一种投影系统
技术领域
本实用新型涉及虚拟现实投影技术领域，更具体地说是一种投影系统。
背景技术
基于投影的虚拟现实系统，比较成熟的是CAVE沉浸式系统，通过3个面(含)以上硬质背投影墙构建立方体结构，其中墙面采用背投方式，地面采用正投或搭建平台方式。CAVE系统为多硬件模块分布式组合拼接，每组投影要独立的服务器管控，并且要大量外部设备把系统链接一起。观察者戴上液晶立体眼镜和一种六个自由度的头部跟踪设备，以便将观察者的视点位置实时反馈到计算机系统和体验身临其境的感觉。当观察者在CAVE中走动时，系统自动计算每个投影面正确的立体透视图象。同时，观察者手握一种称为Wand的传感器，与虚拟环境进行交互。存在以下技术问题：1、大量硬件堆积，成本高昂；2、模块过多，大量高热高功率设备背后运行，需要多人进行控制、操作、运维；3、线路复杂、施工难度大周期长，拆装都很复杂；4、设备集成度很差，无法快速产品化；5、如果不戴穿戴设备不但不能互动，还因为CAVE每个面之间的画面相对独立，必须站在正确的视点上观看才能有完整的画面透视感受。6、无法自由移动，如果移动透视都会有缺陷，只能通过加3D效果来弥补缺陷(带偏振片)。传统球面渲染变形算法对物理空间的形状有所要求，不能随意更改物理空间形状。7、每个面上的相机各自独立，无法融合计算:永远无法景随人动，面与面交接处极易暴露，必须靠多服务器各自运算工作。8、必须佩戴偏振片看3D效果、内容需要以3D电影标准要求定制(不戴眼镜就看到重影)。
实用新型内容
1.实用新型要解决的技术问题
针对现有技术中基于投影的虚拟现实系统存在画面之间互相独立的技术问题，本实用新型提供了一种投影系统，可以融合各个平面的画面，不需要穿戴设备，具有完全沉浸式的体验。
2.技术方案
为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：
一种投影系统，包括第一光机组件和定位系统，所述投影系统各个平面上均设有一个以上的第一光机组件，所述定位系统位于投影系统的中间，所述一个以上的第一光机组件镜头均朝向投影系统外部的被投影面，同一平面上的2个第一光机组件通过边缘融合器连接，所述边缘融合器和定位系统均与服务器连接。通过定位系统反馈的数据，服务器可明确获知用户所在的位置，根据用户所在位置的视角，服务器通过边缘融合器，将对应的图像信息发送到所述投影系统各个平面上对应的第一光机组件，通过第一光机组件呈现对应视角的图像给用户。
可选地，还包括音响系统，所述音响系统设置于所述投影系统内部，音响系统与服务器连接。
可选地，所述音响系统为4个，分别位于所述投影系统的竖直平面与底部平面组合成的四个角落里。以呈现最优的音响体验效果，为客户提供良好的体验。
可选地，所述定位系统包括5个相机，分别设置在定位系统内部的四个竖直平面，以及定位系统顶部平面位置上，所述相机的摄像头均朝向定位系统外部；所述相机与数据采集模块连接，所述数据采集模块与服务器连接。以便对用户进行精准定位，从而可以为用户精准提供相应视角的图像信息。五个相机对准用户，采集用户所在位置信息对应的点云数据，通过5个相机的数据转换精准定位用户所在的位置坐标，反馈给服务器，以便服务器通过边缘融合器呈现对应视角的图像信息数据给用户。
可选地，所述相机为双目相机。进一步增大定位的精准度。
可选地，所述投影系统内部的四个竖直平面上分别设有四个第一光机组件，所述投影系统顶部平面上设有六个第一光机组件，所述第一光机组件镜头均朝向投影系统外部的被投影面，以覆盖被投影面上的对应投影位置。
可选地，所述定位系统内部四个竖直平面上设置的相机的摄像头与水平面夹角为30°-60°。
可选地，所述定位系统内部四个竖直平面上设置的相机的摄像头与所述定位系统顶部平面上设置的相机的摄像头的距离为：0.5-3米。
