CN206575538U - 一种动向智能投影显示系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种动向智能投影显示系统，所述系统包括：投影单元；环境识别单元，用于识别投影单元完整的投影画面图像及其环境的变化；目标方向识别单元，用于根据用户的指向性信息追踪确定用户的意向投影方向；第一方向控制单元，用于同时改变投影单元的投影方向以及环境识别单元的采集方向；中央处理单元，其包括：目标方向处理单元，用于根据用户的指向性信息来计算出第一方向控制单元的转动角度；图像校正单元，用于对环境识别单元所采集的投影画面图像及其环境的变化信息进行分析比对，进行实时的投影图像校正。本实用新型借助目标方向识别单元可实时地追踪用户的意向投影方向，实时地改变投影镜头的方向并进行投影画面校正，实现高质量的智能投影显示；可应用在多种场合，给予用户不同的视觉享受和娱乐效果。
Description
技术领域：
本实用新型涉及数字投影显示技术领域，更具体地说，涉及一种动向智能投影系统。
背景技术：
随着科学技术的发展，特别是半导体技术的推动，便携式的电子设备被不断地设计制造出来。便携式电子设备的提升，使得用户对人机界面的显示器件的要求越来越向着微型、大屏幕以及高分辨率方向发展。在广大用户强烈需求的促使下，近年来投影机技术发展迅猛，DLP、LCOS等产品纷纷推出了性能高、尺寸小且重量轻的便携式的投影机。
在投影领域中，由于使用场景的不同，对投影设备所具备的功能也会有所不同。例如，在家庭或者大型舞台中，投影设备需要根据用户的意向投影方向进行多方向的投影显示时，需要投影设备识别跟踪用户的意向投影位置方向，进而改变投影镜头的投影方向，并进行高质量的智能投影。因此，一种可追踪用户的意向投影方向，实时地改变投影镜头的方向并进行投影画面校正处理，实现高质量投影显示的智能投影系统及其方法成为往后投影领域的研究重点之一。
实用新型内容：
针对上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种可根据用户的意向投影方向实时地改变投影方向并进行图像校正处理，可实现动向高质量投影且可在多种场景使用的动向智能投影系统。本实用新型所述的用户可以为人或者机器人或者其他动物。
为实现上述目的，本实用新型提供了一种动向智能投影显示系统，包括:
投影单元，用于向投影画面投影显示投影信息；
环境识别单元，用于获取投影单元完整的投影画面图像及其环境的变化；
目标方向识别单元，用于根据用户的指向性信息追踪确定用户的意向投影方向；
第一方向控制单元，通过转动同时改变投影单元的投影方向以及环境识别单元的采集方向；以及
中央处理单元，与所述投影单元、环境识别单元、目标方向识别单元以及第一方向控制单元相连接；所述中央处理单元包括：目标方向处理单元，用于根据用户的指向性信息来计算出第一方向控制单元的转动角度；以及图像校正单元，用于对环境识别单元所获取的投影画面图像以及环境变化信息进行分析比对，进行实时的投影图像校正。
优选地，所述目标方向识别单元为眼动追踪单元，根据用户的眼动方向确定其意向投影方向。所述眼动追踪单元可以为独立设置的头戴式眼动仪，其包括：实时获取数据的微型传感器、无线通信单元及微型摄像头；所述眼动追踪单元也可以为包括：眼动环境识别单元、第二方向控制单元以及眼动分析单元；所述眼动环境识别单元用于实时采集用户的人眼图像；所述第二方向控制单元通过转动改变所述眼动环境识别单元的采集方向；所述眼动分析单元用于将人眼图像中虹膜瞳孔的中心位置与基准位置做比较，计算分析用户的眼动方向；所述眼动环境识别单元优选为红外采集装置。
优选地，所述目标方向识别单元为肢体目标方向识别单元，所述肢体可包括：用户的头、手势；根据用户头或者手势的摆动方向确定用户的意向投影方向。所述肢体目标方向识别单元可以为头戴式跟踪器包括：重力 传感器。
优选地，所述动向智能投影显示系统还包括：存储单元和无线通信单元；所述投影信息可以是来自存储单元，也可以是来自无线通信单元的实时投影信息；所述环境识别单元可以为红外三维测试仪或者摄像机。
