CN112995621B - 一种具有红外唤醒功能的智能投影装置和监控方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具有红外唤醒功能的智能投影装置和监控方法，其中智能投影装置应用于台球运动辅助系统，台球运动辅助系统还包括：台球桌、台球杆、台球、视频获取系统、中央控制器和第一通讯模块；包括：红外唤醒模块，设置在台球桌上或靠近台球桌的地面上，用于检测人体发出的红外线生成唤醒信号；交互模块，与红外唤醒模块连接，设置在台球桌上或台球桌的上方的天花板上，用于接收到唤醒信号后开启获取用户的交互动作，并基于交互动作生成交互信息；投影模块，与交互模块连接，用于接收到交互信息后开启并进行投影。本发明的具有红外唤醒功能的智能投影装置，通过红外唤醒模块和交互模块提高了智能投影装置开机的智能化及快捷化。

Description

一种具有红外唤醒功能的智能投影装置和监控方法

技术领域

本发明涉及智能投影装置技术领域，特别涉及一种具有红外唤醒功能的智能投影装置和监控方法。

背景技术

目前，台球，因其玩法简单且变化多样，吸引各个层次的爱好者。随着科技的发展，出现了多种辅助台球训练或娱乐的系统，一般都是采用投影模块辅助台球训练，但是在需要使用投影模块时往往需要人员手动开启，并且开启后还需热机过程，使用不方便。

发明内容

本发明目的之一在于提供了一种具有红外唤醒功能的智能投影装置，通过红外唤醒模块和交互模块提高了智能投影装置开机的智能化及快捷化。

本发明实施例提供的一种具有红外唤醒功能的智能投影装置，应用于台球运动辅助系统，台球运动辅助系统还包括：台球桌、台球杆、台球、视频获取系统、中央控制器和第一通讯模块；包括：

红外唤醒模块，设置在台球桌上或靠近台球桌的地面上，用于检测人体发出的红外线生成唤醒信号；

交互模块，与红外唤醒模块连接，设置在台球桌上或台球桌的上方的天花板上，用于接收到唤醒信号后开启获取用户的交互动作，并基于交互动作生成交互信息；

投影模块，与交互模块连接，用于接收到交互信息后开启并进行投影。

优选的，红外唤醒模块包括：

第一红外传感器，设置在台球桌上的第一预设位置或靠近台球桌的地面上第一预设区域；

第二红外传感器，设置在台球桌上的第二预设位置或靠近台球桌的地面上第二预设区域；

第一控制器，分别与第一红外传感器和第二红外传感器电连接，

当第一控制器通过第一红外传感器检测到人体时发出表示第一唤醒模式的唤醒信号；交互模块接收到唤醒信号后获取第一红外传感器对应的第一目标区域内用户的互动动作；

当第二控制器通过第二红外传感器检测到人体时发出表示第二唤醒模式的唤醒信号；交互模块接收到唤醒信号后获取第二红外传感器对应的第二目标区域内用户的互动动作；

当第二控制器通过第二红外传感器和第一红外传感器都检测到人体时发出表示第三唤醒模式的唤醒信号；交互模块接收到唤醒信号后获取第二红外传感器对应的第二目标区域内用户的互动动作和第一红外传感器对应的第一目标区域内用户的互动动作。

优选的，互动模块包括：

第一摄像装置，用于拍摄第一目标区域的第一图像；

第二摄像装置，用于拍摄第二目标区域的第二图像；

第二控制器，分别与第一摄像装置和第二摄像装置电连接；

当第二控制器接收到第一唤醒模式的唤醒信号时，第二控制器执行如下操作：

获取第一摄像装置拍摄的第一目标区域的第一图像；

对第一图像进行图像识别，确定第一图像中第一用户的第一手部状态信息；第一手部状态信息包括：是否持有台球杆、是否有指向性动作、是否有互动手势其中一种或多种结合；

当第一手部状态信息中第一用户未持有台球杆时，生成第一交互指令，投影模块接收到第一交互指令后对球杆位置进行灯光投射；

当第一手部状态信息中第一用户存在指向性动作时，获取指向性动作指向的区域的第二图像，对第二图像进行识别，当存在第二用户时，生成第二交互指令确定第二图像中第二用户的第二手部状态信息；第二手部状态信息包括：是否持有台球杆、是否有指向性动作、是否有互动手势其中一种或多种结合；

获取第一用户的面部信息和第二用户的面部信息，并将第一用户的面部信息和第二用户的面部信息发送至中央控制器；中央控制器调取历史对局信息，当第一用户与第二用户存在未完成对局时，第二控制器接收中央控制器发送的对局信息并将对局信息和第二交互指令发送至投影模块，投影模块接收到第二交互指令后对第一用户和/或第二用户进行灯光投射，并基于对局信息对台球桌进行投影；

