基于多投影装置的投影式台球系统的坐标匹配方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种基于多投影装置的投影式台球系统的坐标匹配方法，应用于投影式台球系统，投影式台球系统包括投影模块和图像采集模块，包括：通过坐标匹配模块获取投影模块的第一位置、图像采集模块的第二位置和台球桌的第三位置；基于第一位置、第二位置和第三位置构建虚拟三维空间；基于虚拟三维空间实现投影模块的第一坐标和图像采集模块的第二坐标之间的匹配。本发明专利技术的基于多投影装置的投影式台球系统的坐标匹配方法，通过匹配模块，实现投影模块与图像采集模块之间的坐标体系的契合。模块与图像采集模块之间的坐标体系的契合。模块与图像采集模块之间的坐标体系的契合。

【技术实现步骤摘要】
基于多投影装置的投影式台球系统的坐标匹配方法


[0001]本专利技术涉及投影式台球系统
，特别涉及一种基于多投影装置的投影式台球系统的坐标匹配方法。

技术介绍

[0002]目前，台球，因其玩法简单且变化多样，吸引各个层次的爱好者。随着科技的发展，出现了多种辅助台球训练的投影式台球系统，一般投影式台球系统包括投影模块和图像采集模块，投影模块用于往台球桌进行投影，图像采集模块用于采集台球桌上图像；两者都有各自的坐标体系，随着使用时间的增加，投影模块与图像采集模块的坐标体系之间的契合越来越差，影响辅助台球训练的系统整体的准确性，并且现有台球系统只是对桌面进行投影，并不具备台球杆位置的指示功能及参与人员指示功能，无法更好地辅助用户进行台球运动。