优选地，所述投影图像校正包括：投影自动对焦、投影图像方向校正以及投影背景颜色、亮度以及表面凹凸程度的校正；所述投影图像方向校正包括：投影图像畸形校正以及方向校正，使校正后的投影画面方正且用户双眼可正视投影图像。
优选地，所述第一方向控制单元和/或第二方向控制单元为云台或者多维运动台，可实现球面式转动；所述用户可以为人或者机器人或者其他动物。
本实用新型的动向智能投影显示系统的显示方法，包括以下步骤：
(S1)根据用户的指向性信息获取用户的意向投影方向；
(S2)根据用户的意向投影方向来计算出第一方向控制单元的转动角度；
(S3)根据第一方向控制单元的所述转动角度，使投影单元的投影方向以及环境识别单元的采集方向均朝向用户的意向投影方向；
(S4)投影单元根据用户的指向性信息沿着用户的意向投影方向进行初始化投影显示；
(S5)通过环境识别单元获取投影画面图像以及环境变化信息；
(S6)对环境识别单元所获取的投影画面图像以及环境变化信息进行分析比对并进行实时的投影图像校正；
(S7)投影单元进行校正后清晰投影。
优选地，步骤(S1)所述的用户的指向性信息为眼动方向，根据用户的眼动方向确定其意向投影方向；所述眼动方向可以通过独立设置的头戴 式眼动仪实现，其包括：实时获取数据的微型传感器、无线通信单元及微型摄像头；所述获取用户的意向投影方向的方法也可以为包括：眼动环境识别步骤、第二方向控制步骤以及眼动分析步骤；所述眼动环境识别步骤用于实时采集用户的人眼图像；所述第二方向控制步骤通过转动改变所述眼动环境识别步骤中的采集方向；所述眼动分析步骤用于将人眼图像中虹膜瞳孔的中心位置与基准位置做比较，计算分析用户的眼动方向。
优选地，步骤(S1)所述的用户的指向性信息为用户头或者手势的摆动方向，由此确定用户的意向投影方向。所述用户头或者手势的摆动方向可以通过诸如重力传感器等的头戴式跟踪器实现。
优选地，步骤(S6)所述的投影图像校正包括：投影自动对焦、投影图像方向校正以及投影背景颜色、亮度和表面凹凸程度的校正；所述投影图像方向校正包括：投影图像畸形校正以及方向校正，使校正后的投影画面方正且用户双眼可正视投影图像。
与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：由于本实用新型所述的动向智能投影显示系统，包括:投影单元；环境识别单元；目标方向识别单元；第一方向控制单元；中央处理单元，其包括：目标方向处理单元，和图像校正单元，所以本实用新型所述的动向智能投影显示系统及其方法，可实时地追踪用户的意向投影方向，实时地改变投影镜头的方向并进行投影画面校正，实现高质量投影显示；此系统可应用在大型舞台实现虚拟现实结合的场景应用。
附图说明：
图1是本实用新型动向智能投影显示系统的优选实施例的结构示意图；
图2是本实用新型动向智能投影显示系统的显示方法的优选实施例的流程图。
具体实施方式：
下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受具体实施方式的限制。
除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
图1是本实用新型动向智能投影显示系统的实施例1的结构示意图；如图1所示，所述动向智能投影显示系统，包括:投影单元10，用于向投影画面投影显示投影信息；环境识别单元20，用于获取投影单元完整的投影画面图像及其环境的变化；目标方向识别单元30，用于根据用户的指向性信息跟踪确定用户的意向投影方向；第一方向控制单元40，通过转动同时改变投影单元10的投影方向以及环境识别单元20的采集方向；以及中央处理单元50，与投影单元10、环境识别单元20、目标方向识别单元30以及第一方向控制单元40相连接。所述中央处理单元50包括：目标方向处理单元51，用于根据用户的指向性信息来计算出第一方向控制单元40的转动角度；以及图像校正单元52，用于对环境识别单元20所采集的投影画面图像以及环境变化信息进行分析比对，进行实时的投影图像校正。