当第一手部状态信息中第一用户不存在指向性动作但存在互动手势时，生成第三交互指令；第一投影装置接收到第三交互指令时，投影与互动手势对应的画面；

当第一手部状态信息中第一用户不存在指向性动作且不存在互动手势时，生成第四交互指令；第一投影装置接收到第四交互指令时，投影与第四交互指令对应的预设的初始画面。

优选的，当第二控制器接收到第三唤醒模式的唤醒信号时，第二控制器执行如下操作：

获取第一摄像装置拍摄的第一目标区域的第一图像；

获取第二摄像装置拍摄的第二目标区域的第二图像；

当第一图像中存在第一用户且第二图像中存在第三用户时，生成第二交互指令；

对第一图像进行图像识别，确定第一图像中第一用户的第一手部状态信息；

对第二图像进行图像识别，确定第二图像中第三用户的第三手部状态信息；

当第一手部状态信息中第一用户未持有台球杆或第三手部状态信息中第二用户未持有台球杆时，生成第一交互指令，投影模块接收到第一交互指令后对球杆位置进行灯光投射；

当第一手部状态信息或第三手部状态信息中不存在互动手势时，将第二交互指令发送至投影模块，投影模块接收到第二交互指令后对第一用户和/或第三用户进行灯光投射并进行新开局的台球运动的投影；

当第一手部状态信息或第三手部状态信息中存在开启历史对局的互动手势时，获取第一用户的面部信息和第三用户的面部信息，并将第一用户的面部信息和第三用户的面部信息发送至中央控制器；中央控制器调取历史对局信息，当第一用户与第三用户存在未完成对局时，第二控制器接收中央控制器发送的对局信息并将对局信息和第二交互指令发送至投影模块，投影模块接收到第二交互指令后对第一用户和/或第三用户进行灯光投射，并基于对局信息对台球桌进行投影。

优选的，红外唤醒模块包括：

至少两个第三红外传感器，设置在台球桌的地面上第三预设区域；第三红外传感器按照与台球桌的距离由远到近排布设置；

第一控制器，分别与每个第三红外传感器电连接；第一控制器获取第三红外传感器的触发情况，基于触发情况发出表示第四唤醒模式的唤醒信号；

其中，基于触发情况发出表示第四唤醒模式的唤醒信号包括：

解析触发情况，确定第三红外传感器的触发顺序和触发的时间间隔；

当触发顺序按照与台球桌的距离由远到近依次触发且时间间隔在预设的触发阈值内时，发出表示第四唤醒模式的唤醒信号。

优选的，第三预设区域为四个，分别位于台球桌的四周；

交互模块包括多个第三摄像装置，第三摄像装置与第三预设区域一一对应；第三摄像装置用于拍摄第三预设区域的第三图像；第三摄像装置都与第二控制器电连接；

当在同一预设的第一时间段内两个第三预设区域中的第三红外传感器被触发且都能发出第四唤醒模式的唤醒信号时，第二控制器控制对应的两个第三摄像装置获取第三图像，基于第三图像确定准备参加台球运动的用户并获取准备参加台球运动的用户的交互信息，当确定准备参加台球运动的用户为两人时，投影模块的投影模式为双人对战模式；

当在同一预设的第一时间段内三个第三预设区域中的第三红外传感器被触发且都能发出第四唤醒模式的唤醒信号时，第二控制器控制对应的三个第三摄像装置获取第三图像，基于第三图像确定准备参加台球运动的用户并获取准备参加台球运动的用户的交互信息，当确定准备参加台球运动的用户为三人时，将对称设置的两个第三预设区域中的用户作为参加台球运动的用户；并且投影模块的投影模式为双人对战模式；

当在同一预设的第一时间段内四个第三预设区域中的第三红外传感器都被触发且都能发出第四唤醒模式的唤醒信号时，第二控制器控制对应的四个第三摄像装置获取第三图像，基于第三图像确定准备参加台球运动的用户并获取准备参加台球运动的用户的交互信息，当确定准备参加台球运动的用户为四人时，将对称设置的两个第三预设区域中的用户作为一组，形成两组用户，将两组用户作为参加台球运动的用户；并且投影模块的投影模式为两组双人对战模式；

和/或，

当在当前的第一时间段内确定参加台球运动的用户为两人时，在下一个第一时间段内，与参加台球运动的用户触发的第三预设区域再次被触发时，将再次触发第三预设区域的用户与确定参加台球运动的用户基于第三预设区域进行分组，形成两组用户，将两组用户作为参加台球运动的用户；并且投影模块的投影模式为两组双人对战模式。

优选的，投影模块包括：

至少一个第一投影装置，用于对台球杆放置处进行投射灯光；

至少一个第二投影装置，用于对用户进行灯光投射；

至少一个第三投影装置，用于对台球桌进行对局信息的投射；

第三控制器，分别与第一投影装置、第二投影装置和第三投影装置电连接；用于控制第一投影装置、第二投影装置和第三投影装置的启动及投影模式的切换。

优选的，第三控制器控制第二投影装置对用户进行灯光投射之前，执行如下操作：

建立三维坐标空间；

将每个第二投影装置映射值三维坐标空间内；获取每个第二投影装置的投影向量；

获取用户的用户图像，基于用户图像建立用户模型，并将用户模型映射值三维坐标空间内，确定用户的面向的方向向量；

基于方向向量和投影向量，计算出灯光与用户面向的夹角，计算公式如下：

;

