一种投影设备的触控系统、投影系统及其触控方法与流程

1.本发明涉及触控投影技术领域，具体涉及一种投影设备的触控系统、投影系统及其触控方法。


背景技术：

2.随着激光技术发展的日益成熟，生活中越来越多的产品设备出现其身影，诸如激光定位、摄像辅助、激光投影、人机交互等其他更多领域。运用激光技术的微型投影仪逐渐发展为新一代投影设备，因其操作简单、便携获得众多用户的青睐。
3.但目前市面上微型投影设备往往具有以下不足。例如仅投影显示功能，缺少交互设计或需要借助其他辅助交互设备如红外遥控、激光笔等，交互体验感差且单一。并且，即使具备触控交互功能的产品，在实现触控功能时，需要将其水平放置，同时需要在产品底部一定高度的二维水平面进行触摸感应；当设备需要垂直面投放时，便会严重影响其功能体验或无法实现交互功能。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明实施例提供一种投影设备的触控系统、投影系统及其触控方法，以解决现有技术中投影设备触控交互功能体验感较差的技术问题。
5.本发明实施例提供的技术方案如下：
6.本发明实施例第一方面提供一种投影设备的触控系统，包括：三维激光测距传感器，用于扫描投影设备的触控区域，得到触控区域的三维点云数据；触控模块，用于接收所述三维点云数据，根据所述三维点云数据生成触控交互信息。
7.可选地，所述触控交互信息包括：手指触控位置、触控高度以及手势信息。
8.可选地，所述触控区域包括：水平触控表面和垂直触控表面。
9.本发明实施例第二方面提供一种投影系统，包括：本发明实施例第一方面及第一方面任一项所述的投影设备的触控系统；屏显设备，用于接收所述触控交互信息，根据所述触控交互信息和所述屏显设备的显示信息生成投影信息；投影模块，用于接收所述投影信息在投影区域进行投影显示。
10.可选地，该投影系统还包括：通讯模块，所述通讯模块分别和所述触控模块、所述屏显设备和所述投影模块连接，用于所述触控交互信息、投影信息的转发。
11.可选地，所述屏显设备还用于在触控模块判断没有触摸时将显示信息发送至所述投影模块进行投影显示。
12.可选地，该投影系统还包括：电源模块，所述电源模块用于为所述三维激光测距传感器、触控模块、屏显设备以及所述投影模块供电。
13.可选地，所述投影区域和所述触控区域部分或全部重合。
14.本发明实施例第三方面提供一种投影系统的触控方法，包括：获取触控区域的三维点云数据；根据所述三维点云数据生成触控交互信息；根据所述触控交互信息和显示信
息生成投影信息；根据所述投影信息在投影区域进行投影显示。
15.可选地，根据所述三维点云数据生成触控交互信息，包括：根据所述三维点云数据判断是否有触摸；当判断有触摸时，根据所述三维点云数据生成触控交互信息；当判断没有触摸时，再次获取触控区域的三维点云数据；所述触控方法还包括：根据所述显示信息在投影区域进行投影显示。
16.本发明技术方案，具有如下优点：
17.本发明实施例提供的投影设备的触控系统，采用三维激光测距传感器对触控区域进行扫描，获取触控区域的三维点云数据，并通过触控模块对三维点云数据进行计算，确定触控交互信息。通过该三维激光测距传感器的扫描，实现了更广阔范围的触控区域扫描。通过在投影设备中采用该触控系统，在兼容已知产品触控功能的同时，可进行垂直面触控、手势识别等，能够极大提升用户的交互体验感。
18.本发明实施例提供的投影系统，采用包含三维激光测距传感器的触控系统实现触控感知功能，使得该投影系统具有更广阔的扫描范围以及更加丰富的点云信息，实现了更广阔范围的触控区域扫描。能够极大提升用户的交互体验感。
19.本发明实施例提供的投影系统的触控方法，采用三维点云数据实现触控感知功能，使得该投影系统具有更广阔的扫描范围以及更加丰富的点云信息，实现了更广阔范围的触控区域扫描。能够极大提升用户的交互体验感。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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的附图。
21.图1为投影系统二维触控原理结构图；
22.图2为本发明实施例中投影设备的触控系统结构框图；
23.图3为本发明实施例中投影设备的触控原理结构图；
24.图4为本发明实施例中投影系统的结构框图；
25.图5为本发明另一实施例中投影系统的结构框图；
26.图6为本发明实施例中投影系统的触控方法的流程图；
27.图7为本发明另一实施例中投影系统的触控方法的流程图。
具体实施方式
28.正如在背景技术中所述，具备触控交互功能的产品，在实现触控功能时，需要将其水平放置，同时需要在产品底部一定高度的二维水平面进行触摸感应；当设备需要垂直面投放时，便会严重影响其功能体验或无法实现交互功能。如图1所示，在该产品中，需要红外摄像头及红外一字激光配合实现触控感知，红外摄像头扫描范围即为触控区域，红外一字激光安装在产品结构底部一定高度(即为触控感知高度)，当采用该结构实现触控功能时，其感应区间受到结构限制，在正置情况下只能进行水平面的触控感知。
