游戏枪光电感应方法、光电游戏系统及可读存储介质与流程

1.本技术涉及红外检测技术领域，尤其涉及一种游戏枪光电感应方法、系统及计算机可读存储介质。


背景技术：

2.现有的游戏设备识别不同玩家的激光枪，是采用不同激光枪发出不同波段的红外激光，针对不同激光枪分别采用不同的检测装置进行识别，例如激光枪1发出900nm的红外光，激光枪2发出700nm的红外光，检测装置1用于检测900nm红外即检测激光枪1，检测装置2用于检测700nm的红外即检测激光枪2。但是，这样多个激光枪需要多个不同检测波段的检测装置，增加了游戏设备识别不同激光枪的硬件成本。


技术实现要素：

3.本技术实施例的主要目的在于提供一种游戏枪光电感应方法、系统及计算机可读存储介质，旨在解决游戏设备识别不同激光枪的硬件成本高的技术问题。
4.为实现上述目的，本技术实施例提供一种游戏枪光电感应方法，所述游戏枪光电感应方法应用于光电游戏系统，所述光电游戏系统包括游戏主机、位置检测模块、游戏屏幕、至少一个激光枪和红外检测装置；
5.所述位置检测模块和游戏屏幕均与所述游戏主机通信连接，所述红外检测装置和激光枪均与所述位置检测主机通信连接，所述窄带滤光片的高通过率光线的波长与所述激光枪发射光线的指定波长相同；
6.所述游戏枪光电感应方法包括：
7.获取游戏屏幕的屏幕分辨率，并根据所述屏幕分辨率建立所述游戏屏幕的位置坐标系；
8.在不同预设时间单元内依次开启各所述激光枪的激光光源，控制所述红外检测装置获取不同预设时间单元内各所述激光枪的激光点图像和设备标识；其中，不同的预设时间单元之间相隔预设消影周期，每个所述激光枪的激光光源开启时，控制所述红外检测装置采集当前预设时间单元对应激光枪设备标识和在游戏屏幕的激光点图像；
9.根据所述位置坐标系、不同预设时间单元对应激光枪的激光点图像和设备标识，确定各所述激光枪在游戏屏幕上多个激光点的光点坐标和光点标识；
10.基于每一组所述光点坐标和光点标识，为所述光点标识对应的激光枪在游戏屏幕上所述光点坐标处显示预设光标。
11.可选地，所述激光枪包括第一激光枪和第二激光枪，
12.所述在不同预设时间单元内依次开启各所述激光枪的激光光源，控制所述红外检测装置获取不同预设时间单元内各所述激光枪的激光点图像和设备标识的步骤包括：
13.在一预设时间单元内开启第一激光枪的激光光源，关闭第二激光枪的激光光源，控制红外检测装置采集第一激光枪在游戏屏幕上激光点的激光点图像并获取第一激光枪
的设备标识；将第一激光枪的激光点图像发送位置检测模块，以供游戏主机确定当前预设时间单元中第一激光枪的在游戏屏幕上激光点的光点坐标；将第一激光枪的设备标识发送游戏主机，以供游戏主机确定当前预设时间单元中游戏屏幕上激光点的光点标识；
14.关闭第一激光枪，关闭第二激光枪，等待预设消影周期；
15.在下一预设时间单元内开启第二激光枪的激光光源，关闭第一激光枪的激光光源，控制红外检测装置采集第二激光枪在游戏屏幕上激光点的激光点图像并获取第二激光枪的设备标识；将第二激光枪的激光点图像发送位置检测模块以供游戏主机确定当前预设时间单元中第二激光枪的在游戏屏幕上激光点的光点坐标，将第二激光枪的设备标识发送游戏主机以供游戏主机确定当前预设时间单元中游戏屏幕上激光点的光点标识；
16.循环下一个预设时间单元和预设消影周期的第一激光枪、第二激光枪和红外检测装置的控制流程，以获取后续预设时间单元中第一激光枪和第二激光枪的激光点图像和设备标识。
17.可选地，所述游戏枪光电感应方法还包括：
18.在所述红外检测装置处于预设消影周期时，关闭所述红外检测装置。
19.可选地，所述红外检测装置包括电路板、镜头和滤光组件，所述电路板上设置图像传感器，所述镜头中设置光路通道，所述图像传感器设置于所述光路通道出光侧在电路板的正投影区域，所述滤光组件包括可见光滤光片、长波通滤光片和窄带滤光片，所述可见光滤光片、长波通滤光片和窄带滤光片设置于所述光路通道中。
20.可选地，所述根据屏幕分辨率建立所述游戏屏幕的位置坐标系的步骤包括：
21.基于激光枪在游戏屏幕矩形区域四个顶点处射出参照光点，基于红外检测装置采集四个参照光点，在位置检测模块中构建虚拟射击区域；
22.将虚拟射击区域沿着长度方向和宽度方向分解为m*n等尺寸的定位点，基于所述屏幕分辨率，将游戏屏幕沿着长度方向和宽度方向分解为m*n等尺寸的像素点；
23.模拟虚拟射击区域和游戏屏幕重合，建立位置重合的定位点和像素点的位置映射关系，以建立所述游戏屏幕的位置坐标系。
24.可选地，所述根据位置坐标系、不同预设时间单元对应激光枪的激光点图像和设备标识，确定各所述激光枪在游戏屏幕上多个激光点的光点坐标和光点标识的步骤包括：
25.在每个预设时间单元中，将当前开启的激光枪的激光点图像发送至位置检测模块；
26.基于位置检测模块，确定激光点图像中激光点在虚拟射击区域的击中位置，获取击中位置处虚拟射击区域的目标定位点；
27.基于所述位置映射关系，获取目标定位点在位置坐标系中的目标像素点；
28.根据目标像素点在游戏屏幕中的位置，确定当前开启的激光枪在游戏屏幕上激光点的光点坐标，并根据设备标识，为当前开启的激光枪在游戏屏幕上激光点对应生成光点标识；
29.直至确定所有预设时间单元中当前激光枪在游戏屏幕上激光点的光点坐标和光点标识。
30.可选地，所述基于位置检测模块，确定激光点图像中激光点在虚拟射击区域的击中位置，获取击中位置处虚拟射击区域的目标定位点的步骤包括：
