一种交互装置及3D计算机系统的制作方法

本公开涉及3d技术领域，具体而言，涉及一种交互装置及3d计算机系统。

背景技术

目前，实现3d立体交互的计算机系统大多基于光学定位摄像头，实时拍摄交互笔在立体空间中的位置，按照一定的算法计算出交互笔在现实立体空间坐标系中的位置，再在计算机建立的虚拟三维空间坐标系中映射出交互笔的虚拟空间位置，实时进行，实现映射，实现较为不便。

技术实现要素：

有鉴于此，本公开提供一种交互装置及3d计算机系统。

本公开提供的一种交互装置，应用于3d计算机系统，所述3d计算机系统包括显示器；所述交互装置包括连接杆、第一摄像头组件和第二摄像头组件。

所述连接杆设置于所述显示器远离显示屏幕的一面，所述连接杆的长度可调。

所述连接杆的一端连接所述第一摄像头组件，另一端连接所述第二摄像头组件，所述第一摄像头组件与所述第二摄像头组件连接于所述连接杆之后分别位于所述显示器的两侧。

所述连接杆的中点与所述显示器的中点重合，且所述连接杆沿穿过所述显示器的中点的水平轴水平设置，所述第一摄像头组件和所述第二摄像头组件连接于所述连接杆之后，相对于穿过所述显示器的中点的竖直轴对称，以使所述第一摄像头组件和第二摄像头组件与所述显示器实现3d立体交互。

进一步的，所述第一摄像头组件包括多个摄像头，所述多个摄像头沿所述显示器一侧的竖直方向设置，相邻所述摄像头之间的间距为设定值。

进一步的，所述第一摄像头组件还包括第一角度固定部和第一卡位部，所述第一摄像头组件通过所述第一卡位部与所述连接杆连接，所述第一角度固定部构用于固定所述多个摄像头。

进一步的，所述第二摄像头组件还包括多个摄像头，所述多个摄像头沿所述显示器一侧的竖直方向设置，相邻所述摄像头之间的间距为设定值。

进一步的，所述第二摄像头组件还包括第二角度固定部和第二卡位部；所述第二摄像头组件通过所述第二卡位部与所述连接杆连接，所述第二角度固定部用于固定所述多个摄像头。

进一步的，所述交互装置还包括多个等距伸缩组件，所述多个等距伸缩组件包括伸缩杆和角卡位结构，所述角卡位结构设置于所述显示器边角；

所述伸缩杆一端与所述角卡位结构连接，另一端与所述连接杆连接，以使所述第一摄像头组件和第二摄像头组件与所述显示器保持相对静止。

进一步的，所述交互装置还包括第一约束组件；所述第一约束组件包括第一出线孔和第一中空腔体，所述第一中空腔体设置于所述连接杆内部，所述第一摄像头组件的线束沿着所述第一中空腔体布线，并通过所述第一出线孔与计算机连接。

进一步的，所述交互装置还包括第二约束组件；所述第二约束组件包括第二出线孔和第二中空腔体，所述第二中空腔体设置于所述连接杆内部，所述第二摄像头组件的线束沿着所述第二中空腔体布线，并通过所述第二出线孔与计算机连接。

进一步的，所述交互装置还包括支撑柱，所述支撑柱与所述连接杆连接，用于支撑所述显示器及调节所述显示器的俯仰角。

本公开提供的一种3d计算机系统，包括显示器，所述显示器上装配有上述的交互装置，以使所述3d计算机系统实现3d立体交互。

本公开提供的一种交互装置及3d计算机系统，将连接杆设置在显示器远离显示屏幕的一面，连接杆的中点与显示器的中点重合，且连接杆沿穿过显示器的中点的水平轴水平设置，通过连接杆将第一摄像头组件和第二摄像头组件分别设置在显示器的两侧，且相对于穿过所述显示器的中点的竖直轴对称，进而使第一摄像头组件和第二摄像头组件与显示器实现3d立体交互，该交互装置及3d计算机系统通过连接杆将第一摄像头组件和第二摄像头组件分别设置于显示器的两侧，从而实现3d立体交互，实现较为便捷，成本低，且摄像头组件可更换装配，提高了摄像头组件的利用率。