其中，

为反余弦函数；

为所述方向向量与第

个所述第二投影装置的所 述投影向量的夹角；

、

、

分别为所述投影向量中各个数据的值；

、

、

分别为所述方向向量中各个数据的值；

采用夹角与90度角之间的差值最小的第二投影装置对用户进行灯光投射。

优选的，第三投影装置包括：

红点射灯，用于在台球桌上投射出台球的位置；

球号投影灯，用于在红点射灯投射的位置旁投射出该位置的球号。

本发明还提供一种监控方法，基于上述任一具有红外唤醒功能的智能投影装置，

包括：

通过红外唤醒模块检测人体发出的红外线生成唤醒信号；

当交互模块接收到唤醒信号后开启获取用户的交互动作，并基于交互动作生成交互信息；

当投影模块接收到交互信息后开启并进行投影。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明实施例中一种具有红外唤醒功能的智能投影装置的示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供了一种具有红外唤醒功能的智能投影装置，应用于台球运动辅助系统，台球运动辅助系统还包括：台球桌、台球杆、台球、视频获取系统、中央控制器和第一通讯模块；如图1所示，包括：

红外唤醒模块1，设置在台球桌上或靠近台球桌的地面上，用于检测人体发出的红外线生成唤醒信号；

交互模块2，与红外唤醒模块1连接，设置在台球桌上或台球桌的上方的天花板上，用于接收到唤醒信号后开启获取用户的交互动作，并基于交互动作生成交互信息；

投影模块3，与交互模块2连接，用于接收到交互信息后开启并进行投影。

上述技术方案的工作原理及有益效果为：

在台球辅助运动系统中智能投影装置为核心部件，例如可以投影出辅助训练的辅助线、投影出辅助显示台球运动速度的辅助影像、轨迹影像等，从视觉上提高用户的台球运动体验；为了实现投影模块或台球辅助运动系统的快速开机，通过红外唤醒模块生成唤醒信号，唤醒信号输送到交互模块将交互模块唤醒，接收与用户交互，根据用户的交互确定用户的需求，进而生成交互信息，当投影模块接收到交互信息时开启，并且基于交互信息的具体内容控制投影模块的投影模式；也就是说如果交互模块通过与用户的交互未获得交互信息时，投影模块就不会启动；实现避免了红外唤醒模块误触发而直接进行启动的情况，降低了待机时的台球运动辅助系统的能耗。例如：当用户靠近台球桌时，此时红外唤醒模块检测到用户，向交互模块发出唤醒信号，交互模块启动拍摄红外唤醒模块感应区域的图片，获取用户的交互动作，进而根据交互动作启动投影模块，通过红外唤醒模块和交互模块提高了智能投影装置开机的智能化及快捷化。其中，台球运动辅助系统中的中央控制器通过视频获取系统拍摄台球桌空间内的图像，基于图像识别技术确定台球的位置，进而构建虚拟台球空间，建立虚拟台球模型，实现虚拟与现实相结合，进而实现辅助用户进行训练。

在一个实施例中，红外唤醒模块包括：

第一红外传感器，设置在台球桌上的第一预设位置或靠近台球桌周围的地面上第一预设区域；

第二红外传感器，设置在台球桌上的第二预设位置或靠近台球桌周围的地面上第二预设区域；

第一控制器，分别与第一红外传感器和第二红外传感器电连接，

当第一控制器通过第一红外传感器检测到人体时发出表示第一唤醒模式的唤醒信号；交互模块接收到唤醒信号后获取第一红外传感器对应的第一目标区域内用户的互动动作；

当第二控制器通过第二红外传感器检测到人体时发出表示第二唤醒模式的唤醒信号；交互模块接收到唤醒信号后获取第二红外传感器对应的第二目标区域内用户的互动动作；

当第二控制器通过第二红外传感器和第一红外传感器都检测到人体时发出表示第三唤醒模式的唤醒信号；交互模块接收到唤醒信号后获取第二红外传感器对应的第二目标区域内用户的互动动作和第一红外传感器对应的第一目标区域内用户的互动动作。

上述技术方案的工作原理及有益效果为：

红外唤醒模块设置有两个唤醒区域（例如第一预设位置和第二预设位置，或，第一预设区域和第二预设区域）；台球一般都为双人运动，当用户通过任意一个唤醒区域唤醒时，进入单人唤醒模式，在进行台球运动过程中投影模块将第一目标区域或第二目标区域内的用户采用光环标注，使观众可以更明确台球运动的选手，并且可以使互动模块明确互动的用户；当第一红外传感器和第二红外传感器同时被触发时，互动模块同时获取第一目标区域和第二目标区域内的用户的互动动作，综合两个目标区域内用户的互动动作确定投影模块投影的初始画面和模式。更进一步地，可以分别设置两对红外传感器，即第一红外传感器为两个，第二红外传感器为两个，第一传感器器和第二传感器分别设于台球桌的四面，实现用户不管从哪个方向都可以触发，进一步提高智能投影装置的触发速度，提高台球运动辅助系统的响应速度。第一目标区域和第二目标区域都是预先存储或设置好的，根据第一红外传感器或第二红外传感器的具体安装位置进行预设的。

