板180、主机140的设置还能够从图3中看出，此处不再赘述。供电电源的设置可根据工况调整，附图中未示出。

本实施例中，将主机140设置于底座190的弧形空腔中，并位于底板180下方，使得主机140在实现其功能的同时不干扰其他部件的工作。底座190的弧形空腔中可具有容纳主机140的主机架，方便主机140的安装，主机架附图中未示出。

本实施例中，环形支架150、横梁160、传动滚筒170可以是空心的环形钢管，在保证强度的同时减轻重量。底板180、底座190可以是钢板，保证系统整体强度。

图5示出了本发明第一实施例所提供的基于全息投影技术的人机交互系统的主视图，图6示出了本发明第一实施例所提供的基于全息投影技术的人机交互系统的俯视图。由图5可知道，高透锥体110位于环形支架150的第一端面和第二端面之间，传动滚筒170位于环形支架150的下方。由图6可知，手势传感器130位于最前方，能够准确获取用户的手势信号。

本发明第一实施例中，基于全息投影技术的人机交互系统为一体化结构，通过主机140的设置，使用时能够独立运转，通过手势传感器130能够达到人机交互的效果，能够根据用户手势的变化，变换被投影物体的立体影像，进而从多个角度展示被投影物体。

本发明第一实施例中，当传动滚筒170转动时能带动环形支架150转动，通过环形支架150的转动，能够调整投影装置120和高透锥体110的俯仰位置，从而改变用户观看的俯仰角，以达到最好的成像效果，为用户提供更好的视觉效果。

实施例四

在实施例三的基础上，本发明还提供了另一种基于全息投影技术的人机交互系统的结构。

本实施例中，为了保证投影装置120的投影效果更加清晰，大小更加合适，还提供了一种实施方式，使得投影图像和投影光源之间的距离能够根据用户需要进行调节，从而保证投影得到的立体影像的大小和清晰度。

图7示出了本发明第二实施例所提供的基于全息投影技术的人机交互系统的部分结构示意图。如图7所示，投影装置120包括用于投影的光源121和全息图像存储单元122，全息图像存储单元122中存储有被投影物体的全息图像，通过光源121和全息图像存储单元122的配合，能够在高透锥体110中得到被投影物体的立体影像。光源121可以为灯泡、激光、LED光束灯，全息图像存储单元122可以为电子图像存储装置。

如图7所示，投影装置120还包括第二传动机构123，第二传动机构123可以与光源121驱动连接，或者与全息图像存储单元122驱动连接，或者分别与光源121和全息图像存储单元122驱动连接。

能够知道，通过第二传动机构123能够控制光源121或者全息图像存储单元122运动，或者同时控制二者的运动，从而改变二者之间的距离，进而调整高透锥体110中的立体影像的大小和清晰度。第二传动机构123的连接对象可以根据具体工况决定，能够调整光源和全息图像存储单元之间的距离即可。

控制第二传动机构123运动的方式可以是：设置与第二传动机构驱动连接的摇杆，通过手动或者电动摇动摇杆的方式改变光源和全息图像存储单元之间的距离。

控制第二传动机构123运动的方式还可以是：通过主机140接收手势传感器130发送的控制信号，根据控制信号控制第二传动机构123运动。

如用户做出放大的手势，则通过主机140接收控制信号，通过投影装置120控制第二传动机构运动。

如图7所示，控制第二传动机构123运动的方式还可以是：设置投影装置120与控制遥感器200信号连接，投影装置120根据控制遥感器200发送的电信号，调整光源121与全息图像存储单元122之间的距离。

控制遥感器200上可以设置表示放大的按键和表示缩小的按键，用户通过按键能够给投影装置120发送放大电信号或者缩小电信号，从而改变光源121和全息图像存储单元122之间的距离，使得立体影像放大或者缩小。

控制遥感器200可以是按键输入的方式，还可以是语音输入或者触屏输入，这里不做具体限定。

控制遥感器200能够通过输入模块、存储器、单片机和发送模块实现。输入模块用来确定用户的控制信息，存储器和单片机用来处理用户的控制信息，发送模块用来发送电信号至于投影装置120。

