一种基于智能识别与控制的立体投影系统与方法技术方案

本发明专利技术提供一种基于智能识别与控制的立体投影系统与方法，包括图像采集模块、手势识别模块、运动跟踪模块、三维模型操控模块、立体投影模块；图像采集模块、运动跟踪模块、三维模型操控模块获取深度图像和彩色图像，并对深度图像和彩色图像进行处理，通过获得的手势信息和手的运动轨迹控制三维场景中3D模型的运动或变化；立体投影模块根据3D模型生成的适用于光栅投影的特殊帧，整个场景中的每一帧图像投影到光栅板上展示。本发明专利技术操作流程简单、易于实施、成本低、适用范围广。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于立体显示
，特别涉及。
技术介绍
随着计算机视觉、虚拟现实、立体投影等技术的发展，具临场感的人机交互方式和色彩丰富、视野广阔、画面真实的立体展示效果越来越受到人们的青睐。现有技术中，基于视觉的手势识别与控制的立体显示系统一般操作流程复杂、实施成本高，且需要观众戴眼镜观看演示效果，给观众带来极大的束缚感和不适感；且手势识别的前期分割方法易受光照、背景、摄像头特性等因素影响，识别率不 高；而且投影屏幕较大，被固定在特定位置，不易拆卸和搬运，使用环境受到限制。
技术实现思路
针对
技术介绍
存在的问题，本专利技术提供。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案。一种基于智能识别与控制的立体投影系统，包括图像采集模块、手势识别模块、运动跟踪模块、三维模型操控模块、立体投影模块；图像采集模块的输出分别与手势识别模块、运动跟踪模块的输入相连；手势识别模块、运动跟踪模块的输出分别与三维模型操控模块相连；三维模型操控模块的输出与立体投影模块相连； 所述图像采集模块包括Kinect ； 所述立体投影模块包括投影仪、由光栅板制成的屏幕，光栅板与投影仪相对的一面设置有消光膜。所述光栅板可以根据需要制成大小、形状不同的屏幕。—种基于智能识别与控制的立体投影方法，包括以下步骤 步骤I、图像采集模块中的Kinect获取深度图像和彩色图像，并对深度图像进行处理得到骨骼数据，根据骨骼数据定位手掌的中心计算手部区域，并在彩色图像中截取手部区域，形成单独的手部图像； 步骤2、手势识别模块将截取到的手部图像进行手势识别，转换为手势信息，提供人机交互使用； 步骤3、运动跟踪模块根据骨骼数据中手部的坐标变化确定手的运动轨迹； 步骤4、三维模型操控模块根据手势信息和手的运动轨迹控制三维场景中3D模型的运动或变化； 步骤5、立体投影模块根据3D模型生成的适用于光栅投影的特殊帧，整个场景中的每一帧图像投影到光栅板上展示。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点和有益效果I、本专利技术的图像采集模块采用Kinect获取骨骼数据，运用背景建模，不易受光照、背景等因素的影响，提高了手势识别的稳定性和鲁棒性；在立体投影模块，采用设置有消光膜的光栅板作为投影屏幕实现三维场景的立体投影，观众无需戴眼镜观看演示效果，为用户带来便捷、实用的即时交互体验，且屏幕可拆卸，便于运输。2、本专利技术操作流程简单、易于实施、成本低、适用范围广，特别适用于家庭、办公室或其他小型场所。附图说明图I为本专利技术中系统的结构简图。图2为本专利技术中方法的流程图。图3为本专利技术的使用效果图。·其中，I一红外摄像头,2一深度摄像头，3一彩色摄像头，4一计算机，5一投影仪，6一光栅板，7一消光膜。具体实施例方式下面结合附图所示的实施例对本专利技术作进一步说明。如图I所示，一种基于智能识别与控制的立体投影系统，包括图像采集模块、 手势识别模块、运动跟踪模块、三维模型操控模块、立体投影模块；图像采集模块的输出分别与手势识别模块、运动跟踪模块的输入相连；手势识别模块、运动跟踪模块的输出分别与三维模型操控模块相连；三维模型操控模块的输出与立体投影模块相连；图像采集模块包括Kinect,Kinect包括红外摄像头I、深度摄像头2、和彩色摄像头3 ;立体投影模块包括投影仪5、由光栅板6制成的屏幕，光栅板6与投影仪5相对的一面设置有消光膜7 ;光栅板可以根据需要制成大小、形状不同的屏幕。