31.在激光点图像发生梯形畸变时，进行梯形校正流程：
32.基于位置检测模块获取梯形的激光点图像的上底边长度、下底边长度、高度，以及激光点图像中激光点的横向边距和纵向边距；
33.根据上底边长度、下底边长度、高度和纵向边距，确定激光点图像中激光点横向总长度；
34.根据横向边距和横向总长度，确定激光点图像中激光点在此激光点图像中的横向位置比例；根据纵向边距和高度，确定激光点图像中激光点在此激光点图像中的纵向位置比例；
35.根据横向位置比例和纵向位置比例，确定激光点图像中激光点在虚拟射击区域的击中位置，进而获取击中位置处虚拟射击区域的目标定位点。
36.可选地，所述根据上底边长度、下底边长度、高度和纵向边距，确定激光点图像中激光点横向总长度的步骤包括：
37.在梯形校正流程中，仅考虑水平方向的激光点图像梯形畸变，设置激光点图像的上底边长度l，下底边长度l，高度h，激光点图像中激光点p点纵向边距hn，p点横向边距wn，横向总长度lenn，上底边相对下底边的一侧边长度d，p点等高线相对下底边的一侧边长度x，其中2d＝(l
‑
l)；
38.基于平面几何相似原理，h/d＝hn/x，得到x＝(hn/h)*d；
39.从而，lenn＝2*x+l＝(hn/h)*d*2+l；
40.所述根据横向边距和横向总长度，确定激光点图像中激光点在此激光点图像中的横向位置比例的步骤包括：
41.横向位置比例＝wn/lenn；
42.所述根据纵向边距和高度，确定激光点图像中激光点在此激光点图像中的纵向位置比例的步骤包括：
43.纵向位置比例＝hn/h。
44.可选地，所述基于所述位置映射关系，获取目标定位点在位置坐标系中的目标像素点的步骤包括：
45.获取游戏屏幕的真实横向像素数目ws和真实纵向像素数目hs；
46.基于公式px＝(wn/lenn)*ws以及p
y
＝(hn/h)*hs，
47.获取目标定位点在位置坐标系中的目标像素点在游戏屏幕中的位置(px，p
y
)。
48.为实现上述实验目的，本发明还提供一种光电游戏系统，所述光电游戏系统包括游戏主机、位置检测模块、游戏屏幕、至少一个激光枪和红外检测装置；
49.所述红外检测装置包括电路板、镜头和滤光组件，所述电路板上设置图像传感器，所述镜头中设置光路通道，所述图像传感器设置于所述光路通道出光侧在电路板的正投影区域，所述滤光组件包括可见光滤光片、长波通滤光片和窄带滤光片，所述可见光滤光片、长波通滤光片和窄带滤光片设置于所述光路通道中；
50.所述位置检测模块和游戏屏幕均与所述游戏主机通信连接，所述红外检测装置和激光枪均与所述位置检测主机通信连接，所述窄带滤光片的高通过率光线的波长与所述激光枪发射光线的指定波长相同；
51.所述游戏主机包括处理器和存储器，所述存储器与处理器通信连接，所述存储器
上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，处理器实现上述的游戏枪光电感应方法的步骤。
52.为实现上述实验目的，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的游戏枪光电感应方法的步骤。
53.本技术中，发射光线的指定波长和红外检测装置中窄带滤光片的高通过率光线的波长相同，红外检测装置实现对激光枪在游戏屏幕激光点的准确、清晰捕捉，同时，采用分时控制思路，在不同预设时间单元中开启红外检测装置和不同的激光枪，各预设时间单元开启的激光枪是预先设置且红外检测装置事先知晓，在不同的预设时间单元仅开启一个激光枪且开启不同的激光枪，实现多个激光枪的独立向游戏屏幕输出激光，激光枪之间不发生相互干扰，如此游戏主机可基于位置检测模块在不同的预设时间单元检测不同激光枪是否发射红外激光，同时由于预设时间单元远小于玩家对激光枪的操作反应时间和玩家对游戏屏幕的观影反应时间，对于玩家而言，多个激光枪发送红外激光是可以同步进行的，不影响游戏体验，从而实现了单个红外检测装置的多激光枪激光点检测和定位，降低了游戏设备识别和制造不同激光枪的硬件成本。
附图说明
54.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。
55.图1为本发明可见光滤光片为650nm宽带红外半截止滤波片的实施例的透过率光谱图；
56.图2为本发明红外长通滤光片为800nm长通滤光片的实施例的透过率光谱图；
57.图3为本发明窄带滤光片为980nm窄带滤光片的实施例的透过率光谱图；
58.图4为红外检测装置仅设置窄带滤光片的一成像场景示意图；
59.图5为红外检测装置仅设置窄带滤光片的另一成像场景示意图；
60.图6为本发明红外检测装置仅设置可见光宽带滤光片和长通滤光片的成像场景示意图；
61.图7为本发明红外检测装置仅设置可见光宽带滤光片、长通滤光片和窄带滤光片的成像场景示意图；
62.图8为本发明红外检测装置一实施例一视角的爆炸结构示意图；
63.图9为本发明红外检测装置一实施例另一视角的爆炸结构示意图；
64.图10为本发明红外检测装置一实施例一视角的装配结构示意图；
65.图11为本发明红外检测装置一实施例另一视角的装配结构示意图；
66.图12为本发明光电游戏系统一实施例的框架结构示意图；
67.图13为本发明游戏枪光电感应方法一实施例的流程示意图；
68.图14为本发明梯形校正的几何场景示意图；
69.图15为本发明游戏主机一实施例的硬件框架结构示意图；
