一种3D投影触摸装置及其触摸方法与流程

本发明涉及3d投影技术领域，特别是涉及一种3d投影触摸装置及其触摸方法。

背景技术：

目前，基于某一平面、幕墙等二维平面的触摸感测技术已经越来越普及，尤其是在电子设备显示屏上的触摸感应技术已经非常成熟。随着3d投影仪的开发使用，人们期望能够直接通过人体部位的触摸实现对三维立体图像的控制，已获得更好的感观体验。

因此，如何将用户在三维空间中的触摸动作或者是肢体动作转化为对三维投影图像的控制信号，实现对三维图像的实时控制仍然是本领域技术中亟待解决的难题。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术的不足，设计出一种3d投影触摸装置及其触摸方法。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种3d投影触摸装置，包括3d投影处理器、光束控制器、光束发射器以及动作采集器，

所述3d投影处理器，用于从三维图片库中获取三维图片，计算当前三维图片中各像素点的三维基准坐标并向光束控制器发出控制指令；并从动作采集器接收触摸点的实际三维坐标，根据该三维坐标控制切换当前三维图片；

所述光束控制器，用于根据3d投影处理器的控制指令向光束发射器发出光束功率调控指令；

所述光束发射器，用于根据接收的光束功率调控指令发出不同功率的光束以生成三维投影图像；

所述动作采集器，用于获取触摸点在三维投影图像上的实际三维坐标，并将坐标信息传输给3d投影处理器。

作为优选地，动作采集器包括成像装置、动作处理器，所述成像装置，用于从不同角度同时获取触摸点在三维投影图像上的图像信息，并将其采集到的图像信息传输给动作处理器；所述动作处理器，用于根据双目立体视觉原理对接收到的同一时刻不同角度的图像信息进行处理，计算出触摸点在三维投影图像上实际三维坐标，并将该坐标信息传输给3d投影处理器。

作为优选地，所述成像装置由两个型号相同的成像传感器构成。

作为优选地，两个成像传感器的检测角度不同，以获取触摸点在三维投影图像上的不同角度的图像信息。

作为优选地，光束控制器包括光束功率控制模块和光束坐标生成模块，所述光束功率控制模块，用于根据3d投影处理器的控制指令调整光束的发射功率，并将发射功率值传输给光束发射器；光束坐标生成模块，用于根据从3d投影处理器接收到的当前三维图片中各像素点的三维基准坐标以及投影比例计算出各像素点的投影坐标，并传输给光束发射器和3d投影处理器。

作为优选地，3d投影处理器接收到触摸点的实际三维坐标时，判断该实际三维坐标与其存储的预设触点坐标是否相重合，若重合，则控制切换下一张三维图片。

作为优选地，3d投影处理器接收到触摸点的实际三维坐标时，判断触摸点在设定时间内的三维坐标轨迹，并根据该三维坐标轨迹的方向控制切换三维图片。

一种3d投影触摸方法，具体包括以下步骤：

步骤1：3d投影处理器计算当前播放的三维图片中各像素点的三维基准坐标，并根据计算结果向光束控制器发出控制指令；

步骤2：所述光束控制器包括光束功率控制模块和光束坐标生成模块，光束功率控制模块根据接收到的控制指令调整光束的发射功率，并将发射功率值传输给光束发射器；同时，光束坐标生成模块根据从3d投影处理器接收到的当前三维图片中各像素点的三维基准坐标以及投影比例计算出各像素点的投影坐标，并传输给光束发射器和3d投影处理器；

步骤3：光束发射器根据接收到的发射功率值和各像素点的三维投影坐标，发出不同功率的光束，生成三维投影图像；

步骤4：人体触摸三维投影图像，动作采集器获取触摸点在三维投影图像上的不同角度的图像信息，并分析计算出其实际三维坐标，将该实际三维坐标传输给3d投影处理器；

步骤5：3d投影处理器对接收到的触摸点的实际三维坐标进行处理，判断该实际三维坐标与其存储的预设触点坐标是否相重合，若重合，则控制切换下一张三维图片。

作为优选地，所述步骤5中3d投影处理器还可判断触摸点在设定时间内的三维坐标轨迹，然后，根据该三维坐标轨迹的方向控制切换三维图片。

作为优选地，所述三维图片从三维图片库中获取。

本发明的积极有益效果：

1、本发明的3d投影处理器根据当前三维图片向光束控制器发出控制指令，光束控制器根据接收到的信号控制光源发射器的光束发射功率，从而实现了三维图片的三维投影，然后通过动作采集器采集触摸点在三维投影图像的实际三维坐标，实现了虚拟触摸操作信息的采集，使得某些不具备触摸屏的应用设备通过本发明的3d投影触摸装置也能实现虚拟触摸操作，不需耗费额外成本。

