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专利号: 2019101153312
申请人: 宁波财经学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 教育;密码术;显示;广告;印鉴
更新日期:2024-11-18
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种数字互动景观系统,其包括基座、显示屏、顶盖、投影模块、动作检测模块、图像获取模块、语音主动探测模块及控制模块;其中,

所述图像获取模块用于获取物体在多个观看视角下的物体原始图像;

所述动作检测模块用于检测观看者的进入、观看距离和观看视角;

所述语音主动探测模块用于捕捉所述景观系统周边的语音并且从中识别出与景观相关的语音;

所述控制模块以无线的方式接收所述图像获取模块获取的所述物体原始图像并将其存储于本地,以及根据所述观看者的进入基于所述物体原始图像生成物体正面投影图像;

以及根据所述观看距离和所述观看视角确定所述观看视角的变化,并基于所述物体原始图像生成与所述观看视角变化对应的物体投影图像;

所述投影模块包括投影仪和光学组件,所述投影仪用于将所述控制模块生成的所述投影图像向所述光学组件输出,所述光学组件用于接收所述投影图像并将其投放至所述显示屏;

所述基座包括中空圆柱形的上部和下部,所述上部的直径小于所述下部的直径,且在所述上部中设置有透明支撑圆盘;所述显示屏为中空圆柱形且其横截面形状与所述基座上部的横截面形状相同;所述顶盖为中空圆柱形且其横截面形状与所述显示屏的横截面形状相同;

所述显示屏是透明的,且由外向内依次设置有耐磨层、第一FTO玻璃层、WO3/Ag薄膜层、TiO2/钌染料层、电解质层、Pt层、第二FTO玻璃层、光学栅栏层和光学扩散层,且所述显示屏包括以下制备步骤:(1)在室温下于超声波清洗槽中依次用清洗剂和水、0.1M的盐酸、乙醇、和丙酮清洗FTO玻璃;

(2)将Na2WO4-2H2O溶解在含有35%的H2O2的去离子水中且在室温下搅拌20分钟,其中W与H2O2的摩尔比为1:4,随后滴入硝酸以使其pH值为2;搅拌至生成澄清纯黄色溶液并使其静置产生浅黄色沉淀物;将所述浅黄色沉淀物过滤出并用去离子水对其进行冲洗,最后在150℃下干燥2小时以得到WO3粉末;

(3)利用PVD法以逐渐增大电流的方式将步骤(2)中获得的所述WO3粉末以0.3埃/秒的速度沉积在所述第一FTO玻璃上以形成315nm的薄膜;以Ag纳米粒子为掺杂剂再次利用PVD法以0.1埃/秒的速度将WO3粉末沉积在所述薄膜上以形成WO3/Ag薄膜层,其中持续时间为1分钟,最后在350℃下对所述WO3/Ag薄膜层加热30分钟;

(4)将异丙醇钛加入含有乙酰乙酸乙酯的乙醇溶液中以形成TiO2溶胶,其中所述异丙醇钛和所述乙酰乙酸乙酯的质量比为2.5:1;将ORMOSIL先驱物溶解于乙醇溶液中并使其在

0.1M的盐酸催化下发生水解/浓缩反应,然后将所述TiO2溶胶置于所述反应溶液中混合搅拌30分钟;将所述混合溶液沉积在所述WO3/Ag薄膜层上以形成第一FTO玻璃/WO3/Ag/TiO2层,并在450分钟下退火30分钟;将所述第一FTO玻璃/WO3/Ag/TiO2层在含有钌染料的乙醇溶液中放置2小时并加热至60℃,以获得第一FTO玻璃/WO3/Ag/TiO2/钌染料层;

(5)将含有浓度为0.5M的LiI的电解质印制在形成有2nm Pt层的第二FTO玻璃上以形成电解质/Pt/第二FTO玻璃层;以及

(6)将所述第一FTO玻璃/WO3/Ag/TiO2/钌染料层与所述电解质/Pt/第二FTO玻璃层粘合以形成所述第一FTO玻璃/WO3/Ag/TiO2/钌染料层/电解质/Pt/第二FTO玻璃层。

2.如权利要求1所述的数字互动景观系统,其中,所述基座还包括用于支撑所述投影仪和调节其方位的方位调节台;所述方位调节台包括上部和下部,并且在所述上部和下部相连的四个拐角处分别设有方位调节组件;所述方位调节组件包括第一螺栓和第二螺栓,其中,所述第一螺栓被设置成调节所述上部和下部之间的距离且向所述上部提供上顶作用力,所述第二螺栓被设置成调节所述上部和下部之间的距离且向所述上部提供下拉作用力;所述上部的上表面形成有硅胶层,且开设有多个吸附孔,所述吸附孔通过气体通道与真空泵相连。

