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用于確定投影機(jī)的輻射區(qū)域中的手勢的方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明實(shí)現(xiàn)一種用于確定投影機(jī)(1；101)的輻射區(qū)域(3；103)中的手勢的方法，其具有以下方法步驟：借助所述投影機(jī)(1；101)借助光將圖像(10)投影(S01)到表面(2)上；測量(S02)在所述投影機(jī)(1；101)的輻射區(qū)域(3；103)中所做的手勢的影響下的來自所述表面(2)方向的經(jīng)反射的光的多個(gè)第一光強(qiáng)度；將所測量的光強(qiáng)度分別分配(S03)給所述投影機(jī)(1；101)投影的圖像(10)的一個(gè)位置；在第一時(shí)刻(t1)在多個(gè)第二位置上建立(S04)第一光強(qiáng)度函數(shù)(7a，7b)，所測量的光強(qiáng)度分配給所述多個(gè)第二位置；在第二時(shí)刻(t2)在所述多個(gè)第二位置上建立(S05)至少一個(gè)第二光強(qiáng)度函數(shù)(7a’，7a”，7b’)；將所述第一光強(qiáng)度函數(shù)(7a，7b)與所述第二光強(qiáng)度函數(shù)(7a’，7a”，7b’)進(jìn)行比較(S06)，并且基于所述比較(S06)的結(jié)果確定(S07)所做的手勢。
【專利說明】用于確定投影機(jī)的輻射區(qū)域中的手勢的方法和裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于確定投影機(jī)的輻射區(qū)域中的手勢的方法和裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]微型化的投影機(jī)可以安裝在移動電話、平板PC和其他的移動終端設(shè)備中。通常借助特殊的遙控或者通過按壓計(jì)算機(jī)鍵盤上的鍵來控制投影機(jī)。為了控制例如移動電話中的投影機(jī)，當(dāng)不取決于附加設(shè)備的控制可能性可供使用時(shí)，可能是有利的。
[0003]在EP 2 428 810 Al中描述了一種用于手勢控制移動電話中的投影機(jī)的方法，根據(jù)所述方法用戶在移動電話的視頻攝像機(jī)前方做手勢，分析所述手勢并且使之用于控制投影機(jī)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明公開了具有權(quán)利要求1的特征的方法和具有權(quán)利要求11特征的設(shè)備。
[0005]據(jù)此提出用于確定投影機(jī)的輻射區(qū)域中的手勢的方法，具有以下方法步驟:借助投影機(jī)借助光將圖像投影到表面上；測量在投影機(jī)的輻射區(qū)域中所做手勢的影響下的來自表面方向的反射光的多個(gè)第一光強(qiáng)度；將所測量的光強(qiáng)度分別分配給由投影機(jī)投影的圖像的一個(gè)位置；在第一時(shí)刻在多個(gè)第二位置上建立第一光強(qiáng)度函數(shù)，所測量的光強(qiáng)度分配給所述多個(gè)第二位置；在第二時(shí)刻在多個(gè)第二位置上建立至少一個(gè)第二光強(qiáng)度函數(shù)；將第一光強(qiáng)度函數(shù)與第二光強(qiáng)度函數(shù)進(jìn)行比較；并且基于比較的結(jié)果確定所做的手勢。
[0006]此外，提出一種用于確定投影機(jī)的輻射區(qū)域中的手勢的設(shè)備，其具有:投影裝置，借此可借助光投影圖像；探測器，其構(gòu)造用于測量在投影機(jī)的輻射區(qū)域中借助對象所做的手勢的影響下的來自表面方向的經(jīng)反射的光的光強(qiáng)度，投影機(jī)將圖像投影到所述表面上；計(jì)算裝置，其與探測器連接并且構(gòu)造用于將所測量的光強(qiáng)度分別分配給由投影機(jī)投影的圖像的一個(gè)位置，在以下位置上建立光強(qiáng)度函數(shù):所測量的光強(qiáng)度分配給所述位置，將所建立的光強(qiáng)度函數(shù)相互比較，并且基于比較的結(jié)果確定所做的手勢。
[0007]發(fā)明優(yōu)點(diǎn)
[0008]本發(fā)明所基于的知識在于，為了識別投影機(jī)的輻射區(qū)域中的手勢，研究沿著所投影的圖像的一些位置的光強(qiáng)度函數(shù)可能足夠。由此，產(chǎn)生對計(jì)算與儲存能力的相對小的需求以及對用于實(shí)施所述方法的設(shè)備的技術(shù)元素的低的要求。所述方法在探測器的輔助下利用投影機(jī)的組件，可以如此簡單地構(gòu)造所述探測器，使得所述探測器在沒有投影機(jī)的情況下不能實(shí)現(xiàn)手勢識別功能?？梢砸愿叩木_度并且在考慮合理性驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)的情況下實(shí)現(xiàn)光強(qiáng)度的測量。此外，在根據(jù)本發(fā)明的方法中，投影機(jī)可以設(shè)置在難以夠到的部位，因?yàn)樘娲赝ㄟ^直接在投影機(jī)上的控制實(shí)現(xiàn)通過投影機(jī)的輻射區(qū)域中的手勢的控制。也可以由多個(gè)人實(shí)現(xiàn)所述控制。
[0009]由從屬權(quán)利要求以及參考附圖的描述得到有利的實(shí)施方式和擴(kuò)展方案。
