基于全息投影技术的人机交互系统与方法_3

文档序号:8921771阅读:来源:国知局
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。
[0083]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。
[0084]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。
[0085]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。
[0086]实施例二
[0087]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:
[0088]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;
[0089]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;
[0090]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。
[0091]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。
[0092]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。
[0093]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。
[0094]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。
[0095]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。
[0096]实施例三
[0097]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。
[0098]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。
[0099]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。
[0100]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。
[0101]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。
[0102]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。
[0103]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。
[0104]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。
[0105]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。
[0106]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。
[0107]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。
[0108]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。
[0109]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。
[0110]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。
[0111]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。
[0112]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。
[0113]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 —同设置在弧形空腔中,且位于底板180的下方。
[0114]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。
[0115]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。
[0116]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。
[0117]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。
[0118]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。
[0119]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
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