一种基于固态激光雷达的多人多点互动投影系统的制作方法

本发明属于激光雷达触控技术领域，具体涉及一种基于固态激光雷达的多人多点互动投影系统。

背景技术：

目前,墙面投影展示的画面非常巨大，为了更好的表现主题，地面上也可投影立体感强的动感画面，投影系统现在正得到日益广泛的应用，现有技术大部分仅是单向的信息输出，观众被动地接收投影机放映的影像，有些展示虽然利用了一些交互设备，也多以鼠标、触摸屏、机械装置、操纵杆或其他外接设备的形式来实现与观众的参与互动，观众的参与度不高，互动体验不足，地面互动投影系统采用悬挂在顶部的投影设备把影像效果投射到地面，当参访者走至投影区域时，通过系统识别，参访者可以直接使用双脚或动作与投影幕上的虚拟场景进行交互，各种互动效果就会随着参访者的脚步产生相应的变幻。但是，现有技术是通过摄像头、压力传感器、红外传感器进行触摸动作的捕捉，捕捉精度较差，容易被遮挡而触摸失败，受到光线的影响而触摸不成，由于受到空调震动的影响而经常派工程师到现场校正触摸点，用户体验较差。

技术实现要素：

本发明为了解决现有技术存在的问题，提供一种基于固态激光雷达的多人多点互动投影系统。

本发明为解决上述技术问题而采取的技术方案是：

一种基于固态激光雷达的多人多点互动投影系统，包括地面互动投影系统和墙体互动投影系统；所述地面互动投影系统包括电脑主机、电脑显示器及投影仪，其特点是：还包括激光雷达、数据处理模块及投影地面，所述激光雷达通过无线连接方式或有线连接方式与电脑主机进行通讯，所述激光雷达固定在所述投影地面上；

所述墙体互动投影系统包括电脑主机、电脑显示器及投影仪，其特点是：还包括激光雷达、数据处理模块及投影墙体，所述激光雷达通过无线连接方式或有线连接方式与电脑主机进行通讯，所述激光雷达固定在所述投影墙体上；

所述有线连接方式包括以太网网络、usb串口方式，rs-232串口方式，所述无线连接方式包括蓝牙、wi-fi。

所述数据处理模块运行在所述电脑主机上，接受激光雷达发送过来的点云数据，经过算法处理后检测出使用者在所述投影地面或所述投影墙体上的触摸事件，发送给应用程序后，完成触摸交互功能；

所述激光雷达为2d激光雷达，发射出光模覆盖在所述投影地面或所述投影墙体上的投影成像区域内；使用者触摸所述投影区域时阻挡了所述光膜，被激光雷达检测到并计算出位置坐标信息；

所述激光雷达为固态激光雷达，不含运动零部件；

所述激光雷达角度分辨率小于或者等于0.15°，精度1毫米；

所述激光雷达还具备有微调机构，通过微调机构调整发射的光膜角度，使得发射出来的光膜与成像平面平行；

一种基于固态激光雷达的多人多点互动投影系统的交互方法，其特点是：包括如下步骤：

步骤一，将激光雷达3固定在成像区域边沿，通过微调机构确保激光雷达所发出的光膜覆盖并平行于成像区域；

步骤二，由设置在电脑主机中的数据处理模块获取所述激光雷达发送的所述成像区域的点云数据；

步骤三，由数据处理模块对点云数据进行滤波和聚类，提取出触摸点坐标；

步骤四，数据处理模块将触摸点的坐标由激光雷达坐标系变换到显示坐标系上面；

步骤五，数据处理模块将最终的触摸事件发送给应用程序。

本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

本发明采用微型化、低成本的固态激光雷达和成熟的投影仪、不容易被遮挡而触摸失败，不受到光线的影响而触摸不成，不会受到空调震动的影响而经常派工程师到现场校正触摸点，由于精度高而可以玩对抗性高的互动游戏，配上专业激光笔可以隔空操作或者玩激光枪对抗游戏。电脑主机等组成触控交互系统，易于推广使用；固态激光雷达安装调试简单，易于使用和维护；微型化固态激光雷达不含运动零部件，系统运行稳定，寿命长。

附图说明

图1为本发明地面投影系统结构示意图；

图2为本发明墙面投影系统结构示意图。

其中：1—电脑主机；2—电脑显示器；3—投影仪；4—投影地面；5—激光雷达；6—投影墙体。

具体实施方式

如图1所示，一种基于固态激光雷达的多人多点互动投影系统，包括地面互动投影系统和墙体互动投影系统；所述地面互动投影系统包括电脑主机1、电脑显示器2及投影仪3，其特点是：还包括激光雷达5、数据处理模块及投影地面4，所述激光雷达5通过无线连接方式或有线连接方式与电脑主机2进行通讯，所述激光雷达5固定在所述投影地面4上；

所述墙体互动投影系统包括电脑主机1、电脑显示器2及投影仪3，其特点是：还包括激光雷达5、数据处理模块及投影墙体6，所述激光雷达5通过无线连接方式或有线连接方式与电脑主机2进行通讯，所述激光雷达5固定在所述投影墙体6上；

所述有线连接方式包括以太网网络、usb串口方式，rs-232串口方式，所述无线连接方式包括蓝牙、wi-fi。

所述数据处理模块运行在所述电脑主机1上，接受激光雷达5发送过来的点云数据，经过算法处理后检测出使用者在所述投影地面4或所述投影墙体6上的触摸事件，发送给应用程序后，完成触摸交互功能；