29.有鉴于此，本发明实施例提供一种投影设备的触控系统，该触控系统包括：三维激
光测距传感器，用于扫描投影设备的触控区域，得到触控区域的三维点云数据；触控模块，用于接收三维点云数据，根据三维点云数据生成触控交互信息。
30.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
31.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
32.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
33.此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
34.本发明实施例提供一种投影设备的触控系统，如图2所示，该触控系统包括：三维激光测距传感器，用于扫描投影设备的触控区域，得到触控区域的三维点云数据；触控模块，用于接收三维点云数据，根据三维点云数据生成触控交互信息。其中，如图3所示，该触控区域可以是水平触控表面，也可以是垂直触控表面。即该触控系统通过一个三维激光测距传感器不仅能够实现水平触控感知，还能够实现垂直触控感知，感知范围不受结构的限制。同时，对于触控系统的摆放位置也没有要求。
35.本发明实施例提供的投影设备的触控系统，采用三维激光测距传感器对触控区域进行扫描，获取触控区域的三维点云数据，并通过触控模块对三维点云数据进行计算，确定触控交互信息。通过该三维激光测距传感器的扫描，实现了更广阔范围的触控区域扫描。通过在投影设备中采用该触控系统，在兼容已知产品触控功能的同时，可进行垂直面触控、手势识别等，能够极大提升用户的交互体验感。
36.在一实施例中，触控交互信息包括：手指触控位置、触控高度以及手势信息。具体地，三维激光测距传感器对触控区域进行扫描，扫描信号可以转换为三维点云数据，其三维点云内每点包含以三维激光测距传感器为原点坐标系的x、y、z位置信息。
37.在一具体实施方式中，触控模块在根据三维点云数据计算触控交互信息时，可以采用现有的算法实现。例如采用手势回归网络计算。该手势回归网络采用hand pointnet网络直接处理三维点云信息来作手部姿态回归，以归一化后的点云作为输入，最终计算得到触控交互信息。此外，也可以采用其他的算法实现触控交互信息的计算，本发明实施例对此不做限定。
38.本发明实施例还提供一种投影系统，如图4所示，该投影系统包括：上述实施例所述的投影设备的触控系统；屏显设备，用于接收触控交互信息，根据触控交互信息和屏显设备的显示信息生成投影信息；投影模块，用于接收投影信息在投影区域进行投影显示。其
中，如图所示，投影模块的投影区域和触控区域可以部分或全部重叠。
39.本发明实施例提供的投影系统，采用包含三维激光测距传感器的触控系统实现触控感知功能，使得该投影系统具有更广阔的扫描范围以及更加丰富的点云信息，实现了更广阔范围的触控区域扫描。能够极大提升用户的交互体验感。
40.在一实施例中，如图5所示，该投影系统还包括：通讯模块，通讯模块分别和触控模块、屏显设备和投影模块连接，用于触控交互信息、投影信息的转发。在一具体实施方式中，通讯模块连接在屏显设备和投影模块之间，同时还连接在触控模块和投影模块之间。通讯模块可以采用无线通讯进行信息传输，例如采用蓝牙或wifi等方式。
41.在一实施例中，屏显设备还用于在触控模块判断没有触摸时将显示信息发送至投影模块进行投影显示。在一具体实施方式中，该投影系统在工作时，屏显设备可以通过指定的通讯规则与通讯模块建立配对连接，通讯模块获取其显示信息发送至投影模块进行投放。同时，触控模块还将生成的触控交互信息通过通讯模块反馈至屏显设备，屏显设备根据接收的触控交互信息，进行系统内事件响应，更新显示信息得到投影信息。生成的投影信息通过通讯模块再次转发到投影模块进行投放。
42.此外，触控模块在接收到三维点云信息，通过计算判断确定触控范围内没有触摸时，可以触发三维激光测距传感器再次进行检测扫描。并且由于触控模块未生成触控交互信息，屏显设备未收到通讯模块转发的触控交互信息，因此屏显设备可以直接将其显示信息通过通讯模块转发至投影模块进行投放。
43.在一实施例中，该投影系统还包括：电源模块，电源模块用于为三维激光测距传感器、触控模块以及投影模块供电。此外，屏显设备可以由外部电源供电，也可以通过该电源模块为其供电。本发明对此不做限定。