可选地，所述第一光机组件、定位系统和音响系统均与电源连接。
3.有益效果
采用本实用新型提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：
(1)本实用新型的实施例提供的一种投影系统，通过定位系统反馈的数据，服务器可明确获知用户所在的位置，根据人所在位置的视角，服务器通过边缘融合器，将对应的图像信息发送到所述投影系统各个平面上对应的第一光机组件呈现对应视角的图像给用户。
(2)本实用新型的实施例提供的一种投影系统，所述音响系统为4个，分别位于所述投影系统的竖直平面与底部平面组合成的四个角落里。以呈现最优的音响体验效果，为客户提供良好的体验。
(3)本实用新型的实施例提供的一种投影系统，所述的定位系统位于所述投影系统中间位置。以便对用户进行精准定位，从而可以为客户精准提供相应视角的图像信息。
(4)本实用新型的实施例提供的一种投影系统，所述定位系统包括5个相机，分别设置在定位系统内部的四个竖直平面，以及定位系统顶部平面位置上，所述相机的摄像头均朝向定位系统外部；所述相机与数据采集模块连接，所述数据采集模块与服务器连接。以便对用户进行精准定位，从而可以为用户精准提供相应视角的图像信息。五个相机对准用户，采集用户所在位置信息对应的点云数据，通过5个相机的数据转换精准定位用户所在的位置坐标，反馈给服务器，以便服务器通过边缘融合器呈现对应视角的图像信息数据给用户。
附图说明
图1为本实用新型实施例1提供的一种投影系统的仰视图；
图2为本实用新型实施例3所示定位系统仰视图；
图3为本实用新型实施例4所示所述投影系统底部平面第二光机组件和第三光机组件安装位置划分示意图。
图4为本实用新型实施例4所示所述投影系统周围竖直平面第一光机组件安装位置划分示意图。
图中：1、第一光机组件；3、定位系统；31、第一相机；32、第二相机；33、第三相机；34、第四相机；35、第五相机；4、音响系统。
具体实施方式
为进一步了解本实用新型的内容，结合附图对本实用新型作详细描述。
实施例1
本实施例的一种投影系统，如图1所示，包括第一光机组件1，第二光机组件2和第三光机组件5和定位系统3，所述投影系统周围任一竖直平面被均分为四个位置，每个位置上分别设有一个第一光机组件1，以使每个第一光机组件1的投影覆盖相应的位置，每两个第一光机组件1通过边缘融合器连接，所述所述投影系统顶部所在平面被划分为6个位置，2个第二关机组件2和4个第三光机组件5分别设置在6个位置上，每2个第二关机组件2通过边缘融合器连接，每2个第三光机组件5通过边缘融合器连接，所述边缘融合器和定位系统与服务器连接。
通过定位系统3反馈的数据，服务器可明确获知用户所在的位置，根据用户所在位置的视角，服务器通过边缘融合器，将对应的图像信息发送到所述投影系统各个平面上对应的第一光机组件1，呈现对应视角的图像给用户。
实施例2
本实施例的一种投影系统，在实施例1的基础上改进，还可以包括音响系统4，所述音响系统设置于所述投影系统内部，音响系统与服务器连接。音响系统数量可为多个，最好是4个，分别位于所述投影系统的四个角落中，以呈现最优的音响效果，从而提高用户的体验。
所述音响系统4为4个，分别位于所述投影系统的竖直平面与底部平面组合成的四个角落里。以呈现最优的音响体验效果，为客户提供良好的体验。
实施例3
本实施例的一种投影系统，在实施例1或2的基础上改进，所述定位系统3包括5个相机，分别设置在定位系统3内部的四个竖直平面，以及定位系统3顶部平面位置上，所述相机的摄像头均朝向定位系统外部；所述相机与数据采集模块连接，所述数据采集模块与服务器连接。以便对用户进行精准定位，从而可以为用户精准提供相应视角的图像信息。五个相机对准用户，采集用户所在位置信息对应的点云数据，通过5个相机的数据转换精准定位用户所在的位置坐标，反馈给服务器，以便服务器通过边缘融合器呈现对应视角的图像信息数据给用户。所述相机为双目相机，进一步增大定位的精准度。