为使本公开的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本公开的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本公开的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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获得其他相关的附图。

图1为本公开提供的一种交互装置的结构示意图。

图2为本公开提供的一种交互装置的另一种结构示意图。

图3为本公开提供的一种交互装置的又一种结构示意图。

图4为本公开提供的一种交互装置的等距伸缩组件结构示意图。

图5为本公开提供的一种交互装置的校准过程流程示意图。

图6为本公开提供的一种3d计算机系统的结构示意图。

图标：10－显示器；20－第一摄像头组件；30－第二摄像头组件；40－连接杆；50－等距伸缩组件；51－角卡位结构；52－伸缩杆；61－第一约束组件；611－第一出线孔；62－第二约束组件；622－第二出线孔；70－支撑柱；80－摄像头；90－计算机。

具体实施方式

下面将结合本公开中附图，对本公开中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本公开的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本公开的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本公开的范围，而是仅仅表示本公开的选定实施例。基于本公开的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

3d立体交互可以轻易展现某些困难实验场景，可以安全的虚拟展现和操作模拟某些困难实验场景，给用户带来神奇的体验。

本公开提供一种交互装置及3d计算机系统。

请结合参阅图1和图2，本公开提供一种交互装置，应用于3d计算机系统，所述3d计算机系统包括显示器10；所述交互装置包括连接杆40、第一摄像头组件20和第二摄像头组件30。

所述连接杆40设置于所述显示器10远离显示屏幕的一面，所述连接杆40的长度可调。

其中所述连接杆40的长度可调，可以使所述连接杆40适配多种尺寸的显示器10，当确定所述显示器10的尺寸后，根据所述显示器10的尺寸规格调节所述连接杆40的长度，进而将所述连接杆40设置于所述显示器10远离显示屏幕的一面。

所述连接杆40的一端连接所述第一摄像头组件20，另一端连接所述第二摄像头组件30，所述第一摄像头组件20与所述第二摄像头组件30连接于所述连接杆40之后分别位于所述显示器10的两侧。

所述连接杆40的中点与所述显示器10的中点重合，且所述连接杆40沿穿过所述显示器10的中点的水平轴水平设置，所述第一摄像头组件20和所述第二摄像头组件30连接于所述连接杆40之后，相对于穿过所述显示器10的中点的竖直轴对称，以使所述第一摄像头组件20和第二摄像头组件30与所述显示器10实现3d立体交互。

其中，所述连接杆40沿穿过所述显示器10的中点的水平轴水平设置，进而使所述第一摄像头组件20和第二摄像头组件30通过所述连接杆40沿穿过所述显示器10的中点的水平轴水平设置。

当所述第一摄像头组件20和第二摄像头组件30上述方式设置于所述显示器10两侧后，通过交互笔，实现3d立体交互。其中交互空间从平面变换成了立体空间，并且支持人站立在所述显示器10前立体交互。

进一步的，所述第一摄像头组件20包括多个摄像头80，所述多个摄像头80沿所述显示器10一侧的竖直方向设置，相邻所述摄像头80之间的间距为设定值。

其中，请结合参阅图3，所述摄像头80为光学定位摄像头，其数量可以为多个，可选的，本公开提供的所述第一摄像头组件20中所述摄像头80的数量为两个，当所述第一摄像头组件20中所述摄像头80的数量为两个时，所述两个摄像头80沿所述显示器10的一侧的竖直方向设置，且所述两个摄像头80之间相对于穿过所述显示器10的中点的水平轴对称。

进一步的，为了更好的增配所述第一摄像头组件20，所述第一摄像头组件20还包括第一角度固定部和第一卡位部，所述第一摄像头组件20通过所述第一卡位部与所述连接杆40连接，所述第一角度固定部用于固定所述多个摄像头80。