44.本发明实施例提供的投影系统，通过三维激光测距传感器实现了更广阔的扫描范围，使得该投影系统的触控感应范围调整更加灵活，不受产品结构限制，可根据用户操作习惯进行灵活调整。该投影系统通过点云信息实现手势识别，可以解锁更多交互方式，识别更多手势信息，不再受限于点触、滑动基本交互体验。同时设置的三维激光测距传感器可以获取立体空间信息，降低了对投影区域和触控区域的结构要求，无论是平面、曲面甚至不规则面均可实现感知触控功能。此外，对于触控系统中的三维激光测距传感器及投影模块，可以设计为转动结构，增大了该投影系统的投影灵活性，同时依据其转动角度，可以实现与投影面相同步的感应区域。
45.本发明实施例还提供一种投影系统的触控方法，如图6所示，该方法包括如下步骤：
46.步骤s101：获取触控区域的三维点云数据。
47.在一实施例中，可以通过投影系统中设置的三维激光测距传感器对触控区域进行扫描，获取触控区域的三维点云数据。其中，三维激光测距传感器进行扫描时，扫描信息可以转化为三维点云数据，该三维点云数据包含以三维激光测距传感器为原点坐标系的x、y、z位置信息。
48.步骤s102：根据三维点云数据生成触控交互信息。
49.在一实施例中，三维激光测距传感器获取的三维点云信息可以发送至触控模块进行手势识别。其中，触控模块获取三维点云数据之后，可以建立以三维激光测距传感器为原
点的三维空间坐标系，并通过坐标系内点云数据变化，判定坐标系指定范围内是否被遮挡，从而识别具体的触摸位置及手势与响应触摸/抬起事件等触控交互信息，该触控交互信息发送至通讯模块进行交互反馈。
50.在一具体实施方式中，触控模块在根据三维点云数据计算触控交互信息时，可以采用现有的算法实现。例如采用手势回归网络计算。该手势回归网络采用hand pointnet网络直接处理三维点云信息来作手部姿态回归，以归一化后的点云作为输入，最终计算得到触控交互信息。此外，也可以采用其他的算法实现触控交互信息的计算，本发明实施例对此不做限定。在一实施例中，触控模块在接收到三维点云信息，通过计算判断确定触控范围内没有触摸时，可以触发三维激光测距传感器再次进行检测扫描。
51.步骤s103：根据触控交互信息和显示信息生成投影信息。
52.在一实施例中，通讯模块接收到触控交互信息后会将其反馈至屏显设备，屏显设备处理反馈的触控交互信息，进行系统内事件响应，更新显示信息，得到投影信息通过通讯模块输出。同时，若屏显设备预设施加内未收到反馈的触控交互信息，屏显设备可以直接将其显示信息通过通讯模块转发至投影模块进行投放。
53.步骤s104：根据投影信息在投影区域进行投影显示。
54.在一实施例中，对于通讯模块输出的投影信息可以转发至投影模块，投影模块基于该投影信息在投影区域进行投影显示。具体地，投影区域与触控区域的范围部分或全部重合。其中，触控区域包含水平触控平面和垂直触控平面。
55.本发明实施例提供的投影系统的触控方法，采用三维点云数据实现触控感知功能，使得该投影系统具有更广阔的扫描范围以及更加丰富的点云信息，实现了更广阔范围的触控区域扫描。能够极大提升用户的交互体验感。
56.在一实施例中，如图7所示，该投影系统可以按照以下流程实现投影：屏显设备与通讯模块建立连接，并发送显示信息至通讯模块，显示信息将被转发至投影模块进行投放显示。三维激光测距传感器对触控区域进行扫描，扫描信息转换为三维点云数据(三维点云内每点包含以测量仪器为原点坐标系的x、y、z位置信息)发送至触控模块。触控模块建立三维空间坐标系，并在坐标系内依据投影区域设置触控感应区域，进行点云遮挡检测。当判断有触摸即感应区内被遮挡时，如手指触摸，那么通过三维点云信息计算得到手指具体触摸位置、高度、手势等触控交互信息。触控模块通过通讯模块发送触控交互信息至屏显设备。屏显设备处理反馈的触控交互信息，进行系统内事件响应，更新显示信息，得到投影信息发送至投影模块进行投影播放。当触控模块判断没有触摸时，则触发三维激光测距传感器再次检测触控区域，生成新的三维点云数据。
57.虽然关于示例实施例及其优点已经详细说明，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和所附权利要求限定的保护范围的情况下对这些实施例进行各种变化、替换和修改，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。对于其他例子，本领域的普通技术人员应当容易理解在保持本发明保护范围内的同时，工艺步骤的次序可以变化。
58.此外，本发明的应用范围不局限于说明书中描述的特定实施例的工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法及步骤。从本发明的公开内容，作为本领域的普通技术人员将容易地理解，对于目前已存在或者以后即将开发出的工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法或
步骤，其中它们执行与本发明描述的对应实施例大体相同的功能或者获得大体相同的结果，依照本发明可以对它们进行应用。因此，本发明所附权利要求旨在将这些工艺、机构、制造、物质组成、手段、方法或步骤包含在其保护范围内。