[0010]根據(jù)一種優(yōu)選的擴(kuò)展方案，通過以下方式實(shí)現(xiàn)所述分配:在實(shí)施光強(qiáng)度的測量的每一個(gè)時(shí)刻提供關(guān)于投影機(jī)在所述時(shí)刻投影了圖像的哪一個(gè)部分的信息，并且將所測量的光強(qiáng)度分配給圖像的所述部分的位置。當(dāng)投影機(jī)具有激光掃描儀時(shí)，例如能夠特別容易提供所述信息，因?yàn)榧す鈷呙鑳x逐步掃過(abfahren)待投影的圖像。因此，例如可以使用光電二極管來測量光強(qiáng)度。但替代地，也可以使用極其位置準(zhǔn)確分辨的光傳感器，所述光傳感器例如僅僅在小的空間角中分別檢測光強(qiáng)度，隨后將所測量的光強(qiáng)度分配給所述空間角、即圖像的位置，以所述空間角投影所述圖像的位置。
[0011]根據(jù)另一種優(yōu)選的擴(kuò)展方案，僅僅當(dāng)分配所測量的強(qiáng)度的位置在所投影的圖像上設(shè)置在所投影的圖像的水平的和/或垂直的圖像邊緣中時(shí)才進(jìn)行測量和分配。因此，可以降低所需的計(jì)算耗費(fèi)和存儲需求。水平的和/或垂直的圖像邊緣的寬度可以在I個(gè)和100個(gè)像素之間、優(yōu)選在I個(gè)和10個(gè)像素之間、優(yōu)選為I個(gè)或者2個(gè)像素。每一個(gè)單個(gè)的水平的和/或垂直的圖像邊緣可以在其寬度方面與其他圖像邊緣區(qū)分。
[0012]根據(jù)另一種優(yōu)選的擴(kuò)展方案，在水平的和/或垂直的圖像邊緣中投影預(yù)定義的測試圖樣、尤其投影構(gòu)造為均勻的顏色的或者紅外光的測試樣本。因此，變化的光強(qiáng)度的檢測可以變得更加準(zhǔn)確。如果投影機(jī)在水平的和/或垂直的圖像邊緣處投影不變的圖像顯示，則可以在圖像顯示的相應(yīng)的光強(qiáng)度方面校正所測量的光強(qiáng)度。
[0013]根據(jù)另一種優(yōu)選的擴(kuò)展方案，所述方法具有以下步驟:確定第一光強(qiáng)度函數(shù)中的顯著的部位并且確定第二光強(qiáng)度函數(shù)中的顯著的部位；將第一光強(qiáng)度函數(shù)中的至少一個(gè)顯著的部位分別與第二光強(qiáng)度函數(shù)中的顯著的部位關(guān)聯(lián)；并且產(chǎn)生手勢數(shù)據(jù)，所述手勢數(shù)據(jù)包含關(guān)于相互關(guān)聯(lián)的顯著的部位的空間位置的信息和/或關(guān)于顯著的部位之間的光強(qiáng)度的平均值的變化的信息。
[0014]根據(jù)另一種優(yōu)選的擴(kuò)展方案，將光強(qiáng)度函數(shù)中的以下部位確定為顯著的部位:在所述部位和/或所述部位的周圍光強(qiáng)度函數(shù)的上升超過預(yù)先確定的上方的上升閾值或者低于預(yù)先確定的下方的上升閾值。因此可以保證，僅僅將實(shí)際上有意的手勢也確定為所述手勢。
[0015]根據(jù)另一種優(yōu)選的擴(kuò)展方案，借助人手做出手勢。因此，可以特別容易地實(shí)現(xiàn)所述方法。
[0016]根據(jù)另一種優(yōu)選的擴(kuò)展方案，所述方法還具有以下方法步驟:做出用于控制投影機(jī)的手勢，并且借助所做的確定的手勢來控制投影機(jī)。因此，例如可以控制投影機(jī)來放大圖像或者投影另一個(gè)圖像顯示(即規(guī)定的順序中的下一個(gè)圖像顯示)。但替代地，也可以相應(yīng)于手勢地控制所連接的計(jì)算機(jī)或者另一個(gè)設(shè)備。如果所述投影機(jī)構(gòu)造為移動電話，則也可以相應(yīng)于確定的手勢來控制移動電話的功能。
[0017]根據(jù)另一種優(yōu)選的擴(kuò)展方案，在與投影機(jī)的第一間距dl和與投影機(jī)的第二間距d2之間的中間空間中實(shí)現(xiàn)手勢的做出，其中，第二間距d2大于第一間距dl，其中，第二間距d2小于投影機(jī)與投影面之間的第三間距d3的75%，其中，第一間距dl優(yōu)選位于5厘米和25厘米之間的范圍中，其中，第二間距d2優(yōu)選位于30厘米和100厘米之間的范圍中。
[0018]根據(jù)所述設(shè)備的一種優(yōu)選的擴(kuò)展方案，投影裝置構(gòu)造為激光掃描儀。激光掃描儀是小的、能效高的并且產(chǎn)生生動的顏色。此外，如以上所描述的那樣，激光掃描儀通過逐步投影圖像10來使光強(qiáng)度至圖像的位置的分配變得容易。
[0019]根據(jù)另一種優(yōu)選的擴(kuò)展方案，投影機(jī)構(gòu)造為移動電話和/或平板PC。因此，用于投影機(jī)的數(shù)據(jù)源和投影機(jī)集成在一個(gè)移動的殼體中，這使得使用簡單并且舒適。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]以下根據(jù)在附圖的示意圖中所說明的實(shí)施例進(jìn)一步闡述本發(fā)明。附圖示出:
[0021]圖1:用于闡述根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的方法的流程圖；
[0022]圖2:裝置的示意性側(cè)視圖，借助所述裝置實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的方法;
[0023]圖3:用于闡述根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的方法的、由投影機(jī)朝向表面的視角的示意性前視圖；
[0024]圖4:用于闡述根據(jù)第一實(shí)施方式的方法的光強(qiáng)度函數(shù)的曲線圖；
[0025]圖5:用于闡述根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的方法的兩個(gè)光強(qiáng)度函數(shù)；