3.如权利要求1所述的数字互动景观系统,其中,所述光学组件包括凸透镜、凹透镜、第一反射镜和第二反射镜;所述凸透镜固定在所述基座内,用于接收来自所述投影仪的图像并将其投放至所述第一反射镜上;所述第一反射镜为平面反射镜,并固定于所述基座下部底面与所述透明支撑圆盘之间且相对于所述凸透镜的光轴成45度设置,用于将由所述凸透镜投放的图像反射至所述凹透镜上;所述凹透镜居中地固定于所述透明支撑圆盘上,用于将由所述第一反射镜反射的图像投放至所述第二反射镜上;所述第二反射镜设置在所述顶盖的顶面内侧且具有圆锥形的反射表面,所述圆锥形反射表面的中心轴与所述顶盖的中心轴重合,其用于接收来自所述凹透镜的图像投影并将其反射至所述显示屏的侧面。

4.如权利要求1所述的数字互动景观系统,其中,所述顶盖与所述显示屏之间以及所述显示屏与所述基座之间分别通过快速拆接件连接;所述快速拆接件包括第一连接部和第二连接部;所述第一连接部包括连接块,其一端用于固定连接所述顶盖的下端,且在相对的另一端的表面上形成有向外突出的突出部;所述第二连接部包括第一弹性体和第二弹性体,所述第一弹性体的一端用于固定连接所述显示屏的上端且在沿径向向内的方向距离与所述显示屏的连接区域一定距离处朝下形成有凸起,同时在相对的另一端的表面上形成有能与所述突出部紧密接合的凹部;第二弹性件具有用于固定在所述显示屏内侧壁上的平面附连部,且从所述平面附连部的远离所述第一弹性件的那端圆滑弯折延伸形成有总体朝上的弯折部,所述弯折部与所述平面附连部之间形成一定角度以使所述弯折部相对于所述平面附连部倾斜以便能够与所述第一弹性件的所述凸起形成抵接。

5.如权利要求1所述的数字互动景观系统,其中,所述动作检测模块包括多组位置检测单元,其沿着所述基座圆周均匀间隔设置且依序编号;所述位置检测单元包括近红外接收器和至少两个近红外发射器,所述至少两个近红外发射器关于所述近红外接收器对称且相对于所述近红外接收器倾斜地设置在其附近,以使所述近红外接收器只能接收到关于其中心线成正负θ/2角范围内的近红外反射信号。

6.如权利要求5所述的数字互动景观系统,其中,所述控制模块被设置成接收所述位置检测单元输出的检测电信号,且根据所述检测电信号的强度和所述位置检测单元的编号确定所述观看角度的变化;并且,当一个所述位置检测单元不再输出检测电信号且最后输出的检测电信号的强度大于第一阈值,同时与所述一个位置检测单元相邻的另一位置检测单元开始输出检测电信号且所述检测电信号的强度大于所述第一阈值时,将所述一个位置检测单元最后输出的检测电信号的强度与所述另一位置检测单元首次输出的检测电信号的强度进行比较,如果这两个检测电信号之间的强度差值在第二阈值内,则判断所述观看者的观看角度变化了角度θ,并基于所述物体原始图像生成与所述角度θ变化对应的观看角度下的投影图像。

7.如权利要求1所述的数字互动景观系统,其中,所述图像获取模块包括转盘单元、数字相机和两个光源;所述转盘单元包括基部、中心转轴、物体支座、转臂及微型电机,所述中心转轴安装在所述基部上且在所述微型电机的驱动下转动,所述转臂与所述中心转轴连接以与所述中心转轴同步旋转,所述物体支座承载物体且通过轴承安装于所述中心转轴的上端,所述托盘通过高度调节单元连接在所述转臂的末端处以承载所述数字相机和所述两个光源,所述两个光源关于所述物体支座上的所述物体的中心和所述数字相机的中心之间的连线对称设置。

8.如权利要求7所述的数字互动景观系统,其中,所述控制模块被设置成使所述数字相机每转动1度对所述物体进行一次拍照。

9.如权利要求1所述的数字互动景观系统,其中,为生成所述物体投影图像,所述控制模块被设置成执行获取所述物体原始图像的步骤、基于所述立体显示区的曲率对所述物体原始图像进行校正的步骤、基于所述观看视角组合观察点图像的步骤、以及进行图像投影坐标系变换步骤。

10.如权利要求1所述的数字互动景观系统,其中,所述控制模块被设置成,如果所述控制模块中保存有与所述语音主动探测模块识别出的语音对应的景观的物体原始图像,则在所述观看者进入时优先基于所述物体原始图像生成并输出物体投影图像。