在本实施例中，所述目标方向识别单元30为眼动追踪单元，根据用户的眼动方向确定其意向投影方向；所述眼动追踪单元可以为独立设置的头戴式眼动仪，其包括：实时获取数据的微型传感器、无线通信单元及微型摄像头；所述头戴式眼动仪为独立设置的装置，可以为头戴装置，近距离准确的追踪用户的眼动方向，然后由无线通信单元向中央处理单元50传输眼动方向数据。当然，所述眼动追踪单元也可以为包括：眼动环境识别单元、第二方向控制单元以及眼动分析单元；所述眼动环境识别单元用于实时采集用户的人眼图像；所述第二方向控制单元通过转动改变所述眼动环境识别单元的采集方向；所述眼动分析单元用于将人眼图像中虹膜瞳孔的中心位置与基准位置做比较，计算分析用户的眼动方向；所述眼动环境识 别单元优选为红外采集装置。
另外，在本实施例中，所述目标方向识别单元30也可以为肢体目标方向识别单元，所述肢体可包括：用户的头、手势；根据用户头或者手势的摆动方向确定用户的意向投影方向；所述肢体目标方向识别单元可以为头戴式跟踪器包括：重力传感器。
在本实施例中，所述动向智能投影显示系统还包括：存储单元60和无线通信单元70；所述投影单元10的投影信息可以是来自存储单元60，也可以是来自无线通信单元70实时接收的投影信息；所述环境识别单元20可以为红外三维测试仪或者摄像机。所述第一方向控制单元和/或第二方向控制单元为云台或者多维运动台，可实现球面式转动。
在本实施例中，图像校正单元52利用环境识别单元20实时采集的投影画面图像，对投影图像进行校正；所述投影图像校正包括：投影自动对焦、投影图像方向校正以及投影背景颜色、亮度和表面凹凸程度的校正；所述投影图像方向校正包括投影图像畸形校正以及方向校正，使校正后的投影画面方正且用户双眼可正视投影图像。例如：当用户眼动方向的投影面背景颜色和所需投影显示的内容对比度不高，不能清晰显示时，图像校正单元52会根据所采集的投影画面图像进行校正处理，改变所投影信息的背景颜色或者字体颜色等等，实现智能清晰化投影；又或者当用户眼动方向的投影面凹凸不平，使得所投影的投影画面不连续时，图像校正单元52会根据所采集的投影画面图像进行校正处理，实现智能清晰化投影。
本实用新型的动向智能投影显示系统的显示方法，如图2所示，包括以下步骤：
(S1)根据用户的指向性信息获取用户的意向投影方向；
(S2)根据用户的意向投影方向来计算出第一方向控制单元的转动角度；
(S3)根据第一方向控制单元的所述转动角度，使投影单元的投影方向以及环境识别单元的采集方向均朝向用户的意向投影方向；
(S4)投影单元根据用户的指向性信息沿着用户的意向投影方向进行初始化投影显示；
(S5)通过环境识别单元获取投影画面图像以及环境变化信息；
(S6)对环境识别单元所获取的投影画面图像以及环境变化信息进行分析比对并进行实时的投影图像校正；
(S7)投影单元进行校正后清晰投影。
在本实施例中，步骤(S1)所述的用户的指向性信息为眼动方向，可根据用户的眼动方向确定其意向投影方向；所述眼动方向可以通过独立设置的头戴式眼动仪实现，其包括：实时获取数据的微型传感器、无线通信单元及微型摄像头；另外，所述获取用户的意向投影方向的方法也可以为包括：眼动环境识别步骤、第二方向控制步骤以及眼动分析步骤；所述眼动环境识别步骤用于实时采集用户的人眼图像；所述第二方向控制步骤通过转动改变所述眼动环境识别步骤中的采集方向；所述眼动分析步骤用于将人眼图像中虹膜瞳孔的中心位置与基准位置做比较，计算分析用户的眼动方向。
在本实施例中，步骤(S1)所述用户的指向性信息为肢体的摆动方向，所述肢体可包括：用户的头、手势；根据用户头或者手势的摆动方向确定用户的意向投影方向；所述肢体的摆动方向可以通过诸如重力传感器等头戴式跟踪器来实现。
在本实施例中，步骤(S6)所述的投影图像校正包括：投影自动对焦、投影图像方向校正以及投影背景颜色、亮度和表面凹凸程度的校正；所述投影图像方向校正包括：投影图像畸形校正以及方向校正，使校正后的投影画面方正且用户双眼可正视投影图像。
