[发明专利]利用结构光技术实现的实时激光点追踪人机交互系统

权利要求书

1.利用相位测量轮廓术获取投影仪和摄像机的对应关系实现的激光点实时追踪人机交互系统，其系统组成包括以下部分且设备组成需要满足对应条件：计算机系统包括显示设备和计算机主机、投影系统包括投影仪和具有任意几何特征的投影面、安装在投影面的正前方作为图像获取装置且可以完整捕捉到整个投影面的摄像机、具有激光发射按键可发射激光指向投影面的激光笔； 利用相位测量轮廓术实现的激光点实时追踪人机交互系统，包括以下实现步骤：

一：建立场景；建立投影仪与摄像机之间的投影关系，利用相位测量轮廓术进行三维重建过程中的中间量-相位建立该关系；

二：建立激光点检测背景；投影一副纯白图像作为背景图像；

三：激光点检测；用前景与背景作差得到亮度最大位置为激光点位置，检测成功进行下一步骤，否则重复本步骤；

四：将检测到的摄像机中位置通过第一步建立的对应关系找到投影仪中激光点位置，计算机发出指令移动光标至激光点位置；

五：重复步骤三和四以实现对激光点的连续追踪。

2.根据权利要求1所述激光点实时追踪人机交互系统，其特征是，根据透视原理，在等价投影平面和投影仪的关系的前提下，运用相位测量轮廓术测量投影面信息建立于摄像机之间的投影关系；通过投影相互垂直的X和Y两个方向的变化正弦波来分别得到X和Y方向的相位信息，即分别建立投影仪和摄像机之间的X方向和Y方向对应关系。

3.根据权利要求1所述激光点实时追踪人机交互系统，其特征是，利用激光点亮度极高即使在白色投影背景下也可检测的特征，利用白色投影图像作为背景，检测中用当前场景即前景与背景作差得到检测图像，检测图像中最亮的区域并设置适当的阈值以确定激光点位置，在动态场景检测结果不受到场景变换影响。

4.根据权利要求1所述激光点实时追踪人机交互系统，其特点是，对检测图像进行逐点搜索直到找到激光点为止，将该位置即摄像机中位置对应激光点的位置，再根据权利要求所述投影仪与摄像机之间的对应关系查找得到投影仪中激光点的位置；电脑发出命令控制光标移动到该位置完成对激光点的追踪，重复该过程以实现对激光点的连续追踪。