[发明专利]一种桌面3D教育系统

权利要求书

1.一种桌面3D教育系统，其特征在于，所述桌面3D教育系统包括：

动作捕捉模块，通过光学动作捕捉技术获取桌面3D眼镜的六自由度信息和3D交互控制笔的六自由度信息，其中，所述桌面3D眼镜，包括快门式主动3D眼镜和4个反光标记点组成的刚体；

桌面3D显示载体模块，与所述动作捕捉模块连接，并由主动式3D显示器组成；

交互控制模块，包括所述3D交互控制笔，所述3D交互控制笔包括2个LED光源、惯性传感单元IMU和控制电路；

显示模块，包括3D显示运算部分，与增强现实AR显示部分，所述3D显示算法部分用于获取所述桌面3D眼镜的位置信息，所述AR显示部分，包括高清摄像头，以捕捉真实的场景，并显示虚拟物体与真实场景相结合的画面。

2.根据权利要求1所述的桌面3D教育系统，其特征在于，所述桌面3D教育系统还包括：

控制模块，包括运算主机，以及与所述运算主机相应的计算软件，用于数据计算、合成处理的数据，以及运行相应的软件。

3.根据权利要求1所述的桌面3D教育系统，其特征在于，所述显示模块，还包括：

桌面3D视角跟踪部分，用于获取所述3D眼镜的六自由度信息，以结合3D立体显示技术计算合适的画面，并根据所述3D眼镜的位置信息实时调整画面，将虚拟的内容在显示载体屏幕前方立体化呈现。

4.根据权利要求1所述的桌面3D教育系统，其特征在于，

所述3D交互控制笔，采用光惯融合的技术方案，以获取稳定的六自由度信息，其中，采用动作捕捉方式捕捉所述3D交互控制笔的标记点，以获得所述3D交互控制笔的位置三自由度信息，采用交互笔中的IMU提供旋转三自由度信息。

5.根据权利要求4所述的桌面3D教育系统，其特征在于，所述桌面3D教育系统还包括，

3D交互内容，通过所述3D交互控制笔的六自由度信息和按键控制命令，以控制所述3D交互内容虚拟物体的选取、移动、旋转操作。

6.根据权利要求1所述的桌面3D教育系统，其特征在于，

所述动作捕捉模块，具体包括双目相机和数据处理软件，用于捕捉所述桌面3D眼镜的位置信息，以提供高精度低延迟的三自由度位置信息。

7.根据权利要求1所述的桌面3D教育系统，其特征在于，

所述4个反光标记点镶嵌在所述快门式主动3D眼镜的外壳结构上，所述快门式主动3D眼镜用于接收所述桌面3D显示载体模块传输的同步信息，以获取正确的左右眼画面，所述4个反光标记点组成的刚体用于标记所述桌面3D眼镜在动作捕捉空间中的位置。

8.根据权利要求1所述的桌面3D教育系统，其特征在于，

所述桌面3D显示载体模块中，所述3D显示器包括3D显示面板、3D视频处理器、3D信号发射器，所述3D显示面板、所述3D视频处理器、所述3D信号发射器集成于显示器控制板内，所述3D视频处理器用于接收需要处理的画面信息，所述3D显示面板用于按照设定频率显示所述画面信息，所述3D信号发射器用于将实时显示画面按照所述设定频率同步给所述桌面3D眼镜，以使得所述桌面3D眼镜实时显示3D画面。

9.根据权利要求4所述的桌面3D教育系统，其特征在于，

所述3D交互控制笔，用于操控虚拟内容，进行虚实交互。

10.根据权利要求1所述的桌面3D教育系统，其特征在于，

所述3D显示运算部分，用于根据获得的桌面3D眼镜的位置信息实时调整显示画面信息，以实现3D显示效果；

所述AR显示部分，还包括AR显示算法软件和虚实结合显示器，所述高清摄像头用于捕捉真实的场景，并通过所述AR显示算法软件将虚拟物体与所述真实的场景画面相结合，通过所述虚实结合显示器显示结合的画面。