所述投影系统内部的四个竖直平面上分别设有四个第一光机组件1，所述投影系统顶部平面上设有六个第一光机组件1，所述第一光机组件1镜头均朝向投影系统外部的被投影面，以覆盖被投影面上的对应投影位置。
所述的定位系统3位于所述所述投影系统底部平面的中间位置。以便对用户进行精准定位，从而可以为客户精准提供相应视角的图像信息。所述定位系统3包括5个相机，分别设置在定位系统3所在所述投影系统四周的四个竖直平面上，以及顶部平面位置上，所述相机的摄像头均朝向定位系统3外部。
五个相机对准用户，采集用户所在位置信息对应的点云数据，通过5个相机的数据转换精准定位用户所在的位置坐标，反馈给服务器，以便服务器通过边缘融合器呈现对应视角的图像信息数据给用户。所述相机为双目相机，进一步增大定位的精准度。
所述定位系统3内部四个竖直平面上设置的相机的摄像头与水平面夹角为30°-60°(具体应用时，可以为30°、40°、50°、45°、35°等数值)。所述定位系统3所在所述投影系统的四个竖直平面内设置的相机的摄像头与所述定位系统3所在所述投影系统的顶部平面上设置相机摄像头的距离为：0.5-3米(具体应用时，可以为0.5米、1米、2米、3米、1.5米等数值)。所述第一光机组件1、定位系统3和音响系统4均与电源连接。
如图2所示，所述定位系统3包括第一相机31、第二相机32、第三相机33、第四相机34和第五相机35(可以为双目相机)；第一相机31、第二相机32、第三相机33、第四相机34分别设置在定位系统3所在所述投影系统周围的竖直平面上，第五相机35位于定位系统3所在所述投影系统顶部平面上，第一相机31、第二相机32、第三相机33、第四相机34摄像头与水平面夹角为30°-60°(具体应用时，可以为30°、40°、50°、45°、35°等数值)。第一相机31、第二相机32、第三相机33、第四相机34摄像头与第五相机35距离为：0.5-3米(具体应用时，可以为0.5米、1米、2米、3米、1.5米等数值)。
实施例4
本实施例的一种投影系统，所述投影系统若投影在一个房间中，房间的前、后、左、右四面墙的每面墙可以分为左上、右上、左下、右下四个部分，依次对应图4所示B1、B2、B3、B4；通过2台边缘融合器将四台第一光机组件1投影的画面融合成一个完整的画面(记为一组第一光机组件1)，这样所述投影系统周围四个竖直平面内的四个第一光机组件1分别覆盖所述投影系统的前、后、左、右四个竖直平面。
如图3所示，所述投影系统顶部平面被划分成A1、A2、A3、A4、A5和A6；依次对应在所述投影系统顶部平面上安装六个第一光机组件1。
设备会接到一台服务器上，通过服务器上的UE4引擎将场景内容分成五个画面(分别对应为所述投影系统的四周四个竖直平面，以及所述投影系统的顶部平面)，通过边缘融合器输出到22个第一光机组件1上，形成一个全沉浸虚拟空间。定位系统3会精确计算用户的位置及高度，基于人眼透视原理，通过服务器上安装的算法对虚拟空间的几何形状进行反边形计算。最终实现无需任何穿戴设备的集成式互动投影系统，对于用户而言，身上不佩戴任何设备、完全自然状态自由移动。系统集成度高，拆装方便。不受限于物理空间的形状，任何形状物理空间都可以进行计算。通过定位系统3能够精确的计算参观者(用户)的位置，基于人眼透视原理，对虚拟世界根据物理空间的几何形状进行反变形计算，在真实的物理空间呈现真实尺度、真实比例的全沉浸虚拟空间。
以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。
