一种实现虚拟触摸校准的方法以及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种实现虚拟触摸校准的方法，所述方法包括：创建虚拟校准菜单；以显示所述虚拟校准菜单所在平面为x轴和y轴构成的平面，建立第一坐标系；建立第二坐标系，将用户手势位置用所述第二坐标系坐标表示；计算所述第一坐标系和所述第二坐标系的对应关系；根据所述对应关系，将第二坐标系表示的用户手势位置坐标，用所述第一坐标系的坐标表示；根据用所述第一坐标系的坐标表示的用户手势位置关系，校正用户手势与虚拟校准菜单的对应关系。与现有技术相比，本发明专利技术的有益效果是：提高了虚拟触摸的准确性，改善了用户的感官效果。

【技术实现步骤摘要】
一种实现虚拟触摸校准的方法以及系统本申请是2013年05月16日提出的专利技术名称为“一种实现虚拟触摸校准的方法以及系统”的中国专利技术专利申请201310180909.5的分案申请。
本专利技术涉及增强现实技术，尤其涉及一种实现虚拟触摸校准的方法以及系统。
技术介绍
新兴的增强现实技术可以使虚拟世界与真实世界的交互显得更直接更自然，而基于手势的人机交互是实现增强现实技术的交互中不可缺少的关键技术。让真实的人或者物体直接与3D虚拟投影对象进行交互，即让手势与虚拟物体直接交互，用户用手势直接控制3D虚拟投影对象，这种表达自然清晰，使得人机交互的体验更具有吸引力。现有技术中，3D虚拟投影及虚拟触摸的用户交互界面及实现方法，包括深度探测器、双眼图像视差计算模块、双眼图像处理模块、3D显示设备、手势识别模块、摄像头和虚拟触摸控制器。如图1所示，深度探测器探测得到用户头部和手部与3D显示设备的距离信息；双眼图像视差计算模块根据深度探测器探测的距离信息计算双眼图像视差；双眼图像处理模块根据双眼图像视差信息处理图像；再将处理后的图像发送给3D显示设备虚拟投影在用户臂长范围内；手势识别模块等待到用户的手势操作虚拟投影画面后，根据深度探测器和摄像头识别到用户手指移动轨迹；虚拟触摸控制器根据用户手势及移动轨迹做出相应的反应。但本申请专利技术人在实现上述技术方案的过程中，发现其至少存在如下技术问题：要实现虚拟触摸的效果，需要将手势的位置空间与虚拟投影画面的像素空间进行空间投影变换。但由于深度探测器的可移动性，使得深度探测器移动之前设定的投影变换规则不适用与移动之后的；或者由于更换用户后人眼的瞳孔距离发生改变，使得看到的虚拟投影画面的出屏深度发生了改变，也使得更换用户之前设定的变换规则不适用与更换之后的；这些因素，都容易产生手势点击某一处，响应显示在另一处的错乱效果，影响了交互的准确性。
技术实现思路
本申请实施例通过提供一种实现虚拟触摸校准的方法，解决了现有技术中由于深度探测器移动后以及用户更换时人眼瞳孔距离发生改变时，引起的手势点击与响应不一致的问题，提高了交互的准确性，改善了用户的观看感受。本申请实施例提供了一种实现虚拟触摸校准的方法，所述方法包括：本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：当深度探测器的位置发生改变或者用户更换后人眼瞳孔的距离发生了改变时，采用了用户点击虚拟校准菜单的校准点的技术手段，重新将用户手势操作与虚拟投影画面进行校准，有效的解决了现有技术中当发生上述改变后，手势点击与响应不一致的错乱问题，实现了即便发生上述改变，也能保持交互的准确性。附图说明图1为现有技术的方法流程图图2为结合本专利技术方法的实现虚拟触摸操作的方法流程图图3为本申请实施例提供的实现虚拟触摸校准的方法流程图图4为本申请实施例提供的实现虚拟触摸校准的系统框图图5为本实施例创建的校准菜单图6为本实施例构建的第一坐标系图7为本实施例第二坐标系与第一坐标系的对应关系图图8为本实施例第二坐标系与第一坐标系的对应关系图图9为本实施例第二坐标系与第一坐标系的对应关系图图10为本实施例第二坐标系与第一坐标系的对应关系图图11为本实施例的3D显示示意图图12为本实施例提供的平行于显示平面的位移补偿示意图图13为本实施例提供的垂直于显示平面的位移补偿示意图图14为本实施例提供的头部倾斜补偿示意图图15为本实施例提供的声音提示示意图。具体实施方式本申请实施例通过提供一种实现虚拟触摸校准的方法以及系统，在现有技术的基础上增加校准以及用户双眼位置改变补偿，解决了现有技术中因深度探测器位置发生改变或用户更换后双眼瞳孔距离发生改变时产生虚拟触摸错乱的问题，以及用户在虚拟操作过程中双眼位置的轻微变化引起操作准确性下降和破坏感官效果的问题。本申请实施例中的技术方案为解决上述问题，总体思路如下：针对虚拟触摸错乱的问题，采用用户校准的方法，即当深度探测器的位置发生改变或者更换用户后，用户依据系统提供的虚拟校准菜单重新校准虚拟投影装置，使得用户3D手势位置能够正确的投影至3D虚拟画面空间。