进一步的，所述第二摄像头组件30还包括多个摄像头80，所述多个摄像头80沿所述显示器10一侧的竖直方向设置，相邻所述摄像头80之间的间距为设定值。

其中，所述第二摄像头组件30中的摄像头80也为光学定位摄像头，其数量也可以为多个，当所述第一摄像头组件20中所述摄像头80的数量为两个时，则所述第二摄像头组件30中的摄像头80的数量也为两个，并沿着所述显示器10的一侧的竖直方向设置，同时也相对于穿过所述显示器10的中点的水平轴对称。

所述第一摄像头组件20中的摄像头80与所述第二摄像头组件30中的摄像头80相对于穿过所述显示器10的中点的竖直轴对称。

进一步的，为了更好的增配所述第二摄像头组件30，所述第二摄像头组件30还包括第二角度固定部和第二卡位部；所述第二摄像头组件30通过所述第二卡位部与所述连接杆40连接，所述第二角度固定部用于固定所述多个摄像头80。

进一步的，请结合参阅图4，为了稳固装配于所述显示器10的所述交互装置，所述交互装置还包括多个等距伸缩组件50。所述多个等距伸缩组件50包括伸缩杆52和角卡位结构51，所述角卡位结构51设置于所述显示器10边角，以使所述等距伸缩组件50固定设置在所述显示器10上。

所述伸缩杆52一端与所述角卡位结构51连接，另一端与所述连接杆40连接，以使所述第一摄像头组件20和第二摄像头组件30与所述显示器10保持相对静止。

其中，所述等距伸缩组件50的数量可以为多个，可选地，在本公开中，所述等距伸缩组件50数量为4个，分别设置于所述显示器10的四个角，通过所述伸缩杆52固定所述第一摄像头组件20和所述第二摄像头组件30，以使所述第一摄像头组件20和第二摄像头组件30与所述显示器10保持相对静止。

进一步的，当所述交互装置应用于3d计算机系统时，为了使所述交互装置与所述计算机90更方便地连接，保证所述第一摄像头组件20和所述第二摄像头组件30能从计算机90取电、通讯，所述交互装置还包括第一约束组件61；所述第一约束组件61包括第一出线孔611和第一中空腔体，所述第一中空腔体设置于所述连接杆40内部，所述第一摄像头组件20的线束沿着所述第一中空腔体布线，并通过所述第一出线孔611与计算机90连接。

进一步的，所述交互装置还包括第二约束组件62，所述第二约束组件62包括第二出线孔622和第二中空腔体，所述第二中空腔体设置于所述连接杆40内部，所述第二摄像头组件30的线束沿着所述第二中空腔体布线，并通过所述第二出线孔622与计算机90连接。

其中，所述连接杆40为中空设置，其内部空间能容纳所述第一中空腔体和第二中空腔体。

所述交互装置通过所述第一约束组件61和第二约束组件62，将所述交互装置装配于3d计算机系统时，保证所述第一摄像头组件20和所述第二摄像头组件30能从计算机90取电、通讯；同时能约束所述第一摄像头组件20和所述第二摄像头组件30的线束走向，达到保护精密摄像头需要精密保护通讯线路的需求，并满足美观的需求。

当用户站在所述显示器10前交互时，增大所述显示器10的俯仰角，此时所述显示器10的重心发生偏移，可能会导致所述显示器10倾倒。进一步的，为了增大所述显示器10的俯仰角时而保证所述显示器10不受影响，所述交互装置还包括支撑柱70，所述支撑柱70与所述连接杆40连接。

其中，所述支撑柱70可伸缩调节，所述显示器10需要调节俯仰角，都可通过调节所述支撑柱70给予所述显示器10一个承重支点，进而实现所述显示器10的俯仰角调节。可选地，本公开中所述显示器10的俯仰角调节范围为0－180°。