值得注意的是，在实用新型实施例中，所述用户可以为人或者机器人或者其他动物，本实用新型所述的动向智能投影显示系统及其方法可以应用于多种场合。例如：在大型表演中，用户借助目标方向识别单元来实时控制投影单元的投影方向，根据舞台表演的需要在舞台背景的不同位置投影显示相关内容并进行投影校正处理，实现虚拟现实结合的炫丽舞台效果，所述用户可以是在舞台上的表演者或者幕后的舞台效果操控工作人员等等；又或者，在家庭中，主人或者宠物借助目标方向识别单元来实时控制投影单元的投影方向，可以在不同时间不同位置进行智能投影，实现交互娱乐的享受体验；还或者，在大型餐厅中，由店家或者机器服务员借助目标方向识别单元来实时控制投影单元的投影方向，可以根据不同客户需求，投影菜单简介或者其他娱乐内容，丰富了顾客的用餐体验。
综上所述，本实用新型所述的动向智能投影显示系统及其方法，借助目标方向识别单元可实时地追踪用户的意向投影方向，实时地改变投影镜头的方向并进行投影画面校正，实现高质量的智能投影显示；可应用在多种场合，给予用户不同的视觉享受和娱乐效果，具有非常可观的市场前景。
前述对本实用新型的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本实用新型限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本实用新型的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本实用新型的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本实用新型的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。
Claims (7)
1.一种动向智能投影显示系统，其特征在于，包括:
投影单元，用于向投影画面投影显示投影信息；
环境识别单元，用于识别投影单元完整的投影画面图像及其环境的变化；
目标方向识别单元，用于根据用户的指向性信息追踪确定用户的意向投影方向；
第一方向控制单元，通过转动同时改变投影单元的投影方向以及环境识别单元的采集方向；以及
中央处理单元，与所述投影单元、环境识别单元、目标方向识别单元以及第一方向控制单元相连接；所述中央处理单元包括：目标方向处理单元，用于根据用户的指向性信息来计算出第一方向控制单元的转动角度；以及图像校正单元，用于对环境识别单元所获取的投影画面图像以及环境变化信息进行分析比对，进行实时的投影图像校正。
2.根据权利要求1所述的动向智能投影显示系统，其特征在于，所述目标方向识别单元为眼动追踪单元，根据用户的眼动方向确定其意向投影方向。
3.根据权利要求2所述的动向智能投影显示系统，其特征在于，所述眼动追踪单元包括：眼动环境识别单元、第二方向控制单元以及眼动分析单元；所述眼动环境识别单元用于实时采集用户的人眼图像；所述第二方向控制单元通过转动改变所述眼动环境识别单元的采集方向；所述眼动分析单元用于将人眼图像中虹膜瞳孔的中心位置与基准位置做比较，计算分析用户的眼动方向。
4.根据权利要求1所述的动向智能投影显示系统，其特征在于，所述目标方向识别单元为肢体目标方向识别单元，根据用户头或者手势的摆动方向确定用户的意向投影方向。
5.根据权利要求1-4的任一项所述的动向智能投影显示系统，其特征在于，所述动向智能投影显示系统还包括：存储单元和无线通信单元；所述投影信息是来自存储单元或者是来自无线通信单元的实时投影信息；所述环境识别单元为红外三维测试仪或者摄像机。
6.根据权利要求1-4的任一项所述的动向智能投影显示系统，其特征在于，所述投影图像校正包括：投影自动对焦、投影图像方向校正以及投影背景颜色、亮度和表面凹凸程度的校正；所述投影图像方向校正包括：投影图像畸形校正以及方向校正，使校正后的投影画面方正且用户双眼可正视投影图像。
7.根据权利要求1或3所述的动向智能投影显示系统，其特征在于，所述第一方向控制单元和/或第二方向控制单元为云台或者多维运动台，能够实现球面式转动；所述用户为人或者机器人或者其他动物。
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