在一个实施例中，互动模块包括：

第一摄像装置，用于拍摄第一目标区域的第一图像；

第二摄像装置，用于拍摄第二目标区域的第二图像；

第二控制器，分别与第一摄像装置和第二摄像装置电连接；

当第二控制器接收到第一唤醒模式的唤醒信号时，第二控制器执行如下操作：

获取第一摄像装置拍摄的第一目标区域的第一图像；

对第一图像进行图像识别，确定第一图像中第一用户的第一手部状态信息；第一手部状态信息包括：是否持有台球杆、是否有指向性动作、是否有互动手势其中一种或多种结合；

当第一手部状态信息中第一用户未持有台球杆时，生成第一交互指令，投影模块接收到第一交互指令后对球杆位置进行灯光投射；

当第一手部状态信息中第一用户存在指向性动作时，获取指向性动作指向的区域的第二图像，对第二图像进行识别，当存在第二用户时，生成第二交互指令并确定第二图像中第二用户的第二手部状态信息；第二手部状态信息包括：是否持有台球杆、是否有指向性动作、是否有互动手势其中一种或多种结合；

当第一手部状态信息或第二手部状态信息中不存在互动手势时，将第二交互指令发送至投影模块，投影模块接收到第二交互指令后对第一用户和/或第二用户进行灯光投射并进行新开局的台球运动的投影；

当第一手部状态信息或第二手部状态信息中存在开启历史对局的互动手势时，获取第一用户的面部信息和第二用户的面部信息，并将第一用户的面部信息和第二用户的面部信息发送至中央控制器；中央控制器调取历史对局信息，当第一用户与第二用户存在未完成对局时，第二控制器接收中央控制器发送的对局信息并将对局信息和第二交互指令发送至投影模块，投影模块接收到第二交互指令后对第一用户和/或第二用户进行灯光投射，并基于对局信息对台球桌进行投影；

当第一手部状态信息中第一用户不存在指向性动作但存在互动手势时，生成第三交互指令；第一投影装置接收到第三交互指令时，投影与互动手势对应的画面；

当第一手部状态信息中第一用户不存在指向性动作且不存在互动手势时，生成第四交互指令；第一投影装置接收到第四交互指令时，投影与第四交互指令对应的预设的初始画面。

上述技术方案的工作原理及有益效果为：

交互模块获取用户的手部情况，当用户手部未持有台球杆时，通过第一投影装置投影进行台球杆位置的投射，提醒用户。此外还可通过指向性动作确定与用户一起进行台球运动的人员；当用户不存在指向性动作时，第一投影装置投影出预设的初始画面，然后通过交互模块接收用户的交互操作进行初始画面的选择及操作，例如初始画面为初始操作菜单，用户可以通过交互的方式进行操作，更换训练模式，即切换台球运动辅助系统的工作模式。

在一个实施例中，当第二控制器接收到第三唤醒模式的唤醒信号时，第二控制器执行如下操作：

获取第一摄像装置拍摄的第一目标区域的第一图像；

获取第二摄像装置拍摄的第二目标区域的第二图像；

当第一图像中存在第一用户且第二图像中存在第三用户时，生成第二交互指令；

对第一图像进行图像识别，确定第一图像中第一用户的第一手部状态信息；

对第二图像进行图像识别，确定第二图像中第三用户的第三手部状态信息；

当第一手部状态信息中第一用户未持有台球杆或第三手部状态信息中第二用户未持有台球杆时，生成第一交互指令，投影模块接收到第一交互指令后对球杆位置进行灯光投射；

当第一手部状态信息或第三手部状态信息中不存在互动手势时，将第二交互指令发送至投影模块，投影模块接收到第二交互指令后对第一用户和/或第三用户进行灯光投射并进行新开局的台球运动的投影；

当第一手部状态信息或第三手部状态信息中存在开启历史对局的互动手势时，获取第一用户的面部信息和第三用户的面部信息，并将第一用户的面部信息和第三用户的面部信息发送至中央控制器；中央控制器调取历史对局信息，当第一用户与第三用户存在未完成对局时，第二控制器接收中央控制器发送的对局信息并将对局信息和第二交互指令发送至投影模块，投影模块接收到第二交互指令后对第一用户和/或第三用户进行灯光投射，并基于对局信息对台球桌进行投影。

上述技术方案的工作原理及有益效果为：

当第一红外传感器和第二红外传感器同时被触发时，第一摄像装置和第二摄像装置同时被触发确定，第一目标区域和第二目标区域是否都有人，当都有人时，确定两个区域的用户为参加台球运动的对手；第二交互指令采用投射灯光的方式将参与者标示出来，使观众可以更直观的知晓是谁与谁在进行台球运动。此外，在台球运动过程中，可以通过交替进行标识的方式或者改变投射灯光的颜色，实现指示应该是哪个用户进行击球；例如：当第一用户进行击球时，采用灯光投射第一用户，轮到第三用户击球时，采用灯光投射第三用户，在投射第一用户时，不对第三用户进行投射；同样在对第三用户进行投射时，不对第一用户进行投射。其中，投射灯光可以采用动态环形的方式投射在用户周围地面上。采用改变投射灯光的颜色，即当不是第一用户的击球局时，采用冷色调的颜色对第一用户的周围进行投射；当第一用户的击球局时，采用暖色调的颜色对第一用户的周围进行投射。此外，还可通过交互模块识别用户的面部信息快速调取历史对局信息，进行未完对局的继续开始。

