基本信息
- 项目名称：
- Multi-touch智能红外交互投影系统
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”作品
- 小类：
- 信息技术
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 本项目基于光学原理的多点触摸技术、多触点的追踪、手势识别等理论，设计出能通过手指触摸或激光笔照射来操作计算机的新型投影系统，实现低成本、高性能的多点触摸人机交互，同时利用增强现实Augmented Reality技术，并通过计算机网络连接，实现物联网的“人—物”信息交换功能。由于不受投影面材质局限，几乎能在任意平面上进行交互投影，可广泛应用于会议、娱乐、教育、广告等场合，具有很高的市场价值。
- 详细介绍：
- 本作品是基于光学原理的多点触摸技术、多触点的追踪、手势识别等理论，设计的一个多点触摸智能红外交互投影系统。利用红外激光头或红外二极管发射出来的红外线铺满整个投影屏幕从而形成一个厚度大概在几毫米的红外面。将摄像头去掉红外截止滤镜，再加上特殊滤光片，使之只能捕捉到红外光。当手指触摸屏幕的时候，红外光会在手指的尖部产生漫反射，这些红外反射光会被摄像头捕捉到。经过计算机的跟踪定位、手势识别等程序，这些光点成为了“无形鼠标”，实现对计算机的操作。 与传统投影系统相比，本作品具有多点触摸、远距操作、增强现实、物联网的强大功能，具有崭新的人机交互理念。同时本作品所用到的设备、材料选择性多，系统搭建容易，适用于众多场合。 应用于家庭娱乐,本作品能创作出基于触摸投影的新型游戏；应用于广告宣传，本作品能让大众自主有选择地了解更多宣传信息；应用于会议教育，本作品能使人与人和人与物之间的交流更为便捷，提高工作效率。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 作品发明目的： 随着多媒体技术迅速发展和普及，人机交互的研究重点放在了智能化交互、虚拟交互以及人机协同交互等以人为在中心的人机交互技术方面。互动投影系统根据目前所使用的技术，往往有成本太高、定位不准、反应速度慢、投影面材质局限等缺点，同时大多数产品只能利用红外笔或电磁笔去控制，无法实现用手进行可多点触摸控制，因此无法给用户带来很好的体验。本发明则能解决以上问题。 作品发明思路： 本作品是基于光学原理的多点触摸技术、多触点的追踪、手势识别等理论，设计出能通过手指触摸或激光笔照射来操作计算机的新型投影系统，实现低成本、高性能的多点触摸人机交互技术。同时应用到增强现实（Augmented Reality,AR）这一虚拟现实技术的新兴领域，并通过计算机网络连接，实现物联网的“人—物”信息交换功能。 作品创新点： 具有2项自主知识产权的正投式多点触摸智能红外交互投影装系统、背投式Multi-touch智能红外交互投影系统技术。 作品关键技术： 利用红外光面反射方式，并使用滤除可见光的红外摄像头，对手指触摸投影屏幕所反射的红外光点进行捕捉，实现对投影图像的多点触摸交互，同时支持激光笔的远距离交互操作。并利用增强现实技术将虚拟信息投影叠加到真实物体上，通过计算机网络连接，实现物联网的信息交互功能。
科学性、先进性
- 本作品利用红外识别原理，简化了软件的手势识别算法。并通过标签识别的方法，实现物体信息识别反馈的“增强现实”和物联网功能。通过教育部科技查新报告显示，本作品实属首创，在国内外还未见与本作品完全相同的产品。可供对比参考的是市面上类似功能交互式电子白板，在实际使用中均存在明显不足。
获奖情况及鉴定结果
- 1.荣获第十一届“挑战杯”大学生课外学术科技作品省赛一等奖。 2.荣获第四届“挑战杯”大学课外学术科技作品校赛暨第十二届 “挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛选拔赛赛特等奖 3.教育部科学技术查新
作品所处阶段
- 产品功能的升级换代
技术转让方式
- 面议
作品可展示的形式
- ■实物、产品 ■现场演示 ■图片
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 与传统投影系统相比，本作品具有多点触摸、远距操作、增强现实、物联网的强大功能，具有崭新的人机交互理念。同时本作品所用到的设备、材料选择性多，系统搭建容易。 本作品可广泛应用于家庭娱乐、广告宣传、会议教育等众多场合，根据各个场合的需要，可灵活选择搭建本系统的设备、材料的种类和型号，并改变它们的相对位置。 本作品的市场分析和经济效益预测： 1.在娱乐方面创作出基于触摸投影的新型游戏，引导电子游戏的新风潮。 2.在广告宣传的应用，使观众能自主有选择地了解更多信息，为宣传者增加更多的顾客。 3.在会议教育的应用，使整个过程中人与人之间的交流更为便捷，提高工作效率。 4.在物联网方面，利用增强现实技术将虚拟信息投影叠加到真实物体上，通过计算机网络连接，实现物联网的“人—物”信息交互功能。
同类课题研究水平概述
- 一台计算机的常用输入设备是键盘和鼠标，输出设备是显示器，而多 点触摸计算机与传统计算机不同之处就在于它的输入与输出全都集中到了显示设备上，在屏幕上输入指令，计算机将结果反应在屏幕上。 在现有技术下，多点触摸技术所使用的显示设备主要有液晶显示器、背投显示器等。诸如全息显示器之类的设备还停留在科幻电影和科学家的实验室里。 2006年，Siggraph大会上，纽约大学的Jefferson Y Han教授向众人演示了其最新成果，由他领导研发的新型触摸技术可由双手同时操作,并且支持多人同时操作。利用该技术，Jefferson Y Han在36英寸×27英寸大小的屏幕上，多只手指操作，在屏幕上同时画出了几根线条。与普通的触摸屏技术所不同的是，它同时可以有多个触点响应，而且响应时间小于0.1秒。 2007年，苹果和微软分别发表了应用多点触摸技术的产品计划，令该技术开始进入主流的应用。这种输入界面让使用者极大地扩充可操纵区域，带来神奇的体验感受，使大众对使用多点触摸操作电脑的兴趣大大增加。 在国内外，交互式投影技术主要应用与交互式电子白板。它是一种先进的教育或会议辅助人机交互设备，它可以配合投影机、电脑等工具，实现无尘书写、随意书写、等功能远程交流。从硬件原理上来说，交互式电子白板融合了大屏幕投影技术、精确定位的测试技术等。现阶段的国际或国内市场上，有多种技术可以实现电子白板精确定位，具有代表性的是电磁感应、红外线、电阻、超声波、CCD等技术。每种技术都有不同的特点。