70.图16为本发明激光枪控制和红外检测装置控制的分时控制时序示意图。
71.附图标号说明：
[0072][0073][0074]
本技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0075]
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
[0076]
在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本技术的说明，其本身没有特定的意义。因此，“模块”、“部件”或“单元”可以混合地使用。
[0077]
市面上现有的红外线激光光电游戏机(即光电游戏系统)，都是使用红外光感应相机，感应到红外激光照射到屏幕上的光斑，但是现有的这类红外激光游戏机，只能在室内光线较暗的环境下使用，当红外感应相机前面有较强光源时，或者在室外自然光线下，这些光源就会对红外感应相机造成干扰，使整个游戏机无法正常使用。
[0078]
本技术的光电游戏系统，包括高速红外感应相机(即红外检测装置)、红外激光发射枪(即激光枪)、位置检测模块、游戏机主机和游戏屏幕。高速摄像机安装有650nm宽带滤光片、800nm以上长通滤光片和特定波长的窄带红外线滤光片(比如980nm窄带滤光片)，只有特定波长的红外光能通过(比如980nm)，可见光和特定波长之外的光线不能对其产生干扰，因此可以在任何环境下使用。
[0079]
具体地，本发明提出一种红外检测装置，在本发明实施例中，如图8至图11所示，该红外检测装置包括：
[0080]
外壳1，所述外壳1一侧开设第一安装孔15；
[0081]
红外检测装置的实现载体可为高速相机、摄像头模组等，红外检测装置的外壳1优选为深色隔光材质件，如外壳1为黑色隔光材质件。外壳1可由前壳11与后壳12拼接而成，前壳11上开设用于安装镜头3的第一安装孔15，第一安装孔15与镜头3边缘处可利于泡棉作为防尘隔光处理，防止外界灰尘和光线自第一安装孔15进入到镜头3内部。前壳11与后壳12的区分在于：前壳11为外壳1处于镜头3入光侧的一半壳体，后壳12为外壳1处于镜头3出光侧的一半壳体。在一可选实施方式中，前壳11内部腔壁上设置螺纹柱13，螺纹柱13为中空主体，螺纹柱13主体内壁设置螺纹，后壳12与螺纹柱13对应位置开设有螺孔14，例如前壳11与后壳12拼接之后，前壳11的4个螺纹柱13和后壳12的4个螺孔14正好对接，然后以螺钉固定前壳11和后壳12。
[0082]
电路板2，所述电路板2上设置图像传感器，所述电路板2设置于所述外壳1内部；
[0083]
图像传感器是利用光电器件的光电转换功能将感光面上的光像转换为与光像成相应比例关系的电信号，在电路板2图像传感器的感光面与镜头3的光路通道的出光侧正对齐，即镜头3的光路通道出光侧在电路板2的正投影区域与图像传感器的感光面重合，从而实现图像传感器检测通过镜头3传过来的光信号。
[0084]
此外，电路板2上可开设通孔21，电路板2上的通孔21与前壳11上的螺纹柱13位置适配，前壳11与后壳12进行拼接固定时，螺纹柱13穿过电路板2上的通孔21与后壳12的螺孔14对齐，然后螺钉依次穿过后和电路板2以与前壳11螺纹固定连接，从而电路板2被固定在外壳1内部。
[0085]
镜头3，所述镜头3设置于所述第一安装孔15中，所述镜头3中设置光路通道，所述图像传感器设置于所述光路通道出光侧在电路板2的正投影区域；
[0086]
镜头3固定安装于外壳1的第一安装孔15中，镜头3与第一安装孔15的贴合处设置泡棉或海绵，以对镜头3进行密封、防尘、隔光的安装，图像传感器被隔光和密封安装在外壳1内，避免了光污染。可选地，镜头3外表面可设置或可为黑色隔光层。镜头3的内部设置光路通道，外部光信号自光路通道的入光侧进入、然后自光路通道的出光侧投射到图像传感器的感光面，即图像传感器的感光面设置于所述光路通道出光侧在电路板2的正投影区域。
[0087]
滤光组件，所述滤光组件包括可见光滤光片41和长波通滤光片42；所述可见光滤光片41和长波通滤光片42设置于所述光路通道中；
[0088]
可见光宽带滤光片41和长通滤光片42设置于密封且隔光的光路通道中，光路通道的内壁与各个滤光片的边缘紧密贴合，进入到光路通道中的光信号(光线)仅能自各滤光片所在区域通过。
[0089]
可见光宽带滤光片41为可见光通过、红外光半截止的滤光片，具体地，可见光滤光片41的光谱图如图1，图1横坐标为波长，纵坐标为通过率，可见光滤光片41可以通过98％的可见光(波长大致为400nm至650nm)和40％左右的红外光，基本隔绝波长400nm以下的紫外光(通过率小于5％)。在一实施例中，可见光宽带滤光片41为650nm宽带滤光片(滤镜)，一般为普通摄像头使用的镜片，如智能手机的镜头3镜片，此650nm滤镜可通过可见光、隔离红外光，防止摄像头发生偏色。具体的，可见光滤光片为400nm
‑
650nm的可见光宽带滤光片。
[0090]
长通滤光片42为700nm一下截止，700nm以上通过的长通滤光片，如长通滤光片42为波长为800nm或850nm的长通滤光片，长通滤光片42为隔离可见光和少量衰减波长800nm以上的红外光，具体地，长通滤光片42的光谱图如图2，图2横坐标为波长，纵坐标为通过率，长通滤光片42隔绝了波长750nm以下的可见光，波长800nm以上红外光通过率为90％，长通滤光片42可为波长800nm以上红外光通过的黑玻璃滤光片。
