[发明专利]一种基于虚拟现实的动态投影方法及系统

权利要求书

1.一种基于虚拟现实的动态投影方法，其特征在于，所述方法包括：

采集现实空间图像，构建空间三维模型；

确定所需被投的虚拟对象，以及所述虚拟对象所要投影结合的现实物体，其中所述现实物体位于所述现实空间；

获取所述现实物体的特征参数，根据所述现实物体的特征参数查找与所述特征参数匹配的虚拟对象图片；

确定投影的坐标系、投影机相对投影平面的垂直距离、所述虚拟对象图片垂直投影于所述投影平面的垂直投影画面以及实时投影中心光束在所述坐标系上与各坐标轴之间偏转的角度；

根据投影机相对投影平面的垂直距离、以及实时投影中心光束在所述坐标系上与各坐标轴之间偏转的角度，计算实时投影画面；

以底片的中心映射到实时投影画面上的点作为中心点，在所述实时投影画面上确定与所述垂直投影画面尺寸相同的区域，所述底片为位于投影机的所述虚拟对象图片，所述区域为所述虚拟对象图片的投放位置；

对所述区域上的每一个点的像素值与所述底片上的每一个点的像素值进行重新映射；

根据投影机与所述现实物体的位置关系调整所述投影机的投影方向，将映射后的底片投影在所述投放位置上。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采集现实空间图像，构建空间三维模型包括：

通过至少一台摄像机与多维电机采集所述现实空间内的现实物体图像；

根据所述现实物体图像构建空间三维模型，所述空间三维模型包括所述现实物体的特征参数。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述现实物体的特征参数查找与所述特征参数匹配的虚拟对象图片包括：

根据所述现实物体的特征参数确定虚拟对象的特征参数；

根据虚拟对象的特征参数匹配虚拟对象图片，对所匹配的虚拟对象图片进行图像处理。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据投影机相对投影平面的垂直距离、以及实时投影中心光束在所述坐标系上与各坐标轴之间偏转的角度，计算实时投影画面包括：

将所述垂直投影画面与其在各坐标轴上对应的旋转矩阵相乘，得到旋转画面，所述旋转矩阵通过所述实时投影中心光束在所述坐标系上与各坐标轴之间偏转的角度唯一确定；

将投影机与所述旋转画面的每一个点相连的直线在所述投影平面上的交点的集合确定为实时投影画面。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述区域上的每一个点的像素值与所述底片上的每一个点的像素值进行重新映射包括：

获取所述区域的每一点的像素值，将所述底片上与所述区域对应的点的像素值进行重新映射，重新映射后的所述底片上的对应的点的像素值等于所述区域上对应的点的像素值；

将所述区域与所述实时投影画面不相交的点按照预设的规则设置为背景。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

若所述区域内的点落在所述实时投影画面之外，则不对落在所述实时投影画面之外的点进行处理，或等比例减小所述区域的大小使其全部落在所述实时投影画面之内。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据投影机与所述现实物体的位置关系调整所述投影机的投影方向包括：

通过多维运动电机驱动旋转投影机，所述投影机在水平方向可进行360°旋转，在竖直方向可进行90°-320°范围内的旋转。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所需被投的虚拟对象，以及所述虚拟对象所要投影结合的现实物体，其中所述现实物体位于所述现实空间包括：

获取用户语音指令；

识别所述语音指令中的虚拟对象以及虚拟对象所要投影结合的现实物体。

9.一种基于虚拟现实的动态投影系统，其特征在于，所述系统包括：

三维模型构建单元，用于采集现实空间图像，构建空间三维模型；

虚拟对象与现实物体确定单元，用于确定所需被投的虚拟对象，以及所述虚拟对象所要投影结合的现实物体，其中所述现实物体位于所述现实空间；

虚拟对象图片查找单元，用于获取所述现实物体的特征参数，根据所述现实物体的特征参数查找与所述特征参数匹配的虚拟对象图片；

投影单元，用于确定投影的坐标系、投影机相对投影平面的垂直距离、所述虚拟对象图片垂直投影于所述投影平面的垂直投影画面以及实时投影中心光束在所述坐标系上与各坐标轴之间偏转的角度；

根据投影机相对投影平面的垂直距离、以及实时投影中心光束在所述坐标系上与各坐标轴之间偏转的角度，计算实时投影画面；

以底片的中心映射到实时投影画面上的点作为中心点，在所述实时投影画面上确定与所述垂直投影画面尺寸相同的区域，所述底片为位于投影机的所述虚拟对象图片，所述区域为所述虚拟对象图片的投放位置；

对所述区域上的每一个点的像素值与所述底片上的每一个点的像素值进行重新映射；

根据投影机与所述现实物体的位置关系调整所述投影机的投影方向，将映射后的底片投影在所述投放位置上。