[0026]圖6:用于闡述根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的方法的兩個(gè)光強(qiáng)度函數(shù)；
[0027]圖7:用于闡述根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的方法的兩個(gè)光強(qiáng)度函數(shù)；
[0028]圖8:根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的一種實(shí)施方式的示意性俯視圖；
[0029]圖9:用于闡述根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施方式的方法的流程圖。
[0030]只要沒有特殊說明，在所有附圖中，相同或功能相同的元素和設(shè)備設(shè)有相同的參考標(biāo)記。盡管一些方法步驟設(shè)有具有數(shù)字的參考標(biāo)記，但不以此確定順序。尤其也可以同時(shí)實(shí)施多個(gè)方法步驟。

【具體實(shí)施方式】
[0031]圖1示出用于闡述根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的方法的流程圖。在此，參考圖2至7中的參考標(biāo)記。
[0032]在方法步驟SOl中，借助于投影機(jī)I將圖像10投影到表面2上。在方法步驟S02中，測量來自表面2方向的經(jīng)反射的光的多個(gè)第一光強(qiáng)度。在此,光也在投影機(jī)I的福射區(qū)域3中所做的手勢的影響下反射回。在方法步驟S03中，將所測量的光強(qiáng)度分別分配給由投影機(jī)I投影的圖像10的一個(gè)位置。
[0033]根據(jù)第一實(shí)施方式，投影機(jī)I是激光掃描儀。在激光掃描儀中，可以如此控制激光掃描儀內(nèi)部中的微鏡，使得激光束掃過投影機(jī)I的輻射區(qū)域3內(nèi)部中的位置并且因此可以將圖像10投影到表面2上。通過微鏡的相應(yīng)的控制，使激光掃描儀對準(zhǔn)圖像10的位置，不取決于是否實(shí)際發(fā)射或者沒有發(fā)射激光束。因此，在每一個(gè)時(shí)刻都已知，在所述時(shí)刻投影機(jī)I投影圖像10的哪一個(gè)部分?！巴队啊币辉~在此不意味著必須發(fā)射光束，而是如果在相應(yīng)的時(shí)刻應(yīng)當(dāng)根據(jù)待借助圖像10示出的圖像顯示發(fā)射光，則使光束投射在圖像10相應(yīng)的部分上。如果例如在確定的時(shí)刻應(yīng)當(dāng)將非常暗的圖像顯示投影到表面2上，則激光掃描儀雖然掃描圖像10的所有位置，但是僅僅在相對少的情形中發(fā)射光束。
[0034]如果在時(shí)刻t0測量SOl光強(qiáng)度，則可以將關(guān)于投影機(jī)I在時(shí)刻t0投影了圖像10的哪一部分的信息用于將所測量的光強(qiáng)度分配給圖像所述部分的位置。在此可以以如激光掃描儀能夠分辨的那樣小的彼此間距實(shí)現(xiàn)光強(qiáng)度至逐位置的分配。位置可以相應(yīng)于激光掃描儀投影的每一個(gè)像素并且因此可以給每一個(gè)像素分配一個(gè)光強(qiáng)度。但也可以僅僅在例如每五個(gè)由激光掃描儀投影的像素進(jìn)行一次測量，從而僅僅給圖像10的每五個(gè)位置分配一個(gè)光強(qiáng)度。
[0035]對于分配有光強(qiáng)度的位置之間的位置，可以實(shí)施光強(qiáng)度的內(nèi)插，因此將經(jīng)內(nèi)插的光強(qiáng)度分配給分配了所測量的光強(qiáng)度的位置之間的位置。也可以在更長時(shí)間段上進(jìn)行光強(qiáng)度的測量并且累加在所述時(shí)間段中測量的光強(qiáng)度。然后，可以將如此測量的經(jīng)累加的光強(qiáng)度共同分配給激光掃描儀在相應(yīng)的時(shí)間段中投影了的所有位置。能夠使用戶實(shí)現(xiàn)，例如根據(jù)應(yīng)當(dāng)投影到的表面2與投影機(jī)I的間距d3改變光強(qiáng)度測量的準(zhǔn)確度。當(dāng)投影機(jī)I ;101與表面2之間的間距d3非常小時(shí)，用戶例如可以規(guī)定，在投影每一個(gè)單個(gè)的像素時(shí)通過激光掃描儀進(jìn)行強(qiáng)度測量S02。
[0036]根據(jù)第一實(shí)施方式，分別僅僅在所述以下時(shí)刻t0進(jìn)行測量S02和所測量的光強(qiáng)度的分配S03:在所述時(shí)刻所測量的光強(qiáng)度被分配S03的位置在所投影的圖像上設(shè)置在所投影的圖像10的水平的和/或垂直的圖像邊緣14中。換句話說，根據(jù)所提供的投影機(jī)I在時(shí)刻t0’投影圖像10的哪一部分的信息來判斷在時(shí)刻t0’是否應(yīng)當(dāng)進(jìn)行光強(qiáng)度的測量S02。如果投影機(jī)I在時(shí)刻t0’投影設(shè)置在水平的和/或垂直的圖像邊緣14中的像素，則進(jìn)行所測量的光強(qiáng)度的測量S02并且進(jìn)行光強(qiáng)度至相應(yīng)的位置的分配S03。如果不進(jìn)行測量，則也不進(jìn)行相應(yīng)的分配S03。將測量S02限制在所投影的圖像10的圖像邊緣14上可以顯著降低計(jì)算耗費(fèi)和對于根據(jù)本發(fā)明的方法所需的存儲容量。在此，可以將具有寬度為I個(gè)和100個(gè)像素之間、優(yōu)選個(gè)I和10個(gè)像素之間、優(yōu)選寬度為I個(gè)或2個(gè)像素的帶稱作圖像邊緣。在水平的和/或垂直的圖像邊緣14處可以投影預(yù)定義的測試圖樣，所述測試圖樣可以簡化光強(qiáng)度的測量。尤其可以將具有均勻的顏色或者紅外光圖樣的水平的和/或垂直的圖像邊緣用作測試圖樣。