[0091]
此外，红外检测装置还包括镜头盖5，所述镜头盖5设置于所述光路通道的入光侧，所述镜头3和镜头盖5为隔光材质件且无缝拼接。
[0092]
镜头盖5的中部留有通光区域，镜头盖5的通光区域可设置透明的防尘玻璃，在镜头盖5与镜头3无缝拼接之后，防尘玻璃可有效防止灰尘和异物进入到光路通道中。镜头盖5和镜头3均为隔光材质件，例如黑色pe(polyethylene，聚乙烯)材质件，不透光、材质性能稳定。
[0093]
在一些射击游戏的红外检测装置中，一般仅单独设置窄带红外滤光片，经过窄带
红外滤光片的光信号中，一般还会有不少自然光或者其他波长的红外光透过窄带红外滤光片，红外检测装置检测的效果如图4和图5，会存在较多的干扰光源，对红外光斑的检测结果造成严重干扰，导致红外检测的精度大幅下降，在图4和图5中，靠近中心处的激光光斑为红外检测装置需检测的光信号，其他区域的光斑为干扰光源。
[0094]
在本实施例中，在镜头3的光路通道中设置可见光波滤光片和长波通滤光片42，从而镜头3基本隔绝进入光路通道中的可见光波段以及部分红外线波段，排除了大部分的干扰光源的影响，更深层次的过滤掉红外检测装置需检测红外光斑(红外检测装置配套游戏激光枪射出的红外激光)所在波段之外的其他波长红外光，如图6，大幅减少环境光的干扰，提高了红外检测装置的红外检测精度，在图6中，靠近中心处的激光光斑为红外检测装置需检测的光信号，仅左上区域存在少量光斑的干扰光源。
[0095]
进一步地，为进一步提高红外检测装置的消除环境光干扰、提升红外检测精度，在本技术另一实施例中，所述滤光组件还包括窄带滤光片43，所述窄带滤光片43设置于所述光路通道中。
[0096]
窄带滤光片43为只能通过特定波长的窄带滤光片43，比如特定波长708nm、808nm、850nm、940nm、980nm、1100nm等等，只有这些特定波长的光线才可以通过，其他波长的光线将被基本隔离和过滤。即窄带滤光片43的中心波长可为708nm、808nm、850nm、940nm、980nm或1100nm等等，带宽为20nm，窄带滤光片43的高通过率光线的中心波长与配套光电游戏系统的激光枪发射光线的波长相同。具体地，在窄带滤光片43一可选方案中，光谱图如图3，图3横坐标为波长，纵坐标为通过率，中心波长为980nm，基本只能通过980nm附近的红外光。
[0097]
在本实施例中，在镜头3的光路通道中，同时分别设置了：可见光通过、红外光部分截止的宽带滤光片41(如中心波长为650nm宽带滤光片)，基本只能通过特定波长红外光的窄带滤光片43(如中心波长为980nm宽带滤光片)，以及基本滤除可见光、波长800nm以上红外光可通过的长通滤光片42(如中心波长为800nm宽带滤光片)，虽然使用可见光滤光片41和长波通滤光片42，依然会有其他波长的干扰光源；但是，特定波长(如980nm)的红外光对窄带(红外)滤光片的通过率最高，此特定波长的红外光通过可见光滤光片41和窄带滤光片43之后仍然达到30％以上，但诸如小于960nm、大于1100nm的干扰光(即不在特定波长的波段内的干扰光)通过可见光滤光片41和窄带滤光片43后仅仅剩1％左右；同时采用长通滤光片42会对所有小于800nm的所有波段的光进行衰减(如图2)，经长通滤光片42衰减后需要的特定波段(如波长980nm)的光还保留30％左右，但其他的诸如小于960nm,大于1100nm的干扰光则几乎都被衰减完(保留少于0.1％)，因此长通滤光片42、宽带滤光片41和窄带滤光片43三个滤光片叠加后的抗干扰性非常强，效果如图7，基本隔绝了环境光的干扰，大幅提高了红外检测装置的红外检测精度，图7中仅靠近中心处有红外检测装置需检测的激光光斑的光信号，干扰信号均被滤除了。
[0098]
可选地，沿着所述光路通道入光侧至出光侧的方向，依次设置所述长通滤光片42、宽带滤光片41和窄带滤光片43，进入红外检测装置的镜头3光路通道的信号光，先被长通滤光片42过滤掉小于800nm的所有波段的光，然后被宽带滤光片41对红外光进行部分截止，最后被窄带滤光片43过滤掉特定波长(如波长980nm)所在波段之外的红外光，从而特定波长的红外光到达pcb 2的图像传感器的保留量最多，其他波长的干扰光则集合被衰减完，基本隔绝了特定波长之外的干扰光的影响。
[0099]
进一步地，在本技术红外检测装置又一实施例中，所述红外检测装置还包括显示屏6，所述显示屏6设置于电路板2背离所述镜头3的一侧，所述显示屏6与所述图像传感器电性连接，所述外壳1背离所述镜头3的一侧开设安装和展示所述显示屏6的第二安装孔16，所述显示屏6设置背离所述电路板2的一侧设置于所述第二安装孔16中。显示屏6卡置于外壳1的第二安装孔16中，显示屏6通过电路板2与图像传感器电性连接，显示屏6显示图像传感器采集的信号光图像，显示屏6用于显示红外检测装置拍摄光电游戏系统中游戏屏幕上的激光枪光斑，便于用户查看红外检测装置的显示屏6来确定镜头3是否对准游戏屏幕。
[0100]
此外，所述红外检测装置还包括数据传输接口7，所述数据传输接口7设置在所述电路板2背离所述镜头3的一侧，所述数据传输接口7贯穿所述外壳1背离所述电路板2的一侧。数据传输接口7可导出图像传感器采集的光信号成像数据，数据传输接口7可为usb接口。
[0101]
再者，红外检测装置的外壳1上可设置固定连接件8，从而红外检测装置可便捷地基于固定连接件8安装在支撑架、支撑臂等支撑装置上，利于设置红外检测装置的拍摄高度和拍摄位置。
