基于軌跡識別的三維全息互動系統(tǒng)及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于軌跡識別的三維全息互動系統(tǒng)及其控制方法，該控制方法包括：S1、實時檢測觸摸屏的電容變化，從而識別觸摸軌跡；S2、對識別得到的觸摸軌跡進行解析后，獲得相應的控制指令；S3、根據(jù)獲得的控制指令，控制三維全息投影物體執(zhí)行相應的動作。本發(fā)明可檢測使用者的任意觸摸軌跡并進行判斷解析，從而轉換為控制指令，控制三維全息投影物體執(zhí)行與觸摸軌跡相對應的動作，從而使得使用者與全息投影進行互動，可廣泛應用于各種全息投影系統(tǒng)中。
【專利說明】基于軌跡識別的三維全息互動系統(tǒng)及其控制方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及全息互動系統(tǒng)的控制領域，特別是涉及一種基于軌跡識別的三維全息互動系統(tǒng)及其控制方法。
【背景技術】
[0002]隨著社會的發(fā)展，技術的進步，目前在各類商業(yè)產品展銷會上，經常會看到各種展銷的柜臺、展銷的廣告牌及各種廣告展示箱體，生產商希望通過這種方式在參觀者的面前展現(xiàn)產品的靚麗形象。目前用于展示產品的全息投影展示設備多為箱式結構，其展示平面是單面、雙面、三面或四面，顯示方式主要包括影像朝上或者影像朝下的情況。
[0003]為了使得參觀者更好地了解產品，一般需要讓參觀者與展示設備進行互動，專利CN101790105A則公開了一種全息互動系統(tǒng)及其構建方法，該系統(tǒng)通過一個能夠執(zhí)行計算機代碼的控制裝置，用以接收并處理來自實體模型控制器的一種或多種狀態(tài)物理量，然后產生相應的圖像數(shù)據(jù)送給圖像顯示裝置，并通過立體顯示系統(tǒng)，顯示與實體模型控制器的物理量的變化相關的虛像，該系統(tǒng)為現(xiàn)有展會市場上提供了一種能呈現(xiàn)立體影像并能夠具有較高互動性的設備。但是這種設備體現(xiàn)的互動實際上只是相當于實時顯示實體模型控制器上的互動變化，并不是真正意義上的與全息投影進行互動。
[0004]總的來說，目前技術中提出的對全息投影的互動，一般是基于界面整體的控制，如開機、關機、更換圖像等操作，而不能根據(jù)投影的內容對展示的三維信息進行操控，目前的全息投影展示，當參觀者需要觀察同一物體的不同角度的圖像時，需要移動到不同角度去觀察，而不是通過與系統(tǒng)進行互動來實現(xiàn)不同角度的觀察，展示形式單一，友好性差，而且由于觀察角度的問題，參觀者無法觀察到投影圖像所有角度的情況，從而無法全面的進行觀察，無法達到與全息投影系統(tǒng)進行互動的目的。
【發(fā)明內容】
[0005]為了解決上述的技術問題，本發(fā)明的目的是提供基于軌跡識別的三維全息互動系統(tǒng)。本發(fā)明的另一目的是提供基于軌跡識別的三維全息互動系統(tǒng)的控制方法。
[0006]本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是:
[0007]一種基于軌跡識別的三維全息互動系統(tǒng)的控制方法，包括:
[0008]S1、實時檢測觸摸屏的電容變化，從而識別觸摸軌跡；
[0009]S2、對識別得到的觸摸軌跡進行解析后，獲得相應的控制指令；
[0010]S3、根據(jù)獲得的控制指令，控制三維全息投影物體執(zhí)行相應的動作。
[0011]進一步,所述步驟SI,包括:
[0012]S11、實時檢測觸摸屏的電容變化，采用聚類方法確定觸摸點的位置；
[0013]S12、判斷觸摸屏是單點觸摸還是多點觸摸，若是單點觸摸，則執(zhí)行步驟S13，反之執(zhí)行步驟S14 ；
[0014]S13、獲取觸摸點的位置坐標，然后判斷觸摸點的位置坐標是否位于三維全息投影物體在觸摸屏上的轉化區(qū)域上，若是，則將實時獲得的觸摸點的位置坐標作為觸摸軌跡并結束，否則直接結束；
[0015]S14、實時獲取多個觸摸點的位置坐標，并根據(jù)兩個以上不同時刻所獲得的多個觸摸點的位置坐標，判斷是否有固定點，若有，則執(zhí)行步驟S15，否則執(zhí)行步驟S16;
[0016]S15、計算同一時刻的多個觸摸點中除固定點之外的其它觸摸點到固定點的距離，并將距離固定點最遠的一個觸摸點作為相對觸摸點，進而計算相鄰兩個時刻的相對觸摸點之間的運動方向及運動幅度，并將其作為觸摸軌跡后結束；
[0017]S16、獲取相鄰兩個時刻的多個觸摸點之間的運動方向作為觸摸軌跡。
[0018]進一步,所述步驟Sll,包括:
[0019]Sill、實時檢測觸摸屏的電容變化，獲得觸摸屏的每個通道的實時電容變化值，同時將小于變化閾值的電容變化值設為零，分別根據(jù)獲得的觸摸屏的X通道和Y通道的電容變化值建立變化值序列；
[0020]S112、根據(jù)以下公式分別計算X通道和Y通道的變化趨勢序列:
[0021]
【權利要求】
1.一種基于軌跡識別的三維全息互動系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，包括: S1、實時檢測觸摸屏的電容變化，從而識別觸摸軌跡； S2、對識別得到的觸摸軌跡進行解析后，獲得相應的控制指令； S3、根據(jù)獲得的控制指令，控制三維全息投影物體執(zhí)行相應的動作。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于軌跡識別的三維全息互動系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，所述步驟S1，包括: S11、實時檢測觸摸屏的電容變化，采用聚類方法確定觸摸點的位置； S12、判斷觸摸屏是單點觸摸還是多點觸摸，若是單點觸摸，則執(zhí)行步驟S13，反之執(zhí)行步驟S14 ； S13、獲取觸摸點的位置坐標，然后判斷觸摸點的位置坐標是否位于三維全息投影物體在觸摸屏上的轉化區(qū)域上，若是，則將實時獲得的觸摸點的位置坐標作為觸摸軌跡并結束，否則直接結束； S14、實時獲取多個觸摸點的位置坐標，并根據(jù)兩個以上不同時刻所獲得的多個觸摸點的位置坐標，判斷是否有固定點，若有，則執(zhí)行步驟S1S，否則執(zhí)行步驟S16 ； S15、計算同一時刻的多個觸摸點中除固定點之外的其它觸摸點到固定點的距離，并將距離固定點最遠的一個觸摸點作為相對觸摸點，進而計算相鄰兩個時刻的相對觸摸點之間的運動方向及運動幅度，并將其作為觸摸軌跡后結束； S16、獲取相鄰兩個時刻的多個觸摸點之間的運動方向作為觸摸軌跡。
3.根據(jù)權利要求2所述的基于軌跡識別的三維全息互動系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，所述步驟S11，包括: S111、實時檢測觸摸屏的電容變化，獲得觸摸屏的每個通道的實時電容變化值，同時將小于變化閾值的電容變化值設為零，分別根據(jù)獲得的觸摸屏的X通道和Y通道的電容變化值建立變化值序列； S112、根據(jù)以下公式分別計算X通道和Y通道的變化趨勢序列:
4.根據(jù)權利要求2所述的基于軌跡識別的三維全息互動系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，所述步驟S14中所述根據(jù)兩個以上不同時刻所獲得的多個觸摸點的位置坐標，判斷是否有固定點，其具體為: 將兩個以上不同時刻所獲得的多個觸摸點的位置坐標分別進行逐一比對，若在不同時刻所獲得的兩個觸摸點的橫坐標差值和縱坐標差值均小于預設閾值，則判斷該兩個觸摸點為固定點，并且選擇其中任一個觸摸點的位置坐標作為固定點的位置坐標。
5.根據(jù)權利要求4所述的基于軌跡識別的三維全息互動系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，所述步驟S15，包括: 5151、計算同一時刻的多個觸摸點中除固定點之外的其它觸摸點到固定點的距離，并將距離固定點最遠的一個觸摸點作為相對觸摸點； 5152、根據(jù)相鄰兩個時刻的相對觸摸點的位置坐標以及固定點的位置坐標，計算出兩個相對觸摸點相對于固定點的旋轉方向和旋轉角度，即獲得相鄰兩個時刻的相對觸摸點之間的運動方向及運動幅度，并將其作為觸摸軌跡后結束。
6.根據(jù)權利要求2所述的基于軌跡識別的三維全息互動系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，所述步驟S16，其具體為: 判斷相鄰兩個時刻的多個觸摸點之間是否做相對靠近運動或相對遠離運動，若是，則判斷觸摸軌跡有效，獲取 其相對運動趨勢作為觸摸軌跡，否則結束。
7.應用權利要求1中的控制方法的一種基于軌跡識別的三維全息互動系統(tǒng)，其特征在于，包括控制機柜、觸摸屏、用于提供三維全息立體圖像的平面展示源、用于對平面展示源提供的圖像進行反射以及幻影成像的全息成像板以及用于執(zhí)行權利要求1的基于軌跡識別的三維全息互動系統(tǒng)的控制方法的控制器； 所述觸摸屏由透明電容觸控膜和透明玻璃組合形成，所述觸摸屏及平面展示源均與控制器連接，所述控制器安裝在控制機柜內； 所述控制機柜的上方設有正方體形狀的展示室，所述平面展示源水平地設置在展示室的底面，所述全息成像板安裝在平面展示源的上側且與平面展示源的上表面成45度角，所述觸摸屏設置在全息成像板的前側且觸摸屏的內側與全息成像板成45度角，所述觸摸屏構成展示室的一側面。
【文檔編號】G06F3/044GK103902124SQ201410088754
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年3月11日 優(yōu)先權日:2014年3月11日
【發(fā)明者】張歡, 杜如虛, 王文韜, 曾德文, 李漢, 王慰, 李建軍 申請人:廣州中國科學院先進技術研究所