[0037]如果投影機(jī)在水平的和/或垂直的圖像邊緣處投影不變的圖像顯示，則可以在圖像內(nèi)容的光強(qiáng)度方面校正所測量的光強(qiáng)度。
[0038]在方法步驟S04中，在第一時(shí)刻tl在多個(gè)第二位置上建立第一光強(qiáng)度函數(shù)7a、7b，所測量的光強(qiáng)度分配給所述多個(gè)第二位置。例如，如果將光強(qiáng)度僅僅分配給位于圖像10的水平或者垂直的圖像邊緣14處的位置，則也僅僅將第一光強(qiáng)度函數(shù)建立為設(shè)置在相應(yīng)的圖像邊緣14處的位置的函數(shù)。光強(qiáng)度函數(shù)7a、7b的建立S04可以基于先前測量的多個(gè)光強(qiáng)度。有利地，在建立光強(qiáng)度函數(shù)7a、7b的兩個(gè)時(shí)刻之間進(jìn)行的光強(qiáng)度測量僅僅用于分別在隨后相繼的第一時(shí)刻光強(qiáng)度函數(shù)7a、7b的建立，在該第一時(shí)刻建立光強(qiáng)度函數(shù)7a、7b。有利地，在以下位置上建立光強(qiáng)度函數(shù)7a、7b:對于每一個(gè)光強(qiáng)度函數(shù)7a、7b分別沿著圖像10的平面中的一條線設(shè)置所述位置。
[0039]以下借助光強(qiáng)度函數(shù)7a、7b來描述根據(jù)第一實(shí)施方式的方法，所述光強(qiáng)度函數(shù)在所投影的圖像10的下方的水平的圖像邊緣處的位置上建立。在此，將垂直相疊地設(shè)置在下方的水平的圖像邊緣14內(nèi)的位置的所測量的光強(qiáng)度相加并且將光強(qiáng)度函數(shù)7a、7b定義為X坐標(biāo)的函數(shù)。在圖像10的下端處平行于水平的圖像邊緣14地以圖像10的左下角處的原點(diǎn)O定義X軸(沿著所述X軸定義X坐標(biāo))。在由投影機(jī)I投影的圖像10方面理解概念“水平”和“垂直”而不理解為絕對的。
[0040]多個(gè)光強(qiáng)度函數(shù)7a、7b也可以沿著水平的圖像邊緣14內(nèi)的位置的相互平行并且垂直錯開的線建立并且例如用于合理性驗(yàn)證考慮。如果下方的水平的圖像邊緣14例如是寬度為2個(gè)像素的帶，則可以在包括水平的最下方的像素行的線上建立光強(qiáng)度函數(shù)7a、7b，并且此外在包括水平的最下方第二像素行的線上建立光強(qiáng)度函數(shù)7a、7b。如果下方的水平的圖像邊緣14在寬度方面包括多于2個(gè)像素，則可以沿著下方的水平的圖像邊緣14的每一個(gè)水平的像素行建立光強(qiáng)度函數(shù)7a、7b，但也可以僅僅沿著約每兩個(gè)或者每三個(gè)或者水平的像素行建立光強(qiáng)度函數(shù)7a、7b?？梢詫⒎峙浣o位置(所述位置位于以下那些水平的像素行之間:在所述像素行上建立光強(qiáng)度函數(shù)7a、7b)的光強(qiáng)度相應(yīng)于其位置的X坐標(biāo)加到以下那些光強(qiáng)度函數(shù)7a、7b的相同的X坐標(biāo)處的光強(qiáng)度上:所述光強(qiáng)度函數(shù)在水平的像素行上建立，所述像素行最接近分配給光強(qiáng)度的位置。
[0041]例如，可以通過以下進(jìn)行合理性驗(yàn)證考慮:僅僅當(dāng)在位置的相互平行設(shè)置的線上建立的所述所有或者所述大多數(shù)的光強(qiáng)度函數(shù)7a、7b中同樣分別將具有基本X坐標(biāo)xB或者在X坐標(biāo)xB的挨緊的周圍的部位確定為顯著的部位時(shí)，才將具有確定的X坐標(biāo)xB的位置確定為顯著的部位B。
[0042]根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式,在時(shí)刻tl實(shí)現(xiàn)第一光強(qiáng)度函數(shù)7a、7b的建立S04,所述時(shí)刻tl相應(yīng)于以下時(shí)刻:在所述時(shí)刻投影機(jī)I恰好結(jié)束圖像10的完全的掃描，所述時(shí)刻同時(shí)是以下時(shí)刻:在所述時(shí)刻投影機(jī)I重新開始圖像10的掃描。如果例如如此構(gòu)造投影機(jī)1，使得其不斷重復(fù)地從圖像10的左上角折返地掃描到圖像10的右下角，則建立第一光強(qiáng)度函數(shù)7a、7b的時(shí)刻tl是投影機(jī)I投影圖像10的右下角的時(shí)刻。
[0043]在方法步驟S05中，在第二時(shí)刻t2在多個(gè)第二位置上建立至少一個(gè)第二光強(qiáng)度函數(shù)7a’、7a”、7b’。換句話說，在不同的時(shí)刻tl、t2，但在基本上相同的位置上(在此處所描述的示例中在X軸上)建立多個(gè)光強(qiáng)度函數(shù)7a、7a’、7a”、7b、7b’。
[0044]根據(jù)第一實(shí)施方式的方法，時(shí)刻t2是投影機(jī)I再次結(jié)束整個(gè)圖像10的掃描的第一時(shí)刻tl之后的下一時(shí)刻。例如，也可以在其他的時(shí)刻建立其他的光強(qiáng)度函數(shù)，所述其他的時(shí)刻同樣相應(yīng)于投影機(jī)I恰好結(jié)束圖像10的完全的掃描的時(shí)刻。但是，建立光強(qiáng)度函數(shù)的時(shí)刻也可以相互間隔更短或更長或者沒有規(guī)律地實(shí)施。光強(qiáng)度函數(shù)的建立也可以取決于外部的影響。