其中，所述支撑柱70和所述第一约束组件61和第二约束组件62结构错开，互不干扰。

当所述交互装置在所述显示器10上装配好后，还需要对其进行校准。校准的参数包括相邻摄像头80之间的设定值d1、所述第一摄像头组件20和第二摄像头组件30之间的间距d2和交互物理坐标系的中心点；所述第一摄像头组件20和第二摄像头组件30之间的间距d2为所述连接杆40的长度。

对参数的校准可通过3d交互参数标定软件执行。软件运行后，在所述显示器10上绘制出一个二维的坐标系，以屏幕的中心点为圆心，水平为x轴，垂线为y轴，并按照所述显示器10的比例，在坐标轴上绘制出刻度，并对刻度进行标注，通过软件计算出坐标轴及坐标轴刻度在屏幕上的位置，如果软件计算出的坐标轴刻度与实际绘制的坐标轴刻度一致，且软件计算出的d1、d2相应的位置点其坐标刻度与实际标注的坐标刻度一致，则完成校准过程，并将校准后的d1和d2在3d立体交互中作为常量使用。

进一步的，请结合参阅图5，所述校准过程包括以下步骤：

步骤s10：在显示器10屏幕上以全屏模式绘制出二维坐标系。

步骤s11：拖动二维坐标系中的x轴与穿过所述显示器10的中点的水平轴重合；拖动二维坐标系中的y轴与穿过所述显示器10的中点的竖直重合。

步骤s12：判断坐标轴是否移动到位，如果没有移动到位，则返回执行步骤s11，如果移动到位，则执行步骤s13。

步骤s13：根据所述显示器10的比例，在坐标轴上绘制出刻度并对刻度进行标注。

其中，将交互笔移动到d1、d2相应的位置点，包括所述显示器10的中点位置o，x轴与所述显示器10左右两侧边缘的交点x1、x2，与上下两侧边缘的交点y1、y2，对其进行标注，光学定位采样。

步骤s14：判断刻度是否标注完成，如果没有标注完成，则返回执行步骤s13，如果刻度标注完成，执行步骤s15。

步骤s15：通过软件计算出坐标轴及坐标轴刻度在屏幕上的位置。

步骤s16：判断软件计算出的坐标轴刻度与实际绘制的坐标轴刻度是否一致，如果一致，执行步骤s17，如果不一致，则返回执行步骤s11。

其中，在判断软件计算出的坐标轴刻度与实际绘制的坐标轴刻度是否一致时，还需要判断软件计算出的d1、d2相应的位置点其坐标刻度是否与实际标注的坐标刻度一致，如果一致，则完成校准，执行步骤s17，如果不一致，则返回执行步骤s11.

步骤s17：将校准后的d1、d2记录在存储器中。

其中，对d1、d2进行校准后还需计算出其相应位置点x1，x2，y1，y2，o的定位权重参数，并记录在存储器中。

请结合参阅图6，本公开提供一种3d计算机系统，所述3d计算机系统包括显示器10，所述显示器10上装配有上述的交互装置，以使所述3d计算机系统实现3d立体交互。

本公开所提供的3d计算机系统，由于所述3d计算机系统包括所述交互装置，因此，该3d计算机系统具有与所述交互装置相同的技术特征，在此不再一一赘述，请参考对所述交互装置的解释说明。

综上，本公开提供的交互装置及3d计算机系统通过设置支撑柱，以增大显示器的俯仰角调节范围，且保证显示器不因俯仰角过大，重心偏移而而导致显示器倾倒；通过连接杆将第一摄像头组件和第二摄像头组件分别设置于显示器的两侧，进而让3d计算机系统通过增配外设而实现3d立体交互，其成本低，且摄像头组件可更换装配，提高了摄像头组件的利用率。

在本公开所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和系统，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置和系统实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本公开的实施例中的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

在本公开的描述中，需要说明的是，术语“中”、“上”、“下”、“左右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是本公开使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

以上所述仅为本公开的可选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。