同时，采用用户双眼位置偏移补偿和用户双眼位置倾斜补偿的方法，即当用户双眼位置发生轻微的偏移后，对显示的3D虚拟画面做相应位移的补偿，使用户看到的虚拟画面不会随着用户的移动而移动，当用户双眼位置发生轻微的倾斜时，对显示的3D虚拟画面做相应角度倾斜的补偿，使用户看到正确视差重合成的虚拟图像，从而提高了操作的精度，改善了用户的感官效果。为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。本申请实施例中提供了一种实现虚拟触摸校准的方法以及系统。校准的意义在于：在作为3D显示控制核心的处理器内，3D图形的位置、大小等都是以像素来计算的；而作为3D手势识别核心的深度探测器里，手势的位置信息是以空间尺寸来计算的。因此当判别用户手势的位置与3D图像的位置联系时，需要一个校准的过程，即在物理空间和数字空间中搭建一个沟通的桥梁。但这种沟通桥梁，通常是设定好的一个对应关系，而且前提一般为固定深度探测器的位置，固定人眼的瞳孔距离为一个常数值。这样，当深度探测器的位置在实际使用中发生了变动(就目前而言，深度探测器为外置的单独器件，可以随意移动)，这时再使用之前设定的校准关系就无法正确完成虚拟触摸的动作；同时，由于不同用户的双眼瞳孔距离是有差别的，使用固定的瞳孔距离针对不同用户的校准，自然会引起虚拟触摸的不准确性。实施例一为更充分的表述本实施例提供的校准方法，将结合用户虚拟触摸过程进行说明；如图2，步骤如下：S01，判断深度探测器的位置是否发生了改变或者是否更换了用户。本申请实施例中，在深度探测器内置运动传感器，例如加速度计、陀螺仪等，用传感器来监测深度探测器是否发生了移动；同时，可以通过显示器上配置的2D摄像头对用户进行人脸检测，并判断是否更换了用户。当运动传感器检测到深度探测器的位置发生了改变，或者2D摄像头检测到更换了观看用户，显示界面跳出菜单提示，提示用户上述状态发生了改变，需要重新校准才能正常观看，并询问用户是否进行校准，用户可以选择是，也可以选择否。若用户选择了校准，则启动本实施例提供的校准步骤，即S02、调用用户校准系统进行用户校准；下面将结合用户校准方法(如图3)说明用户的校准过程。步骤S021、创建虚拟校准菜单；本实施例创建的校准菜单如图5所示，为编号分别为1、2、3、4的4个圆形图标(对应有计算机图形的三维模型，立体显示)，4个圆的圆心对应为一个矩形的四个角，矩形的长宽与显示的虚拟画面的长宽相同；事实上，因为三点确定一个平面，只要具备三个圆形图标，就可以构建校准菜单，并完成校准的工作。本领域技术人员应知，校准菜单的形式不局限于本实施例。步骤S022、以显示所述虚拟校准菜单所在的平面为x轴和y轴构成的平面，建立第一坐标系；该坐标系以虚拟显示上述校准菜单所在的平面为x轴和y轴平面，z＝0，z正方向指向用户，远离屏幕，如图6所示。本实施例中的第一坐标系，定义在显示平面，以像素为单位(本领域技术人员应知，虚拟画面的形成是由于显示屏幕以一定的频率交叉显示具有视差的左右眼图像，从而在人的双眼中产生虚拟图像)。例如：定义圆心的坐标为(x,y,z)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种实现虚拟触摸校准的方法，其特征在于，所述方法包括：创建虚拟校准菜单；以显示所述虚拟校准菜单所在的平面为x轴和y轴构成的平面，建立第一坐标系；建立表示用户手势位置第二坐标系, 根据所述虚拟校准菜单四个校准点的第一坐标系坐标，以及用户在虚拟触摸所述虚拟校准菜单四个校准点所处于第二坐标系的坐标，计算所述第二坐标系内任一点坐标转换为所述第一坐标系坐标的平移量、缩放比例和旋转角度；根据所述所述第一坐标系和所述第二坐标系间的所述平移量、缩放比例和旋转角度转换关系，将表示的用户手势位置第二坐标系的坐标，用所述第一坐标系的坐标表示；根据用所述第一坐标系的坐标表示的用户手势位置坐标，校正用户手势与虚拟校准菜单的对应关系。

【技术特征摘要】
1.一种实现虚拟触摸校准的方法，其特征在于，所述方法包括：创建虚拟校准菜单；以显示所述虚拟校准菜单所在的平面为x轴和y轴构成的平面，建立第一坐标系；建立表示用户手势位置第二坐标系,根据所述虚拟校准菜单四个校准点的第一坐标系坐标，以及用户在虚拟触摸所述虚拟校准菜单四个校准点所处于第二坐标系的坐标，计算所述第二坐标系内任一点坐标转换为所述第一坐标系坐标的平移量、缩放比例和旋转角度；根据所述所述第一坐标系和所述第二坐标...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪烨，
申请(专利权)人：青岛海信电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37