[0045]在方法步驟S06中，將第一光強(qiáng)度函數(shù)7a、7b與第二光強(qiáng)度函數(shù)7a’、7a”、7b’進(jìn)行比較。為了闡述本發(fā)明的第一實(shí)施方式，以下比較如以上所描述的、在X坐標(biāo)上建立的光強(qiáng)度函數(shù)。換句話說，比較以下所述光強(qiáng)度函數(shù)7a、7a’、7a”、7b、7b’:所述光強(qiáng)度函數(shù)分別在相同的位置，但在不同的時(shí)刻tl、t2建立。以下參考圖4闡述方法步驟S06。
[0046]在方法步驟S07中，基于方法步驟S06中的比較的結(jié)果來確定所做的手勢。
[0047]圖2示出裝置的示意性側(cè)視圖，借助所述裝置實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的方法。
[0048]投影機(jī)I與表面2之間的間距用d3表示，圖像10投影到所述表面上。投影機(jī)I的輻射區(qū)域3在投影機(jī)I和表面2之間展開跨越間距d3。在輻射區(qū)域3到達(dá)表面2的地方可見具有水平和垂直的邊緣區(qū)域14的投影的圖像10。根據(jù)第一實(shí)施方式，尤其在接收區(qū)域6 (輻射區(qū)域3的一部分)中確定手勢，所述接收區(qū)域位于與投影機(jī)I的第一間距dl和第二間距d2之間。在圖2中示出的時(shí)刻tl，人手4伸入接收區(qū)域6中。因此表面2的一部分5被遮擋并且圖像10的一部分15沒有投影到表面2上，而是投影到手4上。在圖2中標(biāo)記兩個(gè)顯著的部位A、B，以下參考圖3和圖4闡述所述兩個(gè)顯著的部位。
[0049]圖3是用于闡述根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的方法的、由投影機(jī)I朝向表面2的視角的示意性前視圖。
[0050]圖3示出具有水平的圖像邊緣14的圖像10，所述圖像一部分投影到表面2上，而一部分投影到手4上。圖像10的投影到手4上的部分用15表示。在圖像10的下邊緣處畫出X軸，所述X軸包括以下位置:在所述位置上建立示例性的光強(qiáng)度函數(shù)7a、7a’、7a”、7b、7b’。根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式，確定顯著的部位B。所測量的光強(qiáng)度在圖3中的確定的顯著的部位B的左側(cè)和右側(cè)有明顯的差別，因?yàn)楸砻?的反射特性明顯區(qū)別于手4的反射特性。因?yàn)槭?通常比表面2離測量光強(qiáng)度的投影機(jī)I近得多，所以沿著X軸的屬于圖像10的投影到手4上的部分15的位置處的光強(qiáng)度通常大于沿著X軸的屬于圖像10的投影到表面2上的部分的位置處的光強(qiáng)度。此外，在參照圖3描述的示例中，在右側(cè)垂直的圖像邊緣14處確定顯著的部位A，在所述部位處在垂直方向上光強(qiáng)度沿著右側(cè)垂直的圖像邊緣14有強(qiáng)烈的差別。為了確定顯著的部位A，沿著設(shè)置在右側(cè)垂直的圖像邊緣14中的位置的線建立光強(qiáng)度函數(shù)。圖像10的寬度用b表示，圖像10的高度用h表示。
[0051]圖4示出用于闡述根據(jù)第一實(shí)施方式的方法的、光強(qiáng)度函數(shù)7a的曲線圖。
[0052]圖4中的曲線在垂直軸上示出以任意單位“a.u.”的強(qiáng)度I。水平軸示出參考圖2和3闡述的并且在圖3上畫出的X軸。原點(diǎn)O相應(yīng)于圖像10的左下角。借助xB表示顯著的部位B的X坐標(biāo)，而借助xb表示圖像10的右側(cè)的垂直的圖像邊緣14的X坐標(biāo)，所述右側(cè)的垂直的圖像邊緣與原點(diǎn)O間隔b。所示出的在時(shí)刻tl建立的函數(shù)7a相應(yīng)于沿著X軸的、由于手4伸入輻射區(qū)域3 (更準(zhǔn)確地說，伸入投影機(jī)I的接收區(qū)域6中)的光強(qiáng)度。光以低的光強(qiáng)度從表面2反射，光以更高的光強(qiáng)度I^i從手4反射。
[0053]根據(jù)第一實(shí)施方式，在一個(gè)方法步驟中，確定第一光強(qiáng)度函數(shù)7a、7b中的顯著的部位A、B、C、D0在此，將以下那些部位確定為顯著的部位A、B、C、D:在所述部位和/或在所述部位的周圍光強(qiáng)度函數(shù)的上升超過預(yù)先確定的上方的上升閾值或者低于預(yù)先確定的下方的上升閾值。在圖4中，光強(qiáng)度函數(shù)7a的上升在具有X坐標(biāo)xB的顯著的部位B處超過預(yù)先確定的上方的上升閾值，以及在具有X坐標(biāo)xb的顯著的部位D處超過預(yù)先確定的下方的上升閾值。上方的上升閾值和下方的上升閾值可以預(yù)編程，但也可以由用戶根據(jù)給定的情況——例如根據(jù)光比例來調(diào)節(jié)。由于其位置，顯著的部位D可能與圖像10的右側(cè)的圖像邊緣14相連。
[0054]圖5示出用于闡述根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的方法的兩個(gè)光強(qiáng)度函數(shù)7a、7a’。
[0055]圖5示出基本上與圖4相同的元素。在時(shí)刻tl在X坐標(biāo)的位置上建立了光強(qiáng)度函數(shù)7a。在時(shí)刻tl之后的時(shí)刻t2，在相同的位置上建立了光強(qiáng)度函數(shù)7a’。在所述方法步驟中，確定第二光強(qiáng)度函數(shù)7a’中的顯著的部位B’、D’。