[0102]
由于多个激光枪需要多个不同检测波段的检测装置，增加了游戏设备识别不同激光枪的硬件成本，为解决此问题，本技术采用一个上述各实施例中任一种红外检测装置，激光枪的结构可完全相同，采用分时控制技术，在不同的时间单元内打开激光枪的激光光源，然后启动红外检测装置(如高速摄像机)进行采集当前帧图像，使得多个激光枪发出红外激光在游戏屏幕的光点坐标能够独立输出，避免发生相互干扰，这样基于对多个激光枪的激光光源进行分时开启和关闭，位置检测模块就可以基于红外检测装置的图像帧，分辨出游戏屏幕上多个激光点的光点坐标，能够分辨出游戏屏幕上的过个激光点分别是哪个激光枪发出的，然后位置检测模块可通过usb线数据传输或无线传输的方式将光点坐标和对应激光枪的光点标识发送给游戏主机，从而游戏主机就能分辨激光点的位置和发出的激光枪。
[0103]
具体地，本发明提供一种游戏枪光电感应方法，所述游戏枪光电感应方法应用于光电游戏系统，所述光电游戏系统包括游戏主机、位置检测模块、游戏屏幕、至少一个激光枪和红外检测装置；
[0104]
所述红外检测装置包括电路板、镜头和滤光组件，所述电路板上设置图像传感器，所述镜头中设置光路通道，所述图像传感器设置于所述光路通道出光侧在电路板的正投影区域，所述滤光组件包括可见光滤光片、长波通滤光片和窄带滤光片，所述可见光滤光片、长波通滤光片和窄带滤光片设置于所述光路通道中；
[0105]
所述位置检测模块和游戏屏幕均与所述游戏主机通信连接，所述红外检测装置和激光枪均与所述位置检测主机通信连接，所述窄带滤光片的高通过率光线的波长与所述激光枪发射光线的指定波长相同；如此，红外检测装置可基本滤除激光枪发射红外光线波长之外的干扰光，大幅提高了红外检测装置的红外检测精度，从而整个光电游戏系统中对于激光枪在游戏屏幕的射击位置检测更加准确和灵敏。
[0106]
位置检测模块用于收集红外检测装置发送的红外光斑检测图像，并对检测图像进行分析以确定激光枪在游戏屏幕上的射击位置，位置检测模块为处理芯片，可设置在游戏主机的主控板上。
[0107]
红外检测装置可为摄像头，红外检测装置用于检测红外激光枪(发射特定波长的
红外光，例如980nm红外光)发射到游戏屏幕上的光斑，红外检测装置中的图像传感器用于检测通过镜头传过来的游戏屏幕上的光信号(即光斑反射光)，镜头安装在外壳上，图像传感器安装在外壳内避免光污染，镜头上安装有滤光组件，滤光组件用于过滤干扰光源。
[0108]
应用于光电游戏系统的所述游戏枪光电感应方法，参照图13，可包括以下步骤：
[0109]
步骤s10，获取游戏屏幕的屏幕分辨率，并根据所述屏幕分辨率建立所述游戏屏幕的位置坐标系；
[0110]
本技术游戏枪光电感应方法各步骤的执行主体可为游戏主机的主控板上的处理器，主控板上设置相互通信连接的处理器和存储器，存储器中预存有与游戏主机配套使用的游戏屏幕的屏幕分辨率。将游戏屏幕实际显示的屏幕分辨率和红外检测装置拍摄游戏屏幕的虚拟射击区域关联起来，建立游戏屏幕的位置坐标系。
[0111]
具体地，步骤s10包括：
[0112]
步骤a1，基于激光枪在游戏屏幕矩形区域四个顶点处射出参照光点，基于红外检测装置采集四个参照光点，在位置检测模块中构建虚拟射击区域；
[0113]
参照图12，游戏主机可引导用户操作激光枪在游戏屏幕的左上角a点按下扳机，红外检测装置捕捉到a点的顶角图片并发送给位置检测模块，然后依次引用用户操作激光枪在游戏屏幕的b点、c点和d点按下扳机射出红外激光，从而红外检测装置依次分别捕捉b点、c点和d点的顶角图片并发送给位置检测模块。游戏主机控制位置检测模块将四个顶角图片合并，构建矩形abcd，将矩形abcd即为虚拟射击区域。
[0114]
步骤a2，将虚拟射击区域沿着长度方向和宽度方向分解为m*n等尺寸的定位点，基于所述屏幕分辨率，将游戏屏幕沿着长度方向和宽度方向分解为m*n等尺寸的像素点；
[0115]
步骤a3，模拟虚拟射击区域和游戏屏幕重合，建立位置重合的定位点和像素点的位置映射关系，以建立所述游戏屏幕的位置坐标系。
[0116]
例如虚拟射击区域为1600*1200等尺寸的定位点组成，其中m＝1600，n＝2000；屏幕分辨率为800*600，即m＝800，n＝600。将虚拟射击区域和游戏屏幕重合，相当于两个定位点对应一个屏幕的像素点，两个定位点与一个像素点重合，进而建立位置重合的定位点和像素点的位置映射关系，进而知晓游戏屏幕中每个像素点所映射的两个定位点，从而建立所述游戏屏幕的位置坐标系，位置检测模块通过位置坐标系即可知晓拍摄图片的定位点所对应的游戏屏幕像素点。
[0117]
步骤s20，在不同预设时间单元内依次开启各所述激光枪的激光光源，控制所述红外检测装置获取不同预设时间单元内各所述激光枪的激光点图像和设备标识；其中，不同的预设时间单元之间相隔预设消影周期，每个所述激光枪的激光光源开启时，控制所述红外检测装置采集当前预设时间单元对应激光枪设备标识和在游戏屏幕的激光点图像；
[0118]
预设时间单元至少小于0.1s，因为自然人对于光影的视觉反应时间和动作的神经反射时间一般大于0.1s，优选方案预设时间单元根据红外检测装置采集图像帧数确定，例如红外检测装置每秒采集60帧图像，则预设时间单位可为1/60s，消影周期可为一倍或若干倍预设时间单元。
[0119]