在一个实施例中，红外唤醒模块包括：

至少两个第三红外传感器，设置在台球桌周围的地面上第三预设区域；第三红外传感器按照与台球桌的距离由远到近排布设置；

第一控制器，分别与每个第三红外传感器电连接；第一控制器获取第三红外传感器的触发情况，基于触发情况发出表示第四唤醒模式的唤醒信号；

其中，基于触发情况发出表示第四唤醒模式的唤醒信号包括：

解析触发情况，确定第三红外传感器的触发顺序和触发的时间间隔；

当触发顺序按照与台球桌的距离由远到近依次触发且时间间隔在预设的触发阈值内时，发出表示第四唤醒模式的唤醒信号。

上述技术方案的工作原理及有益效果为：

将红外传感器在台球桌周围的地面进行排布，通过触发顺序，可以了解用户的意图，当触发顺序为由远及近时，说明用户的意图为使用台球桌；但是只是通过触发顺序不排除一些意外的触发情况，例如小孩玩耍时，快速跑动，依次触发，故还需设定触发速度，然后根据触发速度确定相邻的红外传感器之间的触发阈值，通过触发阈值来排除误触发的情况。当触发顺序按照与台球桌的距离由远到近依次触发且时间间隔在预设的触发阈值内时，发出表示第四唤醒模式的唤醒信号，互动模块接收到第四唤醒模式时获取与第三区域对应的目标区域内的用户的互动动作。

在一个实施例中，第三预设区域为四个，分别位于台球桌的四周；

交互模块包括多个第三摄像装置，第三摄像装置与第三预设区域一一对应；第三摄像装置用于拍摄第三预设区域的第三图像；第三摄像装置都与第二控制器电连接；

当在同一预设的第一时间段内两个第三预设区域中的第三红外传感器被触发且都能发出第四唤醒模式的唤醒信号时，第二控制器控制对应的两个第三摄像装置获取第三图像，基于第三图像确定准备参加台球运动的用户并获取准备参加台球运动的用户的交互信息，当确定准备参加台球运动的用户为两人时，投影模块的投影模式为双人对战模式；

当在同一预设的第一时间段内三个第三预设区域中的第三红外传感器被触发且都能发出第四唤醒模式的唤醒信号时，第二控制器控制对应的三个第三摄像装置获取第三图像，基于第三图像确定准备参加台球运动的用户并获取准备参加台球运动的用户的交互信息，当确定准备参加台球运动的用户为三人时，将对称设置的两个第三预设区域中的用户作为参加台球运动的用户；并且投影模块的投影模式为双人对战模式；

当在同一预设的第一时间段内四个第三预设区域中的第三红外传感器都被触发且都能发出第四唤醒模式的唤醒信号时，第二控制器控制对应的四个第三摄像装置获取第三图像，基于第三图像确定准备参加台球运动的用户并获取准备参加台球运动的用户的交互信息，当确定准备参加台球运动的用户为四人时，将对称设置的两个第三预设区域中的用户作为一组，形成两组用户，将两组用户作为参加台球运动的用户；并且投影模块的投影模式为两组双人对战模式；

和/或，

当在当前的第一时间段内确定参加台球运动的用户为两人时，在下一个第一时间段内，与参加台球运动的用户触发的第三预设区域再次被触发时，将再次触发第三预设区域的用户与确定参加台球运动的用户基于第三预设区域进行分组，形成两组用户，将两组用户作为参加台球运动的用户；并且投影模块的投影模式为两组双人对战模式。

上述技术方案的工作原理及有益效果为：

通过设置多个第三预设区域，根据预设区域中第三红外传感器的触发方式确定投影模块的投影模式，实现模式的快速选定，提高用户的体验。

在一个实施例中，投影模块包括：

至少一个第一投影装置，用于对台球杆放置处进行投射灯光；

至少一个第二投影装置，用于对用户进行灯光投射；

至少一个第三投影装置，用于对台球桌进行对局信息的投射；

第三控制器，分别与第一投影装置、第二投影装置和第三投影装置电连接；用于控制第一投影装置、第二投影装置和第三投影装置的启动及投影模式的切换。

上述技术方案的工作原理及有益效果为：

当用户手上未持有台球杆时，通过第一投影装置对台球杆进行投射灯光，实现用户快速拿取台球杆；在台球运动时，通过对用户投射灯光，实现用户或者观众知晓台球运动的当前的击球方，通过第三投影装置对台球桌进行对局信息投射，方便用户的台球训练，具体投射包括：在继续未完成对局时，投射出台球的位置，方便用户将未完成对局进行在线；在对局时，投射出击球辅助线、速度辅助标识等，提高了训练的效果；此外，还可进行对局的复盘投射，投射出历史对局画面、精彩瞬间画面等。投影模式包括：双人对局、单人模式和两组双人模式，例如：双人对局的投影的具体操作为第二投影装置投射的用户为两人，投射的画面相互区别，例如，一个用户采用冷色调的光进行投射，另一个用户采用暖色调的光进行投射；击球时，投射的光也与不击球时进行区别。