技术实现思路

[0003]本专利技术目的之一在于提供了一种基于多投影装置的投影式台球系统的坐标匹配方法，通过匹配模块，实现投影模块与图像采集模块之间的坐标体系的契合，并且设置三组投影装置，实现对参与者、球杆位置及台球桌进行投影，实现更全面投影，进而方便用户的台球体验。
[0004]本专利技术实施例提供的一种基于多投影装置的投影式台球系统的坐标匹配方法，应用于投影式台球系统，投影式台球系统包括投影模块和图像采集模块，包括：通过坐标匹配模块获取投影模块的第一位置、图像采集模块的第二位置和台球桌的第三位置；基于第一位置、第二位置和第三位置构建虚拟三维空间；基于虚拟三维空间实现投影模块的第一坐标和图像采集模块的第二坐标之间的匹配；投影模块包括：至少一个第一投影装置，用于对台球杆放置处进行投射灯光；至少一个第二投影装置，用于对台球运动的参与者进行灯光投射；至少一个第三投影装置，用于对台球桌进行对局信息的投射；控制器，分别与第一投影装置、第二投影装置和第三投影装置电连接；用于控制第一投影装置、第二投影装置和第三投影装置的启动及投影模式的切换。
[0005]控制器控制第二投影装置对第一参与者和第二参与者进行灯光投射之前，执行如下操作：建立第一三维坐标空间；将每个第二投影装置映射至第一三维坐标空间内；获取每个第二投影装置的投影向量；
获取参与者的用户图像，基于用户图像建立用户模型，并将用户模型映射至第一三维坐标空间内，确定用户的面向的方向向量；基于方向向量和第二投影装置的投影向量，计算出灯光与用户面向的夹角，计算公式如下：；其中，为反余弦函数；为方向向量与第个第二投影装置的投影向量的夹角；、、分别为投影向量中各个数据的值；、、分别为方向向量中各个数据的值；采用夹角与90度角之间的差值最小的第二投影装置对参与者进行灯光投射。
[0006]优选的，基于虚拟三维空间实现投影模块的第一坐标和图像采集模块的第二坐标之间的匹配，包括：获取投影模块的投影状态参数，投影状态参数包括：投影模块的中心投影向量及与中心投影向量垂直的各个平面上投影区域的大小；获取图像采集模块的摄像状态参数，摄像状态参数包括：图像采集模块的中心采集向量及与中心采集向量垂直的各个平面上摄像区域的大小；在虚拟三维空间中基于投影状态参数，确定投影区域；在虚拟三维空间中基于摄像状态参数，确定摄像区域；基于投影区域和摄像区域的交汇区域实现第一坐标和第二坐标的匹配。
[0007]优选的，坐标匹配模块包括：至少两个RFID读卡器，固定设置在台球桌的周围的地面上；第一RFID标签，固定设置在投影模块上；第二RFID标签，固定设置在图像采集模块上；至少一个第三RFID标签，一一固定设置在台球桌的预设位置；匹配处理器，分别与RFID读卡器电连接；匹配处理器通过RFID读卡器读取第一RFID标签、第二RFID标签和第三RFID标签；确定第一RFID标签分别与每个RFID读卡器之间的第一距离、第二RFID标签分别与每个RFID读卡器之间的第二距离和第三RFID标签分别与每个RFID读卡器之间的第三距离，基于第一距离和RFID的设置位置确定第一位置；基于第二距离和RFID的设置位置确定第二位置；基于第三距离和RFID的设置位置确定第三位置。
[0008]优选的，第三投影装置包括：红点射灯，用于在台球桌上投射出台球的位置；球号投影灯，用于在红点射灯投射的位置旁投射出该位置的球号。
[0009]优选的，图像采集模块包括：至少一个第一摄像装置，用于拍摄台球桌的周围的第一图像；至少一个第二摄像装置，用于拍摄台球桌上的第二图像；处理器，分别与第一摄像装置和第二摄像装置电连接；
处理器执行如下操作：建立第二三维坐标空间；将每个第一摄像装置都映射至第二三维坐标空间内，确定每个第一摄像装置的中心摄像向量；中心摄像向量为垂直于第一摄像装置的镜头的中心并向着第一摄像装置的方向；获取参与者的面向向量；基于面向向量和第一摄像装置的中心摄像向量，计算摄像方向与参与者的夹角；采用夹角最小的摄像装置拍摄的图像进行图像识别。
[0010]优选的，基于多投影装置的投影式台球系统的坐标匹配方法，还包括：通过投影模块在交汇区域投射点阵图像；点阵图像上的每个点都对应第一坐标中的一个坐标；通过图像采集模块采集交汇区域的点阵图像获取采集图像；采集图像上的每个点都对应第二坐标中的一个坐标；基于采集图像和点阵图像，对第一坐标和第二坐标的匹配情况进行验证；当验证不通过时，重新基于投影区域和摄像区域的交汇区域实现第一坐标和第二坐标的匹配。
[0011]优选的，基于第一位置、第二位置和第三位置构建虚拟三维空间，包括：获取RFID读卡器之间的位置关系，以其中任意一个RFID读卡器的位置为原点，构建初始三维空间；将其他RFID读卡器映射至初始三维空间；将第一位置、第二位置、第三位置映射初始三维空间；获取投影模块的尺寸参数，构建第一模型；获取第一RFID标签与投影模块的相对位置关系，将第一模型映射至初始三维空间；第一RFID标签与第一位置一一对应；获取图像采集模块的尺寸参数，构建第二模型；获取第二RFID标签与图像采集模块的相对位置关系，将第二模型映射至初始三维空间；第二RFID标签与第二位置一一对应；获取台球桌的尺寸参数，构建第三模型；获取第三RFID标签与台球桌的相对位置关系，将第三模型映射至初始三维空间；第三RFID标签与第三位置一一对应；当第一模型、第二模型和第三模型都映射至初始三维空间后完成虚拟三维空间的构建。