本发明实施例中，控制遥感器200可以是一种传感器，比如体感器，还可以是一种语音输入设备。通过控制遥感器能够实现本实施例中的系统的局域工作需求，满足其工作范围的要求。

第二传动机构123至少包括连杆、铰链、齿轮、电机中的一种或者多种，具有伸缩转动等位移功能；投影装置120通过第二传动机构调整光源与全息图像存储单元之间的距离。

第二传动机构123是用于控制光源121和全息图像存储单元122之间距离的机构，其具体配置可以是电机和齿轮，还可以是电机和连杆，还可以是电机、齿轮和曲轴，这里不全部举例。

可见，本发明第二实施例中，通过设置控制遥感器200与投影装置120信号连接，并设置第二传动机构123，能够调整光源121与全息图像存储单元122之间的距离，从而改变被投影物体立体影像的大小和清晰度，从而满足用户的观看需求。

综上所述，本发明实施例至少具有以下技术效果。

本发明实施例中，通过手势传感器和主机能够达到人机交互的效果，能够根据用户手势的变化，控制被投影物体的立体影像旋转或者缩放，进而从多个角度展示被投影物体。

本发明实施例原理清晰，结构简单，设计合理，能够方便清晰地展示出3D图像，易于操作，与用户的交互性强，可广泛用于课堂教学和科技展馆的实践之中。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种基于全息投影技术的人机交互系统，其特征在于，所述系统包括：高透锥体、投影装置、手势传感器和主机；

所述高透锥体位于投影装置的上方；所述高透锥体位于所述投影装置的投影区域内；

所述主机与所述投影装置电连接；

所述手势传感器与所述主机信号连接；

所述手势传感器用于：采集用户控制所述高透锥体中的立体影像的手势信息，根据所述手势信息生成相应的控制信号；

所述主机用于：根据所述控制信号对预先存储的被投影物体的三维模型进行处理；

所述投影装置用于：向所述高透锥体中投影处理后的三维模型，以形成与所述处理后的三维模型相对应的立体影像；

所述系统还包括环形支架和传动滚筒，传动滚筒位于环形支架的下方，系统工作过程时，高透锥体、投影装置、环形支架之间的相对位置保持不变；

所述传动滚筒与环形支架相接触，当传动滚筒转动时能带动环形支架转动，通过环形支架的转动，能够调整投影装置和高透锥体的俯仰位置，从而改变用户观看的俯仰角。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述三维模型包括不同视角的多个分模型；

所述主机用于：根据所述控制信号对所述多个分模型分别进行处理。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，

所述主机用于：当所述控制信号中包含旋转信号时，根据所述控制信号匹配对应的旋转轴，控制所述多个分模型分别沿所述旋转轴按预先设定的旋转数据旋转。

4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，

所述主机用于：当所述控制信号中包含缩放信号时，控制所述多个分模型分别按照预设的缩放倍率进行缩放。

5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，

所述预先设定的旋转数据包括：旋转速度和旋转减速度。

6.一种基于全息投影技术的人机交互方法，其特征在于，用于权利要求1所述的基于全息投影技术的人机交互系统，该方法包括：

采集用户控制高透锥体中的立体影像的手势信息，根据所述手势信息生成相应的控制信号；

根据所述控制信号对预先存储的被投影物体的三维模型进行处理；

向所述高透锥体中投影处理后的三维模型，以形成与所述处理后的三维模型相对应的立体影像；

所述传动滚筒与环形支架相接触，当传动滚筒转动时能带动环形支架转动，通过环形支架的转动，能够调整投影装置和高透锥体的俯仰位置，从而改变用户观看的俯仰角。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述三维模型包括不同视角的多个分模型；

所述根据所述控制信号对预先存储的三维模型进行处理，包括：

根据所述控制信号对所述多个分模型分别进行处理。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据所述控制信号对预先存储的三维模型进行处理，包括：

当所述控制信号中包含旋转信号时，根据所述控制信号匹配对应的旋转轴，控制所述多个分模型分别沿所述旋转轴按预先设定的旋转数据旋转。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据所述控制信号对预先存储的三维模型进行处理，包括：

当所述控制信号中包含缩放信号时，控制所述多个分模型分别按照预设的缩放倍率进行缩放。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，

所述预先设定的旋转数据包括：旋转速度和旋转减速度。