三維空間定位傳感器及互動顯示系統(tǒng)和3d圖像生成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及圖像顯示和圖像生成成像領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種三維空間定位傳感器及互動顯示系統(tǒng)和圖像生成方法。
【背景技術(shù)】
[0002]相關(guān)技術(shù)中的互動顯示系統(tǒng)中，對遙控器的定位通常是通過單點(diǎn)判斷與顯示單元的位置信息，另外，互動顯示系統(tǒng)的圖像也是通過預(yù)設(shè)好的文件進(jìn)行顯示，效果比較單一，缺乏真實(shí)的三維空間感。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，提供一種改進(jìn)的三維空間定位傳感器及互動顯示系統(tǒng)和3D圖像生成方法。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:構(gòu)造一種三維空間定位傳感器，包括紅外光發(fā)射單元、測距監(jiān)控單元、信息處理單元；
[0005]紅外光發(fā)射單元，發(fā)射至少三束紅外光信號到目標(biāo)面的不同位置，
[0006]測距監(jiān)控單元，獲取所述紅外光信號發(fā)射到所述目標(biāo)面后反射到所述測距監(jiān)控單元的時間；
[0007]信息處理單元，根據(jù)各束紅外光光信號分別由所述紅外光發(fā)射單元發(fā)出和返回到所述測距監(jiān)控單元時的時間差，得出相對所述目標(biāo)面的測距定位信息。
[0008]優(yōu)選地，所述至少三束紅外光信號的光軸之間相互按照預(yù)定的空間夾角設(shè)置。
[0009]優(yōu)選地，所述紅外光發(fā)射單元包括至少三個紅外發(fā)射器，所述信息處理單元包括用以調(diào)制多個紅外光發(fā)射器的信號的調(diào)制電路單元。
[0010]優(yōu)選地，所述信息處理單元包括用于計(jì)算各束紅外光信號分別由所述紅外光發(fā)射單元發(fā)出和返回到所述測距監(jiān)控單元時的時間差的計(jì)時電路單元。
[0011]優(yōu)選地，所述測距監(jiān)控單元包括鏡頭單元、以及光電探測器單元，所述鏡頭單元用于將從所述顯示面反射回的紅外光反射到所述光電探測器單元，所述光電探測器單元分別采集反射返回的紅外光信號。
[0012]優(yōu)選地，所述鏡頭單元包括分光棱鏡單元，所述分光棱鏡單元鍍有半反半透性質(zhì)的膜片，用于透射部分紅外光信號到所述顯示面，并反射部分紅外光信號到所述測距監(jiān)控單元用于光信號起始時間的采集。
[0013]優(yōu)選地，所述測距監(jiān)控單元包括用于采集所述紅外光信號的發(fā)射和返回的CMOS單
J L ο
[0014]本發(fā)明還構(gòu)造一種互動顯示系統(tǒng)，包括顯示單元和互動遙控單元，
[0015]所述互動遙控單元包括所述的三維空間定位傳感器和用于和所述顯示單元通信連接的第一通訊單元；
[0016]所述互動遙控單元的三維空間定位傳感器發(fā)射紅外光信號到所述顯示單元的顯示面，得出所述互動遙控單元相對所述顯示面的測距定位信息；
[0017]所述第一通訊單元與所述顯示單元通信連接，將所述互動遙控單元相對所述顯示面的測距定位信息發(fā)送給所述顯示單元；
[0018]所述互動顯示系統(tǒng)還包括用于獲取所述互動遙控單元的紅外光信號在所述顯示面的位置信息、并反饋給所述顯示單元的系統(tǒng)監(jiān)控單元。
[0019]優(yōu)選地，所述互動顯示系統(tǒng)還包括3D眼鏡單元，所述3D眼鏡單元包括所述的三維空間定位傳感器和用于和所述顯示單元通信連接的第二通訊單元；
[0020]所述3D眼鏡單元的三維空間定位傳感器發(fā)射紅外光信號到所述顯示單元的顯示面，得出所述3D眼鏡單元相對所述顯示面的測距定位信息；
[0021]所述第二通訊單元與所述顯示單元通信連接，將所述3D眼鏡單元相對所述顯示面的測距定位信息發(fā)送給所述顯示單元；