[0012]优选的，当重新匹配后再次验证还是不通过时，基于预设的修正库对第一位置、第二位置和第三位置进行修正；其中，基于预设的修正库对第一位置、第二位置和第三位置进行修正，包括：基于两次验证过程中的点阵图像中的第一坐标和采集图像的第二坐标构建验证向量；获取预设的修正库，在修正库中第一位置的第一修正值、第二位置的第二修正值、第三位置的第三修正值与修正向量一一对应；
计算验证向量与修正向量的匹配度，计算公式如下：；其中，为验证向量与第个修正向量的匹配度；为验证向量的数据个数或修正向量的数据个数；为第个修正向量的第个数据的值；为验证向量的第个数据的值；获取匹配度最大的修正向量对应的第一修正值、第二修正值和第三修正值；基于第一修正值、第二修正本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多投影装置的投影式台球系统的坐标匹配方法，应用于投影式台球系统，所述投影式台球系统包括投影模块和图像采集模块，其特征在于，包括：通过坐标匹配模块获取所述投影模块的第一位置、所述图像采集模块的第二位置和台球桌的第三位置；基于所述第一位置、所述第二位置和所述第三位置构建虚拟三维空间；基于所述虚拟三维空间实现所述投影模块的第一坐标和所述图像采集模块的第二坐标之间的匹配；所述投影模块包括：至少一个第一投影装置，用于对台球杆放置处进行投射灯光；至少一个第二投影装置，用于对台球运动的参与者进行灯光投射；至少一个第三投影装置，用于对台球桌进行对局信息的投射；控制器，分别与所述第一投影装置、所述第二投影装置和所述第三投影装置电连接；用于控制所述第一投影装置、所述第二投影装置和所述第三投影装置的启动及投影模式的切换；所述控制器控制所述第二投影装置对第一参与者和第二参与者进行灯光投射之前，执行如下操作：建立第一三维坐标空间；将每个所述第二投影装置映射至所述第一三维坐标空间内；获取每个所述第二投影装置的投影向量；获取所述参与者的用户图像，基于所述用户图像建立用户模型，并将所述用户模型映射至所述第一三维坐标空间内，确定用户的面向的方向向量；基于所述方向向量和所述第二投影装置的投影向量，计算出灯光与用户面向的夹角，计算公式如下：；其中，为反余弦函数；为所述方向向量与第个所述第二投影装置的所述投影向量的夹角；、、分别为所述投影向量中各个数据的值；、、分别为所述方向向量中各个数据的值；采用所述夹角与90度角之间的差值最小的所述第二投影装置对所述参与者进行灯光投射。2.如权利要求1所述的基于多投影装置的投影式台球系统的坐标匹配方法，其特征在于，所述基于所述虚拟三维空间实现所述投影模块的第一坐标和所述图像采集模块的第二坐标之间的匹配，包括：获取所述投影模块的投影状态参数，所述投影状态参数包括：所述投影模块的中心投影向量及与所述中心投影向量垂直的各个平面上投影区域的大小；获取所述图像采集模块的摄像状态参数，所述摄像状态参数包括：所述图像采集模块
的中心采集向量及与所述中心采集向量垂直的各个平面上摄像区域的大小；在所述虚拟三维空间中基于所述投影状态参数，确定投影区域；在所述虚拟三维空间中基于所述摄像状态参数，确定摄像区域；基于所述投影区域和所述摄像区域的交汇区域实现所述第一坐标和所述第二坐标的匹配。3.如权利要求2所述的基于多投影装置的投影式台球系统的坐标匹配方法，其特征在于，所述坐标匹配模块包括：至少两个RFID读卡器，固定设置在所述台球桌的周围的地面上；第一RFID标签，固定设置在所述投影模块上；第二RFID标签，固定设置在所述图像采集模块上；至少一个第三RFID标签，一一固定设置在所述台球桌的预设位置；匹配处理器，分别与所述RFID读卡器电连接；所述匹配处理器通过所述RFID读卡器读取所述第一RFID标签、所述第二RFID标签和所述第三RFID标签；确定所述第一RFID标签分别与每个所述RFID读卡器之间的第一距离、所述第二RFID标签分别与每个所述RFID读卡器之间的第二距离和所述第三RFID标签分别与每个所述RFID读卡器之间的第三距离，基于所述第一距离和所述RFID的设置位置确定所述第一位置；基于所述第二距离和所述RFID的设置位置确定所述第二位置；基于所述第三距离和所述RFID的设置位置确定所述第三位置。4.如权利要求1所述的基于多投影装置的投影式台球系统的坐标匹配方法，其特征在于，所述第三投影装置包括：红点射灯，用于在所述台球桌上投射出台球的位置；球号投影灯，用于在所述红点射灯投射的位置旁投射出该位置的...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨培春，
申请(专利权)人：深圳市普汇智联科技有限公司，
类型：发明
国别省市：