一种新型的基于双目视觉的交互方法和电子白板系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电子白板领域，特别涉及基于双目立体视觉的人机交互方法，以及一 种基于该方法的电子白板系统。
【背景技术】
[0002] 交互式电子白板系统扩展丰富了传统计算机多媒体的工具功能，提高了视听效 果，同时可以灵活方便地对电子白板上展现的多媒体内容进行编辑、注释、操作等，实现真 正意义上的互动式教学与展示模式。因此交互式电子白板系统被广泛地应用于办公会议、 教学、讲座、发布会等场合。
[0003] 人机交互是交互式电子白板系统中的重要组成部分，现有的交互方法主要有电容 屏、红外式、C⑶光学式等。红外式原理是通过白板周围一圈的红外框来，红外框从X轴和Y 轴发出信号，另外一边接收。如果被手指遮挡，则会感应到手指的触控位置，从而达到定位 的效果。CCD光学式原理是显示区域的其中一边设置两个固定距离的CCD线阵探测器和红 外发射器，另外三边设置可以反射光线的反射膜，分布在两个角的CCD分别检测遮挡区域 反应在线阵CCD的对应区域，计算出物体在显示区域的位置。由于红外式和CCD光学式装置 需要安装在电子白板上，造成电子白板体积变大，也难以适应较大尺寸的电子白板，并且上 述电子白板的交互装置价格较高，而大尺寸的电容屏的价格更是昂贵。红外式交互装置还 存在红外发射管老化问题。此外上述交互方式都是接触式交互方式，这也造成了用户需要 靠近电子白板。为了实现非接触和操作大屏幕，专利CN201110006338. 4利用一个操作台， 通过安装在操作台正上方的两个图像摄入装置识别位于操作台上的指尖，并计算指尖在该 操作台区域的三维信息，通过通信接口RS485将控制信息传给计算机，计算机的内容显示 在显示大屏幕。但这种方法增加了一个操作台，且两个图像摄入装置需要在操作台正上方 正对着操作台，此外指尖识别的计算复杂，具有一定的不可靠性。
[0004] 有鉴于此，本发明提出了一种基于双目立体视觉的人机交互方法，以及一种基于 该方法的电子白板系统，采用把双目相机安装在电子白板显示屏幕的前方的斜上方，计算 纯色目标的空间三维坐标，将有效的目标的三维坐标映射为在计算机屏幕坐标系的坐标。 这样可以实现可靠准确地定位，减小电子白板的体积，通过简单调整即可适应不同尺寸的 电子白板，从而降低电子白板交互装置的成本，实现接触式或者非接触式交互。
【发明内容】
[0005] 本发明解决的问题是提供一种基于双目视觉的交互方法及基于该方法的电子白 板系统，能够解决电子白板交互装置成本高、大尺寸限制、体积较大等问题，从而实现接触 式或者非接触式交互。
[0006] 为了解决上述问题，本发明提出了一种基于双目视觉的交互方法，包括以下步 骤：
[0007] 目标空间坐标计算，双目相机同步采集双目图像，识别纯色目标并计算目标的空 间坐标；
[0008] 目标坐标转换，对目标的空间位置进行判断，如果进入设定的有效空间区域范围， 目标的空间坐标有效，然后映射目标空间坐标到屏幕坐标系的坐标；
[0009] 信息通信，将有效的目标的屏幕坐标系的坐标通过接口传输坐标信息到白板屏幕 的计算机设备。
[0010] 相应地，本发明还提供了一种基于上述方法的电子白板系统，包括：
[0011] 双目相机模块，固定双目相机在电子白板前方，同步采集左右目图像；
[0012] 屏幕坐标计算模块，识别纯色目标，计算它的空间三维信息，并将有效的三维坐标 位置转换为屏幕坐标系坐标；
[0013] 电子白板，显示计算机设备的内容；
[0014] 纯色目标，可移动的被检测目标。
[0015] 因此，本发明通过安装在电子白板前方的双目相机，实现了接触式或者非接触式 的交互，从而实现了交互式电子白板系统。该系统能够有效降低交互装置的成本和大尺寸 交互问题，降低产品成本，提高企业的经济效益。
【附图说明】
[0016] 图1显示为本发明的基于双目视觉的交互式电子白板系统的一个实施例。
[0017] 图2显示为本发明的双目相机的安装位置示意图。
[0018] 图3显示为本发明的计算单元的一个实施装置。
[0019] 图4显示为本发明的交互方法的流程图。
[0020] 图5显示为本发明的步骤S1处理的详细步骤的流程图。
[0021] 图6显示为本发明的步骤S2处理的详细步骤的流程图。
[0022] 图7显示为本发明的有效空间区域的示意图。
[0023] 图8显示为本发明的交互式电子白板系统示意图。
【具体实施方式】
[0024] 以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书 所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实 施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离 本发明的精神下进行各种修饰或改变。
[0025] 请参阅图1至图8。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明 本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数 目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其 组件布局型态也可能更为复杂。
[0026] 图1示出了本发明的基于双目视觉的交互式电子白板的一个实施例。一种基于双 目视觉的交互式电子白板的实施例10,包括：
[0027] 双目相机单元101 :同步采集左右图像，作为待处理双目图像；
[0028] 白板屏幕单元102 :显示计算机的显示内容；
[0029] 纯色目标103 :用于指示位置；
[0030] 计算单元104:识别纯色目标，计算它的空间三维信息，映射为屏幕坐标系的位置 坐标；
[0031] 用户105 :进行操作的电子白板的使用者。
[0032] 根据本发明的方法，其计算处理主要是通过处理单元104来完成。其中，该处理单 元设备包括但不限于：1)用户设备；2)网络设备。所述用户设备包括但不限于计算机、智能 手机、PDA等；所述网络设备包括但不限于单个网络服务器、多个网络服务器组成的服务器 组或基于云计算（CloudComputing)的由大量计算机或网络服务器构成的云，其中，云计算 是分布式计算的一种，由一群松散耦合的计算机集组成的一个超级虚拟计算机。双目相机 单元101安装在白板屏幕单元102前方，视野覆盖白板屏幕单元102前方的一定范围。用 户105移动纯色目标103,计算单元104控制双目相机单元101同步采集左右目图像，并识 别纯色目标，计算它的空间三维信息。如果纯色目标103进入白板屏幕单元102前方的预 先设定的空间范围内，这时纯色目标103的三维坐标位置有效，并由计算单元104映射为屏 幕坐标系的位置坐标。计算单元104通过通信接口将位置信息和控制信息传输到白板屏幕 单元102的控制设备。当纯色目标103离开白板屏幕单元102前方的设定的空间范围，则 纯色目标103的三维坐标位置失效，计算单元104不再映射当前纯色目标103的三维坐标 到屏幕坐标系的位置坐标。
[0033] 优选地，双目相机单元101安装在白板屏幕单元102前方的斜上方，双目相机单元 101的双目相机斜下地对着白板屏幕单元102,如图2所示。这种安装方式可以避免纯色目 标被遮挡。