[0022]所述系統(tǒng)監(jiān)控單元獲取所述3D眼鏡單元的紅外光信號在所述顯示面的位置信息、并反饋給所述顯示單元。
[0023]優(yōu)選地，所述互動顯示系統(tǒng)還包括算法單元，所述算法單元根據(jù)所述互動遙控單元和/或所述3D眼鏡單元的測距定位信息和其紅外光發(fā)射在所述顯示面的位置信息，計(jì)算所述互動遙控單元和/或所述3D眼鏡單元相對于所述顯示面的空間位置以及相對于彼此之間的空間位置。
[0024]優(yōu)選地，所述空間位置包括所述互動遙控單元、所述3D眼鏡單元相對于所述顯示面的距離與角度或所述互動遙控單元、所述3D眼鏡單元相互之間的距離與角度。
[0025]優(yōu)選地，所述互動遙控單元采用的紅外光信號波長與3D眼鏡單元采用的紅外光信號波長不同。
[0026]優(yōu)選地，所述系統(tǒng)監(jiān)控單元包括用于分開所述互動遙控單元和3D眼鏡單元不同波長的紅外光的分光棱鏡以及兩個分別用于采集所述互動遙控單元和3D眼鏡單元紅外光信號位置的傳感器。
[0027]本發(fā)明還構(gòu)造一種互動顯示系統(tǒng)的3D圖像生成方法，所述互動顯示系統(tǒng)包括顯示單元、互動遙控單元以及系統(tǒng)監(jiān)控單元，所述互動遙控單元包括所述的三維空間定位傳感器，所述3D圖像生成方法包括以下步驟:
[0028]S1、所述互動遙控單元的三維空間定位傳感器發(fā)射紅外光信號到所述顯示單元的顯示面，所述互動顯示系統(tǒng)得出所述互動遙控單元相對所述顯示面的測距定位信息；
[0029]S2、所述系統(tǒng)監(jiān)控單元實(shí)時獲取所述互動遙控單元所發(fā)射的紅外光信號在所述顯示單元的顯示面的位置信息，依據(jù)所述位置信息決定所述3D圖像和/或其動作軌跡的第一基點(diǎn);
[0030]S3、利用所述互動遙控單元相對所述顯示面的位置信息生成由所述第一基點(diǎn)向所述顯示面的底邊偏移一定距離得到第二基點(diǎn)；
[0031]S4、根據(jù)所述互動遙控單元相對所述顯示面的位置信息以及所述第一基點(diǎn)、第二基點(diǎn)的位置信息，生成3D物件的3D圖像和/或其動作軌跡;所述第一基點(diǎn)對應(yīng)的3D圖像和/或其運(yùn)動軌跡為零視差圖像，所述第二基點(diǎn)對應(yīng)的3D圖像和/或其運(yùn)動軌跡為負(fù)視差圖像，其負(fù)視差數(shù)值之絕對值隨步驟SI中測距數(shù)值的增減而同方向增減。
[0032]優(yōu)選地，所述互動顯示系統(tǒng)還包括3D眼鏡單元，所述3D眼鏡單元包括所述的三維空間定位傳感器；
[0033]所述步驟SI還包括:所述3D眼鏡單元的三維空間定位傳感器發(fā)射紅外光信號到所述顯示單元的顯示面，所述互動顯示系統(tǒng)得出所述3D眼鏡單元相對所述顯示面的測距定位信息、以及計(jì)算所述互動遙控單元和3D眼鏡單元相互之間的空間位置信息；
[0034]所述步驟S2還包括:所述系統(tǒng)監(jiān)控單元實(shí)時獲取所述3D眼鏡單元所發(fā)射的紅外光信號在所述顯示單元的顯示面的位置信息；
[0035]所述步驟S3還包括:根據(jù)所述3D眼鏡單元與互動遙控單元頂端或其他部位的空間虛擬連線延伸到顯示畫面的落點(diǎn)決定顯示3D圖像和/或其動作軌跡的第二基點(diǎn)。
[0036]實(shí)施本發(fā)明的三維空間定位傳感器及互動顯示系統(tǒng)和3D圖像生成方法，具有以下有益效果:本發(fā)明通過三維空間定位傳感器得出相對目標(biāo)面的定位信息，讓顯示系統(tǒng)根據(jù)互動遙控單元相對顯示面的定位信息生成與互動遙控單元位置對應(yīng)的3D圖像和/或其運(yùn)動軌跡，可讓握持互動遙控單元的用戶看到與其站立位置對應(yīng)的3D圖像，如3D物體由互動遙控單元的對應(yīng)位置向顯示面發(fā)射出的子彈、飛鏢等3D物體向顯示面移動的運(yùn)動軌跡，讓3D效果更加的逼真。
【附圖說明】
[0037]下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中