所述激光雷达5为2d激光雷达，发射出光模覆盖在所述投影地面4或所述投影墙体6上的投影成像区域内；使用者触摸所述投影区域时阻挡了所述光膜，被激光雷达5检测到并计算出位置坐标信息；

所述激光雷达5为固态激光雷达，不含运动零部件；

所述激光雷达5角度分辨率小于或者等于0.15°，1毫米；

所述激光雷达5还具备有微调机构，通过微调机构调整发射的光膜角度，使得发射出来的光膜与成像平面平行；

一种基于固态激光雷达的多人多点互动投影系统的交互方法，其特点是：包括如下步骤：

步骤一，将激光雷达5固定在成像区域边沿，通过微调机构确保激光雷达所发出的光膜覆盖并平行于成像区域；

步骤二，由设置在电脑主机1中的数据处理模块获取所述激光雷达发送的所述成像区域的点云数据；

步骤三，由数据处理模块对点云数据进行滤波和聚类，提取出触摸点坐标；

步骤四，数据处理模块将触摸点的坐标由激光雷达坐标系变换到显示坐标系上面；

步骤五，数据处理模块将最终的触摸事件发送给应用程序。

技术特征：

1.一种基于固态激光雷达的多人多点互动投影系统，包括地面互动投影系统和墙体互动投影系统；所述地面互动投影系统包括电脑主机(1)、电脑显示器(2)及投影仪(3)，其特征是：还包括激光雷达(5)、数据处理模块及投影地面(4)，所述激光雷达(5)通过无线连接方式或有线连接方式与电脑主机(2)进行通讯，所述激光雷达(5)固定在所述投影地面(4)上；

所述墙体互动投影系统包括电脑主机(1)、电脑显示器(2)及投影仪(3)，其特征是：还包括激光雷达(5)、数据处理模块及投影墙体(6)，所述激光雷达(5)通过无线连接方式或有线连接方式与电脑主机(2)进行通讯，所述激光雷达(5)固定在所述投影墙体(6)上。

2.依据权利要求1所述的一种基于固态激光雷达的多人多点互动投影系统，其特征是：所述有线连接方式包括以太网网络、usb串口方式，rs-232串口方式，所述无线连接方式包括蓝牙、wi-fi。

3.依据权利要求1所述的一种基于固态激光雷达的多人多点互动投影系统，其特征是：所述数据处理模块运行在所述电脑主机(1)上，接受激光雷达(5)发送过来的点云数据，经过算法处理后检测出使用者在所述投影地面(4)或所述投影墙体(6)上的触摸事件，发送给应用程序后，完成触摸交互功能。

4.依据权利要求1所述的一种基于固态激光雷达的多人多点互动投影系统，其特征是：所述激光雷达(5)为2d激光雷达，发射出光模覆盖在所述投影地面(4)或所述投影墙体(6)上的投影成像区域内；使用者触摸所述投影区域时阻挡了所述光膜，被激光雷达(5)检测到并计算出位置坐标信息。

5.依据权利要求1所述的一种基于固态激光雷达的多人多点互动投影系统，其特征是：所述激光雷达(5)为固态激光雷达，不含运动零部件。

6.依据权利要求1所述的一种基于固态激光雷达的多人多点互动投影系统，其特征是：所述激光雷达(5)角度分辨率小于或者等于0.15°，精度1毫米。

7.依据权利要求1所述的一种基于固态激光雷达的多人多点互动投影系统，其特征是：所述激光雷达(5)还具备有微调机构，通过微调机构调整发射的光膜角度，使得发射出来的光膜与成像平面平行。

8.一种基于固态激光雷达的多人多点互动投影系统的交互方法，其特点是：包括如下步骤：

步骤一，将激光雷达(5)固定在成像区域边沿，通过微调机构确保激光雷达所发出的光膜覆盖并平行于成像区域；

步骤二，由设置在电脑主机(1)中的数据处理模块获取所述激光雷达发送的所述成像区域的点云数据；

步骤三，由数据处理模块对点云数据进行滤波和聚类，提取出触摸点坐标；

步骤四，数据处理模块将触摸点的坐标由激光雷达坐标系变换到显示坐标系上面；

步骤五，数据处理模块将最终的触摸事件发送给应用程序。

技术总结
本发明一种基于固态激光雷达的多人多点互动投影系统，属于激光雷达触控技术领域，主要解决现有技术捕捉精度不高，容易被遮挡而触摸失败的问题；包括地面互动投影系统和墙体互动投影系统；所述地面互动投影系统包括电脑主机、电脑显示器及投影仪，其特点是：还包括激光雷达、数据处理模块及投影地面，所述激光雷达通过无线连接方式或有线连接方式与电脑主机进行通讯，所述激光雷达固定在所述投影地面上；所述墙体互动投影系统包括电脑主机、电脑显示器及投影仪，其特点是：还包括激光雷达、数据处理模块及投影墙体，所述激光雷达通过无线连接方式或有线连接方式与电脑主机进行通讯，所述激光雷达固定在所述投影墙体上。

技术研发人员：梁太龙;李森;梁鹏;王欣;梁骏
受保护的技术使用者：北京联控科技发展有限公司
技术研发日：2020.03.01
技术公布日：2020.06.19