对应激光枪和红外检测装置是分时控制的，基于一个预设时间单元、一个预设消影周期、一个预设时间单元的循环周期逐个开启和关闭各个激光枪的激光光源。
[0120]
激光枪的分时控制：在一个预设时间单元中只开启一个激光枪的激光光源，此预
设时间单元结束时也同时关闭此激光枪的激光光源，然后等待一个预设消影周期，待到达下一个预设时间单元时，开启另一个激光枪的激光光源，在此下一个预设时间单元结束时同步关闭此另一个激光枪的激光光源，如此循环。
[0121]
红外检测装置的分时控制：在一个预设时间单元中，红外检测装置采集游戏屏幕的激光点图像，此时红外检测装置知晓此预设时间单元中处于激光光源处于开启状态的激光枪的设备标识，从而红外检测装置将此预设时间单元的激光点图像和设备标识分别发送至位置检测模块和游戏主机，在此预设时间单元结束时同时关闭；然后等待一个预设消影周期，待到达下一个预设时间单元时，红外检测装置重新开启以采集此下一个预设时间单元的激光点图像和设备标识，如此循环。
[0122]
步骤s30，根据所述位置坐标系、不同预设时间单元对应激光枪的激光点图像和设备标识，确定各所述激光枪在游戏屏幕上多个激光点的光点坐标和光点标识；
[0123]
在每一个预设时间单元中，游戏主机基于设备标识，知晓是哪一个激光枪的激光光源是开启的，由光点标识记录是哪个激光枪发送的光点，基于激光点图像和位置坐标系，知晓当前开启的激光枪游戏屏幕上激光点的光点位置，由光点坐标记录激光点的光点位置。
[0124]
步骤s40，基于每一组所述光点坐标和光点标识，为所述光点标识对应的激光枪在游戏屏幕上所述光点坐标处显示预设光标。
[0125]
每一个预设时间单元对应一组光点坐标和光点标识，游戏主机通过每一组所述光点坐标和光点标识，可以很好的分辨出多个激光点分别是哪把激光枪发出的，具体在游戏屏幕的什么位置，为所述光点标识对应的激光枪在游戏屏幕上所述光点坐标处显示预设光标，实现激光枪的预设光标移动，实现激光枪指哪打哪的游戏效果，预设光标可包括主机指针、游戏准心和游戏光标。
[0126]
在本实施例中，发射光线的指定波长和红外检测装置中窄带滤光片的高通过率光线的波长相同，红外检测装置实现对激光枪在游戏屏幕激光点的准确、清晰捕捉，同时，采用分时控制思路，在不同预设时间单元中开启红外检测装置和不同的激光枪，各预设时间单元开启的激光枪是预先设置且红外检测装置事先知晓，在不同的预设时间单元仅开启一个激光枪且开启不同的激光枪，实现多个激光枪的独立向游戏屏幕输出激光，激光枪之间不发生相互干扰，如此游戏主机可基于位置检测模块在不同的预设时间单元检测不同激光枪是否发射红外激光，同时由于预设时间单元远小于玩家对激光枪的操作反应时间和玩家对游戏屏幕的观影反应时间，对于玩家而言，多个激光枪发送红外激光是可以同步进行的，不影响游戏体验，从而实现了单个红外检测装置的多激光枪激光点检测和定位，降低了游戏设备识别不同激光枪的硬件成本。
[0127]
进一步地，在本发明游戏枪光电感应方法另一实施例中，光电游戏系统的激光枪为两个，参照图16，激光枪包括第一激光枪和第二激光枪，
[0128]
步骤s20包括：
[0129]
步骤b1，在一预设时间单元内开启第一激光枪的激光光源，关闭第二激光枪的激光光源，控制红外检测装置采集第一激光枪在游戏屏幕上激光点的激光点图像并获取第一激光枪的设备标识；将第一激光枪的激光点图像发送位置检测模块，以供游戏主机确定当前预设时间单元中第一激光枪的在游戏屏幕上激光点的光点坐标；将第一激光枪的设备标
识发送游戏主机，以供游戏主机确定当前预设时间单元中游戏屏幕上激光点的光点标识；
[0130]
在一个预设时间单元内，开启第一激光枪(可响应玩家操作而发射红外激光)，此时第二激光枪是关闭的(不响应玩家操作不发射红外激光)，这时红外检测装置在游戏屏幕上采集的是第一激光枪的激光点的激光点图像，红外检测装置将第一激光枪的激光点图像和设备标识分别发送至位置检测模块和游戏主机，从而位置检测模块分析出第一激光枪在此预设时间单元的的光点坐标，游戏主机知晓标志第一激光枪的光点标识，从而游戏主机知晓在此预设时间单元内，游戏屏幕上光点坐标指向的激光点是第一激光枪发出的。
[0131]
步骤b2，关闭第一激光枪，关闭第二激光枪，等待预设消影周期；
[0132]
在两个预设时间单元之间设置预设消影周期，是为了防止上一个预设时间单元的上一帧激光点图像残留影像，影响到下一个预设时间单元的下一帧激光点图像的激光点识别。
[0133]
步骤b3，在下一预设时间单元内开启第二激光枪的激光光源，关闭第一激光枪的激光光源，控制红外检测装置采集第二激光枪在游戏屏幕上激光点的激光点图像并获取第二激光枪的设备标识；将第二激光枪的激光点图像发送位置检测模块以供游戏主机确定当前预设时间单元中第二激光枪的在游戏屏幕上激光点的光点坐标，将第二激光枪的设备标识发送游戏主机以供游戏主机确定当前预设时间单元中游戏屏幕上激光点的光点标识；
[0134]
在下一个预设时间单元内，开启第二激光枪，此时第一激光枪是关闭的，这时红外检测装置在游戏屏幕上采集的是第二激光枪的激光点的激光点图像，红外检测装置将第二激光枪的激光点图像和设备标识分别发送至位置检测模块和游戏主机，从而位置检测模块分析出第二激光枪在此下一个预设时间单元的的光点坐标，游戏主机知晓标志第二激光枪的光点标识，从而游戏主机知晓在此下一个预设时间单元内，游戏屏幕上光点坐标指向的激光点是第二激光枪发出的。
[0135]