[0056]在一個(gè)方法步驟中，將第一光強(qiáng)度函數(shù)7a的顯著的部位B與第二光強(qiáng)度函數(shù)7a’的顯著的部位B’關(guān)聯(lián)。這例如可能基于在X軸上的顯著的部位B、B’之間的小的間距Λ Xl而發(fā)生?？梢钥紤]顯著的部位Β、Β’的其他特性以合理性驗(yàn)證所述關(guān)聯(lián)。例如可以比較，是否通過以下方式實(shí)際確定了兩個(gè)顯著的部位Β、Β’:在光強(qiáng)度函數(shù)的上升中已超過上方的上升閾值。若不是這種情況，則可以不進(jìn)行顯著的部位B、B’的關(guān)聯(lián)。光強(qiáng)度函數(shù)7a的顯著的部位D與光強(qiáng)度函數(shù)7a’的顯著的部位D’關(guān)聯(lián)。
[0057]在一個(gè)方法步驟中，可以基于相互關(guān)聯(lián)的顯著的部位B、B’產(chǎn)生手勢數(shù)據(jù)。在圖5中示出的光強(qiáng)度函數(shù)7a、7a’的變化過程中，可以根據(jù)相互關(guān)聯(lián)的顯著的部位B、B’之間的間距Λ X和已知的時(shí)刻t2、tl之間的時(shí)間差求取速度，手4在輻射區(qū)域3的接收區(qū)域6中在第一時(shí)刻tl與第二時(shí)刻t2之間的時(shí)間段中以所述速度運(yùn)動。在所述情形中，所產(chǎn)生的手勢數(shù)據(jù)可以包含關(guān)于手4的位置和/或速度的信息。在此，可以忽略關(guān)于相互關(guān)聯(lián)的顯著的部位D、D’的信息，因?yàn)樗鼈兣c右側(cè)的圖像邊緣14相關(guān)。因此例如可以在更長的時(shí)間段上建立手4的速度的運(yùn)動圖樣，所述運(yùn)動圖樣例如相應(yīng)于手的運(yùn)動進(jìn)入和隨后的由接收區(qū)域6的運(yùn)動出來。由此可以確定為手勢。
[0058]圖6示出用于闡述根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的方法的兩個(gè)光強(qiáng)度函數(shù)7a、7a”。
[0059]在圖6中，在時(shí)刻t2建立的光強(qiáng)度函數(shù)7a”中，確定具有x坐標(biāo)xB的顯著的部位B”和具有X坐標(biāo)xb的顯著的部位D”。顯著的部位B和B”相互關(guān)聯(lián)，并且顯著的部位D和D”相互關(guān)聯(lián)。在時(shí)刻tl建立的光強(qiáng)度函數(shù)7a在具有X坐標(biāo)xB的顯著的部位B和具有x坐標(biāo)xb的顯著的部位D之間具有基本恒定的光強(qiáng)度I胃# (tl)。在時(shí)刻t2建立的光強(qiáng)度函數(shù)7a”在具有X坐標(biāo)xB的顯著的部位B”和具有X坐標(biāo)xb的顯著的部位D”之間具有基本恒定的光強(qiáng)度I^i (t2)，其與I^i (tl)相差光強(qiáng)度差Λ II。在所述情形中，手勢數(shù)據(jù)可以包含關(guān)于每個(gè)時(shí)間間隔的光強(qiáng)度差△ Il的信息。由在時(shí)刻tl和t2之間相互關(guān)聯(lián)的顯著的部位B、B’的基本恒定的X坐標(biāo)和在相同時(shí)間段中增大的、即在xB和xb之間空間上基本恒定的光強(qiáng)度可以推斷出，手4基本遠(yuǎn)離表面2向著投影機(jī)I ;101運(yùn)動。
[0060]由此可以確定手勢或者手勢的一部分。例如，可以將手4從右側(cè)的圖像邊緣伸入接收區(qū)域6中的連續(xù)實(shí)施、手4朝向左側(cè)的圖像邊緣的運(yùn)動(如根據(jù)圖5說明的那樣)，和手4朝向投影機(jī)I ;101的運(yùn)動(如根據(jù)圖6說明的那樣)解釋為手勢。
[0061]圖7示出用于闡述根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的方法的兩個(gè)光強(qiáng)度函數(shù)7b、7b’。
[0062]圖7示出在時(shí)刻tl建立的第一光強(qiáng)度函數(shù)7b，以及在時(shí)刻t2建立的第二光強(qiáng)度函數(shù)7b’。光強(qiáng)度函數(shù)7b的顯著的部位D與光強(qiáng)度函數(shù)7b’的顯著的部位D”相關(guān)。光強(qiáng)度函數(shù)7b中的在時(shí)刻tl具有X坐標(biāo)xB (tl)的顯著的部位B與光強(qiáng)度函數(shù)7b’中的在時(shí)刻t2的具有X坐標(biāo)為xB，，，(t2)的顯著的部位B”’關(guān)聯(lián)。由X軸上xB (tl)與xB，，，(t2)之間的差ΛΧ2推斷出，手4在X軸上朝向原點(diǎn)O的運(yùn)動，如根據(jù)圖5進(jìn)一步闡明的那樣。對于xb > X > xB(tl)或者xb > X > xB” (t2)由基本恒定的光強(qiáng)度的平臺之間的光強(qiáng)度差Λ 12推斷出手4朝向投影機(jī)I ;101的附加的運(yùn)動，如根據(jù)圖6進(jìn)一步闡明的那樣。
[0063]此外,在圖7中，繪出兩個(gè)顯著的部位:具有用X坐標(biāo)xCl表示的Cl和用X坐標(biāo)xC2表示的C2。xCl和xC2之間的強(qiáng)度尖峰例如可能由金屬閃亮的物體引起。在根據(jù)第一實(shí)施方式的方法中，類似地沿著其他的三個(gè)邊緣區(qū)域?qū)崿F(xiàn)光強(qiáng)度函數(shù)7&、7&’、7&”、713、713’的根據(jù)附圖4至7所闡述的分析處理。因此可以確定垂直和水平方向上的運(yùn)動，但也可以確定在圖像10的對角線上的運(yùn)動或者朝向投影機(jī)I或者遠(yuǎn)離投影機(jī)I的運(yùn)動。