在一个实施例中，第三控制器控制第二投影装置对用户进行灯光投射之前，执行如下操作：

建立三维坐标空间；

将每个第二投影装置映射值三维坐标空间内；获取每个第二投影装置的投影向量；

获取用户的用户图像，基于用户图像建立用户模型，并将用户模型映射值三维坐标空间内，确定用户的面向的方向向量；

基于方向向量和投影向量，计算出灯光与用户面向的夹角，计算公式如下：

;

其中，

为反余弦函数；

为所述方向向量与第

个所述第二投影装置的所 述投影向量的夹角；

、

、

分别为所述投影向量中各个数据的值；

、

、

分别为所述方向向量中各个数据的值；

采用夹角与90度角之间的差值最小的第二投影装置对用户进行灯光投射。

上述技术方案的工作原理及有益效果为：

在对用户进行投射时，要控制投射光线的角度，不能影响用户的视线也要保证投射的效果，通过第二投影装置的投影向量与用户面向的角度对投影用户的第二投影装置进行筛选，确定最佳的第二投影装置进行投影。更进一步地，第二投影装置为可转动时，实现构建第二投影装置的投影向量集合；基于投影向量集合中每个投影向量与用户面向的方向向量的夹角进行筛选，筛选出第二投影装置后还需根据夹角确定该第二投影装置的最佳投影角度，实现无论用户站在台球桌周围的任何位置，都能有较好的投影效果。

在一个实施例中，第三投影装置包括：

红点射灯，用于在台球桌上投射出台球的位置；

球号投影灯，用于在红点射灯投射的位置旁投射出该位置的球号。

上述技术方案的工作原理及有益效果为：

红外射灯和球号投影灯为在调取历史对局信息时，提示用户历史对局信息中各个台球摆放位置使用，更进一步，台球运动辅助系统还包括：台球整理机构时，通过投射，方便用户确定台球整理机构整理后的台球是否与历史对局信息符合。

在一个实施例中，具有红外唤醒功能的智能投影装置，还包括：

红外发射器，用于发射红外线，与红外唤醒模块配合使用，当用户携带红外发射器靠近红外唤醒模块时，红外唤醒模块才检测人体发出的红外线生成唤醒信号。

上述技术方案的工作原理及有益效果为：

通过红外发射器和红外唤醒模块的配合使用，实现智能投影装置的受控激活，即当用户不是携带红外发射器就不能激活。

本发明还提供一种监控方法，基于上述任一的具有红外唤醒功能的智能投影装置，包括：

通过红外唤醒模块检测人体发出的红外线生成唤醒信号；

当交互模块接收到唤醒信号后开启获取用户的交互动作，并基于交互动作生成交互信息；

当投影模块接收到交互信息后开启并进行投影。

上述技术方案的工作原理及有益效果为：

在台球辅助运动系统中智能投影装置为核心部件，例如可以投影出辅助训练的辅助线、投影出辅助显示台球运动速度的辅助影像、轨迹影像等，从视觉上提高用户的台球运动体验；为了实现投影模块或台球辅助运动系统的快速开机，通过红外唤醒模块生成唤醒信号，唤醒信号输送到交互模块将交互模块唤醒，接收与用户交互，根据用户的交互确定用户的需求，进而生成交互信息，当投影模块接收到交互信息时开启，并且基于交互信息的具体内容控制投影模块的投影模式；也就是说如果交互模块通过与用户的交互未获得交互信息时，投影模块就不会启动；实现避免了红外唤醒模块误触发而直接进行启动的情况，降低了待机时的台球运动辅助系统的能耗。例如：当用户靠近台球桌时，此时红外唤醒模块检测到用户，向交互模块发出唤醒信号，交互模块启动拍摄红外唤醒模块感应区域的图片，获取用户的交互动作，进而根据交互动作启动投影模块，通过红外唤醒模块和交互模块提高了智能投影装置开机的智能化及快捷化。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种具有红外唤醒功能的智能投影装置，应用于台球运动辅助系统，所述台球运动辅助系统还包括：台球桌、台球杆、台球、视频获取系统、中央控制器；其特征在于，包括：

红外唤醒模块，设置在所述台球桌上或靠近所述台球桌的地面上，用于检测人体发出的红外线生成唤醒信号；

交互模块，与所述红外唤醒模块连接，设置在所述台球桌上或所述台球桌的上方的天花板上，用于接收到所述唤醒信号后开启获取用户的交互动作，并基于交互动作生成交互信息；

投影模块，与所述交互模块连接，用于接收到所述交互信息后开启并进行投影；

中央控制器通过所述视频获取系统拍摄台球桌空间内的图像，基于图像识别技术确定台球的位置，构建虚拟台球空间，建立虚拟台球模型，辅助用户进行训练；

所述红外唤醒模块包括：

第一红外传感器，设置在所述台球桌上的第一预设位置或靠近所述台球桌的地面上第一预设区域；

第二红外传感器，设置在所述台球桌上的第二预设位置或靠近所述台球桌的地面上第二预设区域；

第一控制器，分别与所述第一红外传感器和所述第二红外传感器电连接，

当所述第一控制器通过所述第一红外传感器检测到人体时发出表示第一唤醒模式的唤醒信号；所述交互模块接收到所述唤醒信号后获取所述第一红外传感器对应的第一目标区域内用户的互动动作；在进行台球运动过程中，所述投影模块将第一目标区域内的用户采用光环标注；