步骤b4，循环下一个预设时间单元和预设消影周期的第一激光枪、第二激光枪和红外检测装置的控制流程，以获取后续预设时间单元中第一激光枪和第二激光枪的激光点图像和设备标识。
[0136]
如此再循环执行步骤b1、b2和b3，获取后续预设时间单元中第一激光枪和第二激光枪的激光点图像和设备标识，识别后续预设时间单元中游戏屏幕的激光点位置和射出的激光枪。
[0137]
在本实施例中，提供了一种双激光枪的实施场景，预设时间单元和预设消影周期交替，游戏主机在一个个预设时间单元中独立地识别第一激光枪和第二激光枪的激光点图像和设备标识，进而获取独立地获取第一激光枪和第二激光枪的光点坐标和光点标识，第一激光枪和第二激光枪可以为硬件相同的设备，减少了制造两把不同激光枪和不同红外检测装置的成本，同时实现了第一激光枪和第二激光枪瞄准哪里打哪里的功能。
[0138]
进一步地，在本发明游戏枪光电感应方法又一实施例中，步骤s30包括：
[0139]
步骤c1，在每个预设时间单元中，将当前开启的激光枪的激光点图像发送至位置检测模块；
[0140]
以一个个的预设时间单元作为步骤流程分析对象，在每个预设时间单元中，会存在一个激光枪的激光光源为开启的，此激光枪为当前开启的激光枪。
[0141]
步骤c2，基于位置检测模块，确定激光点图像中激光点在虚拟射击区域的击中位
置，获取击中位置处虚拟射击区域的目标定位点；
[0142]
目标定位点为红外检测装置采集的激光点图像中激光点在虚拟射击区域投影位置的定位点。
[0143]
具体地，参照图14，步骤c2具体为：
[0144]
在激光点图像发生梯形畸变时，进行梯形校正流程，梯形校正流程包括以下步骤：
[0145]
步骤d1，基于位置检测模块获取梯形的激光点图像的上底边长度、下底边长度、高度，以及激光点图像中激光点的横向边距和纵向边距；
[0146]
步骤d2，根据上底边长度、下底边长度、高度和纵向边距，确定激光点图像中激光点横向总长度；
[0147]
具体地，在梯形校正流程中，仅考虑水平方向的激光点图像梯形畸变，设置激光点图像的上底边长度l，下底边长度l，高度h，激光点图像中激光点p点纵向边距hn，p点横向边距wn，横向总长度lenn，上底边相对下底边的一侧边长度d，p点等高线相对下底边的一侧边长度x，其中2d＝(l
‑
l)；
[0148]
基于平面几何相似原理，h/d＝hn/x，得到x＝(hn/h)*d；
[0149]
从而，lenn＝2*x+l＝(hn/h)*d*2+l；
[0150]
步骤d3，根据横向边距和横向总长度，确定激光点图像中激光点在此激光点图像中的横向位置比例；根据纵向边距和高度，确定激光点图像中激光点在此激光点图像中的纵向位置比例；
[0151]
具体地，所述根据横向边距和横向总长度，确定激光点图像中激光点在此激光点图像中的横向位置比例的步骤包括：
[0152]
横向位置比例＝wn/lenn；
[0153]
具体地，所述根据纵向边距和高度，确定激光点图像中激光点在此激光点图像中的纵向位置比例的步骤包括：
[0154]
纵向位置比例＝hn/h。
[0155]
步骤d4，根据横向位置比例和纵向位置比例，确定激光点图像中激光点在虚拟射击区域的击中位置，进而获取击中位置处虚拟射击区域的目标定位点；
[0156]
例如，红外检测装置拍摄到激光点图像中激光点处于游戏屏幕的正中心，那么此激光点的横向位置和纵向位置都是整个激光点图像的一半，即横向位置比例和纵向位置比例都为50％，则激光点在虚拟射击区域的击中位置为正中心，将激光点图像正中心处的定位点作为目标定位点。
[0157]
在激光点图像没有发生梯形畸变时，不进行梯形校正流程，步骤执行逻辑与步骤d1至步骤d4基本相同，仅上底边长度改为上矩形边长度，下底边长度改为下矩形边长度，其他数据量和数据量的处理逻辑相同。
[0158]
步骤c3，基于所述位置映射关系，获取目标定位点在位置坐标系中的目标像素点；
[0159]
具体地，步骤c3包括：
[0160]
获取游戏屏幕的真实横向像素数目ws和真实纵向像素数目hs；
[0161]
基于公式px＝(wn/lenn)*ws以及p
y
＝(hn/h)*hs，
[0162]
获取目标定位点在位置坐标系中的目标像素点在游戏屏幕中的位置(px，p
y
)。从而求出了目标像素点的具体位置。
[0163]
步骤c4，根据目标像素点在游戏屏幕中的位置，确定当前开启的激光枪在游戏屏幕上激光点的光点坐标，并根据设备标识，为当前开启的激光枪在游戏屏幕上激光点对应生成光点标识；
[0164]
接着上述例子，激光点图像正中心处的定位点作为目标定位点，从而目标像素点为实际场景中游戏屏幕的正中心处的像素点，游戏屏幕的正中心处的像素点的坐标即为当前开启的激光枪在游戏屏幕上激光点的光点坐标。
[0165]
步骤c5，直至确定所有预设时间单元中当前激光枪在游戏屏幕上激光点的光点坐标和光点标识。
[0166]
按照以上步骤c1至步骤c4循环执行，直至确定所有预设时间单元中当前激光枪在游戏屏幕上激光点的光点坐标和光点标识。
[0167]
在本实施例中，针对每个预设时间单元，求出激光点图像中激光点的横向位置比例和纵向位置比例，继而在虚拟射击区域确定目标定位点，在游戏屏幕的位置坐标系中确定目标像素点，最终确定所有预设时间单元中当前激光枪在游戏屏幕上激光点的光点坐标和光点标识，实现过程，计算复杂度低，运行占用计算资源少。
[0168]