2、本发明的3d投影触摸装置能够广泛应用于军事模拟、3d游戏、智能办公和教学等场合，当用于军事模拟操作时，可省略实际沙盘演练；当用于3d游戏时，可以直接省略vr设备，使人直接身临其境，更具有真实感；当用于公司智能办公和教学时，能够更为真实的展示办公、教学内容。

附图说明

图1为本发明3d投影触摸装置的结构原理框图。

图2为光束发射器的光束发射状态图。

图3为本发明3d投影触摸装置的使用示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本发明。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

结合图1-图3说明本实施方式，本发明的3d投影触摸装置，包括3d投影处理器、光束控制器、光束发射器以及动作采集器。

所述动作采集器，由成像装置和动作处理器构成，用于获取触摸点在三维投影图像上的实际三维坐标。所述成像装置，用于从不同角度同时获取触摸点在三维投影图像上的图像信息，并将其采集到的图像信息传输给动作处理器。成像装置由两个型号相同的成像传感器构成，这两个成像传感器的检测角度不同，从而获取触摸点在三维投影图像上的不同角度的图像信息。所述动作处理器，用于根据双目立体视觉原理对接收到的同一时刻不同角度的图像信息进行处理，计算出触摸点在三维投影图像上实际三维坐标，并将该坐标信息传输给3d投影处理器。

所述3d投影处理器，用于从三维图片库中获取三维图片，计算当前三维图片中各像素点的三维基准坐标并向光束控制器发出控制指令；并从动作采集器接收触摸点的实际三维坐标，根据该三维坐标控制切换当前三维图片。3d投影处理器在判断控制切换当前三维图片时，具体可通过两种方式来进行判断：一种是判断接收到的触摸点的实际三维坐标与其存储的预设触点坐标是否相重合，若重合，则控制切换下一张三维图片，所述预设触点坐标是指3d投影处理器中存储的各像素点三维投影坐标中的某一像素点坐标；另一种是判断触摸点在设定时间内的三维坐标轨迹，并根据该三维坐标轨迹的方向控制切换三维图片。

所述光束控制器，由光束功率控制模块和光束坐标生成模块构成，用于根据3d投影处理器的控制指令向光束发射器发出光束功率调控指令。所述光束功率控制模块，用于根据3d投影处理器的控制指令调整光束的发射功率，并将发射功率值传输给光束发射器；其中光束发射功率的控制通过改变光束发射器的工作电流和电压来实现，从而改变光束的发光强度、发射长度。光束坐标生成模块，光束坐标生成模块，用于根据从3d投影处理器接收到的当前三维图片中各像素点的三维基准坐标以及投影比例计算出各像素点的投影坐标，并传输给光束发射器和3d投影处理器。

所述光束发射器，用于根据接收的光束功率调控指令发出不同功率、不同颜色的光束以生成三维投影图像。

采用本发明的3d投影触摸装置进行3d投影触摸时，其触摸方法具体包括以下步骤：

步骤1：3d投影处理器计算当前播放的三维图片中各像素点的三维基准坐标，并根据计算结果向光束控制器发出控制指令；所述三维图片从三维图片库中获取。

步骤2：所述光束控制器包括光束功率控制模块和光束坐标生成模块，光束功率控制模块根据接收到的控制指令调整光束的发射功率，并将发射功率值传输给光束发射器；同时，光束坐标生成模块根据从3d投影处理器接收到的当前三维图片中各像素点的三维基准坐标以及投影比例计算出各像素点的投影坐标，并传输给光束发射器和3d投影处理器。

步骤3：光束发射器根据接收到的发射功率值和各像素点的三维投影坐标，发出不同功率的光束，生成三维投影图像。

步骤4：人体手指或其他身体部位触摸三维投影图像，动作采集器获取触摸点在三维投影图像上的不同角度的图像信息，并分析计算出其实际三维坐标，将该实际三维坐标传输给3d投影处理器。

步骤5：3d投影处理器对接收到的触摸点的实际三维坐标进行处理，判断该实际三维坐标与其存储的预设触点坐标是否相重合，若重合，则控制切换下一张三维图片。3d投影处理器还可判断触摸点在设定时间内的三维坐标轨迹，然后，根据该三维坐标轨迹的方向控制切换三维图片。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解；依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。