消光膜由水性丙烯酸树脂、水、高岭土、乙醇、按照质量比40:25:25:10配制而成，将上述原料融合后加入搅拌机进行沙磨，使得各原料混合均匀，用刮棒将其均匀涂覆在光栅板与观众相对的一面，根据投影仪光强，涂覆时消光膜的厚度介于75-100um之间时，达到较好的投影效果。该消光膜具有良好的消除眩光的作用，观众观看投影时不会感受到强光带来的不适。具体实施过程中，手势识别模块、运动跟踪模块、三维模型操控模块在计算机4上实现，计算机一端与kinect相连,另一端与投影仪相连,如图3所示,Kinect将数据传送给计算机后，计算机中的软件对其进行进一步处理，形成三维场景图像，再将图像传送给投影仪在光栅板上显示。如图2所示，一种基于智能识别与控制的立体投影方法，包括以下步骤 步骤I、图像采集模块中的Kinect获取深度图像和彩色图像，并对深度图像进行处理得到骨骼数据，根据骨骼数据定位手掌的中心计算手部区域，并在彩色图像中截取手部区域，形成单独的手部图像； 步骤2、手势识别模块将截取到的手部图像进行手势识别，转换为手势信息，提供人机交互使用； 步骤3、运动跟踪模块根据骨骼数据中手部的坐标变化确定手的运动轨迹；步骤4、三维模型操控模块根据手势信息和手的运动轨迹控制三维场景中3D模型的运动或变化； 步骤5、立体投影模块根据3D模型生成的适用于光栅投影的特殊帧，整个场景中的每一帧图像投影到光栅板上展示。权利要求1.一种基于智能识别与控制的立体投影系统，其特征在于包括图像采集模块、 手势识别模块、运动跟踪模块、三维模型操控模块、立体投影模块；图像采集模块的输出分别与手势识别模块、运动跟踪模块的输入相连；手势识别模块、运动跟踪模块的输出分别与三维模型操控模块相连；三维模型操控模块的输出与立体投影模块相连； 所述图像采集模块包括Kinect ； 所述立体投影模块包括投影仪、由光栅板制成的屏幕，光栅板与投影仪相对的一面设置有消光膜。2.根据权利要求I所述的一种基于智能识别与控制的立体投影系统，其特征在于所述光栅板可以根据需要制成大小、形状不同的屏幕。3.一种基于权利要求I所述的系统进行立体投影的方法，其特征在于包括以下步骤 步骤I、图像采集模块中的Kinect获取深度图像和彩色图像，并对深度图像进行处理得到骨骼数据，根据骨骼数据定位手掌的中心计算手部区域，并在彩色图像中截取手部区域，形成单独的手部图像； 步骤2、手势识别模块将截取到的手部图像进行手势识别，转换为手势信息，提供人机交互使用； 步骤3、运动跟踪模块根据骨骼数据中手部的坐标变化确定手的运动轨迹； 步骤4、三维模型操控模块根据手势信息和手的运动轨迹控制三维场景中3D模型的运动或变化； 步骤5、立体投影模块根据3D模型生成的适用于光栅投影的特殊帧，整个场景中的每一帧图像投影到光栅板上展示。全文摘要本专利技术提供，包括图像采集模块、手势识别模块、运动跟踪模块、三维模型操控模块、立体投影模块；图像采集模块、运动跟踪模块、三维模型操控模块获取深度图像和彩色图像，并对深度图像和彩色图像进行处理，通过获得的手势信息和手的运动轨迹控制三维场景中3D模型的运动或变化；立体投影模块根据3D模型生成的适用于光栅投影的特殊帧，整个场景中的每一帧图像投影到光栅板上展示。本专利技术操作流程简单、易于实施、成本低、适用范围广。文档编号G03B21/60GK102945079SQ20121046186公开日2013年2月27日 申请日期2012年11月16日 优先权日2012年11月16日专利技术者刘江飞, 吕瑞, 蔡朋杉, 陈思颖, 张文菡, 黄陶涛 申请人:武汉大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于智能识别与控制的立体投影系统，其特征在于：包括图像采集模块、手势识别模块、运动跟踪模块、三维模型操控模块、立体投影模块；图像采集模块的输出分别与手势识别模块、运动跟踪模块的输入相连；手势识别模块、运动跟踪模块的输出分别与三维模型操控模块相连；三维模型操控模块的输出与立体投影模块相连；所述图像采集模块包括Kinect；所述立体投影模块包括投影仪、由光栅板制成的屏幕，光栅板与投影仪相对的一面设置有消光膜。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘江飞，吕瑞，蔡朋杉，陈思颖，张文菡，黄陶涛，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：