同时，由于大多数情况下，红外检测装置采集图像都会存在一定的变形，通过变形的激光点图像来计算目标像素点在游戏屏幕中的位置坐标(px，p
y
)会存在一定的偏差，这些变形主要来自梯形畸变，因此，本实施例提供一种对激光点图像的梯形校正过程，在红外检测装置的镜头和游戏屏幕不同轴心的时候，也能准确的实现目标像素点在游戏屏幕中的位置坐标。
[0169]
此外，本发明还提供一种光电游戏系统，参照图12，所述光电游戏系统包括游戏主机、位置检测模块、游戏屏幕、至少一个激光枪和红外检测装置；
[0170]
所述红外检测装置包括电路板、镜头和滤光组件，所述电路板上设置图像传感器，所述镜头中设置光路通道，所述图像传感器设置于所述光路通道出光侧在电路板的正投影区域，所述滤光组件包括可见光滤光片、长波通滤光片和窄带滤光片，所述可见光滤光片、长波通滤光片和窄带滤光片设置于所述光路通道中；
[0171]
所述位置检测模块和游戏屏幕均与所述游戏主机通信连接，所述红外检测装置和激光枪均与所述位置检测主机通信连接，所述窄带滤光片的高通过率光线的波长与所述激光枪发射光线的指定波长相同；
[0172]
所述游戏主机包括处理器和存储器，所述存储器与处理器通信连接，所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，处理器实现上述的游戏枪光电感应方法各实施例的步骤。
[0173]
参照图15，游戏主机可以包括：处理器1001，例如cpu，网络接口1004，用户接口1003，存储器1005，通信总线1002。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(display)、触控屏，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如wi
‑
fi接口)。存储器1005可以是高速ram存储器，也可以是稳定的存储器(non
‑
volatile memory)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。
[0174]
本领域技术人员可以理解，图15中示出的游戏主机结构并不构成对游戏主机的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
[0175]
此外，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的游戏枪光电感应方法的步骤。
[0176]
应当理解，尽管在本文可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本文范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语"如果"可以被解释成为"在
……
时"或"当
……
时"或"响应于确定"。再者，如同在本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文中有相反的指示。应当进一步理解，术语“包含”、“包括”表明存在所述的特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组，但不排除一个或多个其他特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组的存在、出现或添加。此处使用的术语“或”和“和/或”被解释为包括性的，或意味着任一个或任何组合。因此，“a、b或c”或者“a、b和/或c”意味着“以下任一个：a；b；c；a和b；a和c；b和c；a、b和c”。仅当元件、功能、步骤或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时，才会出现该定义的例外。
[0177]
应该理解的是，虽然本技术实施例中的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，其可以以其他的顺序执行。而且，图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，其执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
[0178]
需要说明的是，在本文中，采用了诸如s10、s20等步骤代号，其目的是为了更清楚简要地表述相应内容，不构成顺序上的实质性限制，本领域技术人员在具体实施时，可能会先执行s20后执行s10等，但这些均应在本技术的保护范围之内。
[0179]
上述本技术实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
[0180]
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如rom/ram、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本技术各个实施例所述的方法。
[0181]
上面结合附图对本技术的实施例进行了描述，但是本技术并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本技术的启示下，在不脱离本技术宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本技术的保护之内。