当所述第一控制器通过所述第二红外传感器检测到人体时发出表示第二唤醒模式的唤醒信号；所述交互模块接收到所述唤醒信号后获取所述第二红外传感器对应的第二目标区域内用户的互动动作；在进行台球运动过程中，所述投影模块将第二目标区域内的用户采用光环标注；

当所述第一控制器通过所述第二红外传感器和所述第一红外传感器都检测到人体时发出表示第三唤醒模式的唤醒信号；所述交互模块接收到所述唤醒信号后获取所述第二红外传感器对应的第二目标区域内用户的互动动作和所述第一红外传感器对应的第一目标区域内用户的互动动作，根据所述第一目标区域和所述第二目标区域内用户的互动动作确定投影模块投影的初始画面和投影模式。

2.如权利要求1所述的具有红外唤醒功能的智能投影装置，其特征在于，所述交互模块包括：

第一摄像装置，用于拍摄所述第一目标区域的第一图像；

第二摄像装置，用于拍摄所述第二目标区域的第二图像；

第二控制器，分别与所述第一摄像装置和所述第二摄像装置电连接；

当所述第二控制器接收到所述第一唤醒模式的唤醒信号时，所述第二控制器执行如下操作：

获取所述第一摄像装置拍摄的所述第一目标区域的第一图像；

对所述第一图像进行图像识别，确定所述第一图像中第一用户的第一手部状态信息；所述第一手部状态信息包括：是否持有台球杆、是否有指向性动作、是否有互动手势其中一种或多种结合；

当所述第一手部状态信息中第一用户未持有台球杆时，生成第一交互指令，所述投影模块接收到所述第一交互指令后对球杆位置进行灯光投射；

当所述第一手部状态信息中第一用户存在指向性动作时，获取指向性动作指向的区域的第四图像，对所述第四图像进行识别，当存在第二用户时，生成第二交互指令并确定所述第四图像中所述第二用户的第二手部状态信息；所述第二手部状态信息包括：是否持有台球杆、是否有指向性动作、是否有互动手势其中一种或多种结合；

当所述第一手部状态信息或所述第二手部状态信息中不存在互动手势时，将所述第二交互指令发送至投影模块，投影模块接收到所述第二交互指令后对第一用户和/或第二用户进行灯光投射并进行新开局的台球运动的投影；

当所述第一手部状态信息或所述第二手部状态信息中存在开启历史对局的互动手势时，获取所述第一用户的面部信息和所述第二用户的面部信息，并将所述第一用户的面部信息和所述第二用户的面部信息发送至所述中央控制器；所述中央控制器调取历史对局信息，当所述第一用户与所述第二用户存在未完成对局时，所述第二控制器接收所述中央控制器发送的对局信息并将所述对局信息和所述第二交互指令发送至所述投影模块，所述投影模块接收到所述第二交互指令后对所述第一用户和/或所述第二用户进行灯光投射，并基于所述对局信息对所述台球桌进行投影；

当所述第一手部状态信息中所述第一用户不存在指向性动作但存在互动手势时，生成第三交互指令，所述投影模块接收到所述第三交互指令时，投影与所述互动手势对应的画面；

当所述第一手部状态信息中所述第一用户不存在指向性动作且不存在互动手势时，生成第四交互指令，所述投影模块接收到所述第四交互指令时，投影与所述第四交互指令对应的预设的初始画面。

3.如权利要求2所述的具有红外唤醒功能的智能投影装置，其特征在于，当所述第二控制器接收到所述第三唤醒模式的唤醒信号时，所述第二控制器执行如下操作：

获取所述第一摄像装置拍摄的所述第一目标区域的第一图像；

获取所述第二摄像装置拍摄的所述第二目标区域的第二图像；

当所述第一图像中存在所述第一用户且所述第二图像中存在第三用户时，生成第二交互指令；

对所述第一图像进行图像识别，确定所述第一图像中第一用户的第一手部状态信息；

对所述第二图像进行图像识别，确定所述第二图像中所述第三用户的第三手部状态信息；

当所述第一手部状态信息中第一用户未持有台球杆或所述第三手部状态信息中所述第三用户未持有台球杆时，生成第一交互指令，所述投影模块接收到所述第一交互指令后对台球杆位置进行灯光投射；

当所述第一手部状态信息或所述第三手部状态信息中不存在互动手势时，将所述第二交互指令发送至所述投影模块，所述投影模块接收到所述第二交互指令后对所述第一用户和/或所述第三用户进行灯光投射并进行新开局的台球运动的投影；