[0064]圖8示出對根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的一種實(shí)施方式的示意性俯視圖。
[0065]在圖8中，投影機(jī)101構(gòu)造為具有激光掃描儀110的移動電話101，并且還具有探測器112和計(jì)算裝置114，所述激光掃描儀作為投影機(jī)裝置110。計(jì)算裝置114與探測器112連接并且如此構(gòu)造，使得所測量的光強(qiáng)度分別分配S03給由投影機(jī)I ;101投影的圖像10的一個(gè)位置、在分配有所測量的光強(qiáng)度的位置上建立S03、S04光強(qiáng)度函數(shù)7a、7a’、7a”、7b、7b’、相互比較S06所建立的光強(qiáng)度函數(shù)并且基于比較S06的結(jié)果確定S07所做的手勢。在此，如圖8示出的那樣，計(jì)算裝置114可以位于與激光掃描儀110和/或探測器112相同的殼體中，但也可以分開設(shè)置。探測器112構(gòu)造用于，測量S02在投影機(jī)101的輻射區(qū)域3中借助于對象4所做的手勢的影響下的來自表面2方向的經(jīng)反射的光的光強(qiáng)度，投影機(jī)101將圖像10投影SOl在所述表面上。在圖8中示出的實(shí)施方式中，探測器112構(gòu)造為光電二極管112。計(jì)算裝置114可以與激光掃描儀110相連并且如此構(gòu)造，使得從所述激光掃描儀接收關(guān)于激光掃描儀110在哪個(gè)時(shí)刻投影圖像10的哪個(gè)位置的信息。計(jì)算裝置114可以相應(yīng)地控制探測器112，例如當(dāng)激光掃描儀110投影圖像10的設(shè)置在圖像10的水平的和/或垂直的邊緣區(qū)域14中的位置時(shí)，進(jìn)行光強(qiáng)度測量。
[0066]在間距d_p方面相對于彼此如此設(shè)置并且構(gòu)造探測器112和激光掃描儀110，使得探測器112的檢測區(qū)域108和投影機(jī)101的輻射11區(qū)域103兩者分別包括接收區(qū)域106。所述探測器的具有張角2 β的檢測區(qū)域108相對于投影機(jī)101的具有張角2 α的輻射區(qū)域103偏斜角度Y。因此，至少可以在檢測區(qū)域108中精確測量每一個(gè)手勢。
[0067]圖9示出用于闡述根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施方式的方法的流程圖。
[0068]根據(jù)第二實(shí)施方式的方法具有與如圖1所說明的那樣的根據(jù)第一實(shí)施方式的方法基本相同的步驟。此外，根據(jù)第二實(shí)施方式的方法包括:在方法步驟SOO中，在投影機(jī)I ;101的輻射區(qū)域3 ；103中做出用于控制投影機(jī)的手勢并且在方法步驟S08中借助所做的確定的手勢來控制投影機(jī)I ;101。
[0069]盡管以上根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施例描述了本發(fā)明，但本發(fā)明不限于此，而是可以以多種方式方法進(jìn)行修改。在不偏離本發(fā)明的核心的情況下，尤其可以以各種各樣的方式改變或者修改本發(fā)明。
【權(quán)利要求】
1.一種用于確定投影機(jī)(I ;101)的輻射區(qū)域(3 ；103)中的手勢的方法，所述方法具有以下方法步驟: 借助所述投影機(jī)(I ;101)借助光將圖像(10)投影(SOl)到表面(2)上； 測量(S02)在所述投影機(jī)(I ；101)的輻射區(qū)域(3 ；103)中所做的手勢的影響下的來自所述表面(2)方向的經(jīng)反射的光的多個(gè)第一光強(qiáng)度； 將所測量的光強(qiáng)度分別分配(S03)給由所述投影機(jī)(I ；101)投影的圖像(10)的一個(gè)位置； 在第一時(shí)刻(tl)在多個(gè)第二位置上建立(S04)第一光強(qiáng)度函數(shù)(7a，7b)，所測量的光強(qiáng)度分配給所述多個(gè)第二位置； 在第二時(shí)刻(t2)在所述多個(gè)第二位置上建立(S05)至少一個(gè)第二光強(qiáng)度函數(shù)(7a’，7a”，7b，)； 將所述第一光強(qiáng)度函數(shù)(7a，7b)與所述第二光強(qiáng)度函數(shù)(7a’，7a”，7b’ )進(jìn)行比較(S06);并且 基于所述比較(S06)的結(jié)果確定(S07)所做的手勢。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，通過以下方式實(shí)現(xiàn)所述分配(S02):在實(shí)施光強(qiáng)度的測量(SOl)的每一個(gè)時(shí)刻(to)提供關(guān)于所述投影機(jī)(I ；101)在所述時(shí)刻(to)投影了所述圖像(10)的哪一部分的信息，并且將所測量(S02)的光強(qiáng)度分配(S03)給所述圖像(10)的所述部分的位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2中任一項(xiàng)所述的方法，其中，僅僅當(dāng)分配(S03)所測量的強(qiáng)度的位置在所投影的圖像(10)上設(shè)置在所投影的圖像(10)的水平的和/或垂直的圖像邊緣(14)中時(shí)才實(shí)施所述測量(S02)和所述分配(S03)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述水平的和/或垂直的圖像邊緣(14)的寬度在I個(gè)和100個(gè)像素之間、優(yōu)選在I個(gè)和10個(gè)像素之間、優(yōu)選為I個(gè)或2個(gè)像素。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4中任一項(xiàng)所述的方法，其中，在所述水平的和/或垂直的圖像邊緣(14)中投影預(yù)定義的測試圖樣、尤其投影構(gòu)造為均勻的顏色的或者構(gòu)造為紅外光的測試圖樣。
