1.一種基于3D傳感器定位技術(shù)的人機(jī)互動系統(tǒng),包括控制主機(jī)、傳感器、互動平面和控制軟件,其特征在于:所述傳感器為包括紅外線攝像頭和彩色攝影頭的3D傳感器,所述互動平面為普通墻面;設(shè)有投影裝置,所述投影裝置照射在所述互動平面上;設(shè)有紅外筆,所述紅外筆由使用者操控并照射在所述互動平面上。
2.一種基于3D傳感器定位技術(shù)的人機(jī)互動方法,其特征在于,包括下列步驟:
(1) 對3D傳感器進(jìn)行幾何校準(zhǔn);
(2) 創(chuàng)建互動區(qū)域:
將一墻面確定為互動平面,設(shè)置投影裝置,使投影圖像投射到所述互動平面上,形成互動桌面,設(shè)置3D傳感器,使紅外線攝像頭和彩色攝像頭覆蓋整個互動桌面,所述紅外線攝像頭和彩色攝像頭具有對應(yīng)的坐標(biāo)系;進(jìn)行投影裝置和3D傳感器的幾何映射關(guān)系校準(zhǔn),獲得圖像的映射變換矩陣;
(3) 使用者用紅外筆照射互動平面,構(gòu)成對互動平面的觸摸事件,采用紅外線攝像頭獲取互動平面上的紅外圖像,同時采用彩色攝像頭獲取實際互動畫面,利用步驟(2)獲得的映射變換矩陣,獲得互動操作的紅外筆的坐標(biāo)位置,并獲取使用者的手勢;
(4) 根據(jù)步驟(3)獲得的紅外筆的觸摸操作和/或使用者的手勢,對投影內(nèi)容進(jìn)行控制;
(5) 重復(fù)步驟(3)、(4),實現(xiàn)人機(jī)互動。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于3D傳感器定位技術(shù)的人機(jī)互動方法,其特征在于:步驟(2)中,圖像的映射變換矩陣的獲取方法是:
(a) 構(gòu)建攝像頭成像模型:
在攝像頭坐標(biāo)系中,Q(Xc, Yc, Zc)為互動面反射點,Q(Xc, Yc, Zc)在成像平面上形成一個二維坐標(biāo)點q(Xu, Yu),f為攝像頭焦距,則,;
(b) 構(gòu)建投影裝置成像模型:
在投影裝置坐標(biāo)系中,(Xp, Yp, Zp)為投影點的三維坐標(biāo),(Xg, Yg)為其在投影平面上的二維投影坐標(biāo),為投影裝置焦距;
(c) 利用空間坐標(biāo)系平移旋轉(zhuǎn)得到坐標(biāo)變換表達(dá)式,通過仿射變換,在確定三個特征點的基礎(chǔ)上,得到圖像的映射變換矩陣。