当所述第一手部状态信息或所述第三手部状态信息中存在开启历史对局的互动手势时，获取所述第一用户的面部信息和所述第三用户的面部信息，并将所述第一用户的面部信息和所述第三用户的面部信息发送至所述中央控制器；所述中央控制器调取历史对局信息，当所述第一用户与所述第三用户存在未完成对局时，所述第二控制器接收所述中央控制器发送的对局信息并将所述对局信息和所述第二交互指令发送至所述投影模块，所述投影模块接收到所述第二交互指令后对所述第一用户和/或所述第三用户进行灯光投射，并基于所述对局信息对所述台球桌进行投影。

4.如权利要求1所述的具有红外唤醒功能的智能投影装置，其特征在于，所述红外唤醒模块还包括：

至少两个第三红外传感器，设置在台球桌的地面上第三预设区域；所述至少两个第三红外传感器按照与所述台球桌的距离由远到近排布设置；

所述第一控制器分别与每个所述第三红外传感器电连接；所述第一控制器获取所述第三红外传感器的触发情况，基于所述触发情况发出表示第四唤醒模式的唤醒信号；

其中，基于所述触发情况发出表示第四唤醒模式的唤醒信号包括：

解析所述触发情况，确定所述第三红外传感器的触发顺序和触发的时间间隔；

当所述第三红外传感器按照与所述台球桌的距离由远到近依次触发且所述时间间隔在预设的触发阈值内时，发出表示第四唤醒模式的唤醒信号。

5.如权利要求4所述的具有红外唤醒功能的智能投影装置，其特征在于，所述第三预设区域为四个，分别位于所述台球桌的四周；

所述交互模块包括第二控制器和多个第三摄像装置，所述第三摄像装置与所述第三预设区域一一对应；所述第三摄像装置用于拍摄所述第三预设区域的第三图像；所述多个第三摄像装置都与第二控制器电连接；

当在同一预设的第一时间段内两个第三预设区域中的第三红外传感器被触发且都能发出第四唤醒模式的唤醒信号时，第二控制器控制对应的两个第三摄像装置获取第三图像，基于第三图像确定准备参加台球运动的用户并获取准备参加台球运动的用户的交互信息，当确定准备参加台球运动的用户为两人时，所述投影模块的投影模式为双人对战模式；

当在同一预设的第一时间段内三个第三预设区域中的第三红外传感器被触发且都能发出第四唤醒模式的唤醒信号时，第二控制器控制对应的三个第三摄像装置获取第三图像，基于第三图像确定准备参加台球运动的用户并获取准备参加台球运动的用户的交互信息，当确定准备参加台球运动的用户为三人时，将对称设置的两个所述第三预设区域中的用户作为参加台球运动的用户，并且所述投影模块的投影模式为双人对战模式；

当在同一预设的第一时间段内四个第三预设区域中的第三红外传感器都被触发且都能发出第四唤醒模式的唤醒信号时，所述第二控制器控制对应的四个第三摄像装置获取第三图像，基于第三图像确定准备参加台球运动的用户并获取准备参加台球运动的用户的交互信息，当确定准备参加台球运动的用户为四人时，将对称设置的两个所述第三预设区域中的用户作为一组，形成两组用户，将两组用户作为参加台球运动的用户，并且所述投影模块的投影模式为两组双人对战模式。

6.如权利要求1所述的具有红外唤醒功能的智能投影装置，其特征在于，所述投影模块包括：

至少一个第一投影装置，用于对台球杆放置处进行灯光投射；

至少一个第二投影装置，用于对用户进行灯光投射；

至少一个第三投影装置，用于对台球桌进行对局信息的投射；

第三控制器，分别与所述第一投影装置、所述第二投影装置和所述第三投影装置电连接，用于控制所述第一投影装置、所述第二投影装置和所述第三投影装置的启动及投影模式的切换。

7.如权利要求6所述的具有红外唤醒功能的智能投影装置，其特征在于，所述第三控制器控制所述第二投影装置对用户进行灯光投射之前，执行如下操作：

建立三维坐标空间；

将多个第二投影装置中的每个所述第二投影装置映射至所述三维坐标空间内；获取每个所述第二投影装置的投影向量；

获取用户的用户图像，基于所述用户图像建立用户模型，并将所述用户模型映射至所述三维坐标空间内，确定用户面向的方向向量；其中，用户的面向为身体朝向；

基于所述方向向量和所述投影向量，计算出灯光与用户面向的夹角，计算公式如下：

;

其中，

为反余弦函数；

为所述方向向量与第

个所述第二投影装置的所述投影向量的夹角；

分别为所述投影向量中各个数据的值；

、

、

分别为所述方向向量中各个数据的值；

采用所述夹角与90度角之间的差值最小的所述第二投影装置对所述用户进行灯光投射。

8.如权利要求6所述的具有红外唤醒功能的智能投影装置，其特征在于，

所述第三投影装置包括：

红点射灯，用于在所述台球桌上投射出台球的位置；

球号投影灯，用于在所述红点射灯投射的位置旁投射出该位置的球号。

9.一种监控方法，基于如权利要求1至8任一所述的具有红外唤醒功能的智能投影装置，其特征在于，包括：

通过所述红外唤醒模块检测人体发出的红外线生成唤醒信号；

当所述交互模块接收到所述唤醒信号后开启获取用户的交互动作，并基于交互动作生成交互信息；

当所述投影模块接收到所述交互信息后开启并进行投影。

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