6.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其具有以下方法步驟: 確定所述第一光強(qiáng)度函數(shù)(7a，7b)中的顯著的部位(A，B, C，D)并且確定所述第二光強(qiáng)度函數(shù)(7a，，7a，，，7b，)中的顯著的部位(B，，B”，B”，，D，，D”，D”，)； 將所述第一光強(qiáng)度函數(shù)(7a，7b)中的至少一個(gè)顯著的部位(A，B, C，D)分別與所述第二光強(qiáng)度函數(shù)(7a’，7a”，7b’ )中的顯著的部位(B’，B”，B”’，D’，D”，D”’ )關(guān)聯(lián)； 產(chǎn)生手勢數(shù)據(jù)，所述手勢數(shù)據(jù)包含關(guān)于相互關(guān)聯(lián)的顯著的部位(B，B’，B”，B”’，D，D’，D”，D”’ )的空間位置的信息和/或關(guān)于所述顯著的部位(B，B’，B”，B”’，D，D’，D”，D”’ )之間的光強(qiáng)度的平均值的變化的信息。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，將光強(qiáng)度函數(shù)(7a，7a，7a”，7b，7b’)中的以下部位確定為顯著的部位(A，B，B，，B，，，B，”，C，D，D，，D”，D，，，):在所述部位和/或在所述部位的周圍所述光強(qiáng)度函數(shù)的上升超過預(yù)先確定的上方的上升閾值或者低于預(yù)先確定的下方的上升閾值。
8.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，借助人手(4)做出所述手勢。
9.根據(jù)以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其具有以下方法步驟: 在所述投影機(jī)(I ;101)的輻射區(qū)域(3 ；103)中做出(SOO)用于控制所述投影機(jī)(I ；101)的手勢；并且 借助所做出的確定的手勢來控制(S08)所述投影機(jī)(I ;101)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，在與所述投影機(jī)(1;101)的第一間距dl和與所述投影機(jī)(I ;101)第二間距d2之間的中間空間中實(shí)現(xiàn)所述手勢的做出(SOO)，其中，所述第二間距d2大于所述第一間距dl，其中，所述第二間距d2小于所述投影機(jī)(I ；101)和所述投影面之間的第三間距d3的75%，其中，所述第一間距dl優(yōu)選位于5厘米和25厘米之間的范圍中，其中，所述第二間距d2優(yōu)選位于30厘米和100厘米之間的范圍中。
11.一種用于確定投影機(jī)(I ;101)的輻射區(qū)域(3 ；103)中的手勢的設(shè)備，其尤其用于實(shí)施根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的方法，其具有: 投影裝置(110)，借此能夠借助光投影圖像(10)； 探測器(112)，其構(gòu)造用于測量(S02)在所述投影機(jī)(101)的輻射區(qū)域(3 ；103)中借助對象(4)做出的手勢的影響下的來自表面(2)方向的經(jīng)反射的光的光強(qiáng)度，所述投影機(jī)(I ;101)將圖像(10)投影(SOl)到所述表面上； 計(jì)算裝置(114)，其與所述探測器(112)連接并且構(gòu)造用于將所測量的光強(qiáng)度分別分配給(S03)由所述投影機(jī)(I ；101)投影的圖像(10)上的一個(gè)位置，在分配有所測量的光強(qiáng)度的位置上建立(S03，S04)光強(qiáng)度函數(shù)(7a，7a，7a”，7b，7b’)，相互比較(S06)所建立的光強(qiáng)度函數(shù)，并且基于所述比較(S06)的結(jié)果確定(S07)所做的手勢。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中，所述探測器(112)和所述投影裝置(110)集成在一個(gè)共同的殼體中。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述投影裝置(110)構(gòu)造為激光掃描儀。
14.根據(jù)權(quán)利要求11至13中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述投影機(jī)(101)構(gòu)造為移動電話和/或平板PC。
【文檔編號】G01B11/24GK104279979SQ201410457663
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年6月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月24日
【發(fā)明者】G·姆魯塞克, T·希普, R·施尼策爾, F·菲舍爾, L·勞舍爾, C·德爾福斯, M·劉, G·皮拉德 申請人:羅伯特·博世有限公司