智能交互式水族箱展示系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種智能交互式水族箱展示系統(tǒng)，包括水族箱、觸摸交互屏、圖像采集部件以及交互數(shù)據(jù)處理部件，觸摸交互屏固定在水族箱的外表面上，觸摸交互屏、圖像采集部件均與交互數(shù)據(jù)處理部件相連；觸摸交互屏接收對(duì)水族箱內(nèi)觀賞魚(yú)的選定操作并生成位置信息，通過(guò)圖像采集部件實(shí)時(shí)采集當(dāng)前水族箱內(nèi)的整體圖像，交互數(shù)據(jù)處理部件接收位置信息以及整體圖像識(shí)別所選定的目標(biāo)觀賞魚(yú)，將與目標(biāo)觀賞魚(yú)對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)交互信息顯示在觸摸交互屏上。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、能夠?qū)崿F(xiàn)與觀賞者的智能交互、展示效果好且趣味性高的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】智能交互式水族箱展示系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及智能化動(dòng)物觀賞設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種智能交互式水族箱展示系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]如今博物館、水族館等多功能展廳受到越來(lái)越多游客的青睞，水族箱就是通過(guò)飼養(yǎng)熱帶魚(yú)、金魚(yú)等觀賞魚(yú)來(lái)提供各種類魚(yú)的展示，觀賞者通過(guò)對(duì)各類觀賞魚(yú)的了解還能夠豐富知識(shí)，兼具教育性和娛樂(lè)性，且其觀賞性和科普性適用于任何年齡段的觀賞者。而目前對(duì)水族箱內(nèi)觀賞魚(yú)信息的獲取通常需要依賴人工解說(shuō)，獲取信息的方式單一且缺乏與觀賞者之間的互動(dòng)，觀賞者自身不能夠自主的選擇所需要了解的信息，通過(guò)人工解說(shuō)的方式觀賞者也很難了解到更多的歷史背景或感受其文化內(nèi)涵。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題就在于:針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、成本低廉、能夠?qū)崿F(xiàn)與觀賞者的智能交互、展示效果好且趣味性高的智能交互式水族箱展示系統(tǒng)。
[0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為:
一種智能交互式水族箱展示系統(tǒng)，包括:水族箱、觸摸交互屏、圖像采集部件以及交互數(shù)據(jù)處理部件，所述觸摸交互屏固定在水族箱的外表面上，所述觸摸交互屏、圖像采集部件均與所述交互數(shù)據(jù)處理部件相連；所述觸摸交互屏用于接收對(duì)水族箱內(nèi)觀賞魚(yú)的選定操作并生成位置信息，通過(guò)所述圖像采集部件實(shí)時(shí)采集當(dāng)前水族箱內(nèi)的整體圖像，所述交互數(shù)據(jù)處理部件接收所述位置信息以及所述整體圖像識(shí)別所選定的目標(biāo)觀賞魚(yú)，并將與目標(biāo)觀賞魚(yú)對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)交互信息顯示在觸摸交互屏上。
[0005]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn):所述交互數(shù)據(jù)處理部件包括圖像識(shí)別單元和交互信息輸出單元，所述圖像識(shí)別單元接收所述位置信息以及所述整體圖像進(jìn)行圖像識(shí)別，輸出識(shí)別出的目標(biāo)觀賞魚(yú)，通過(guò)所述交互信息輸出單元查找出與目標(biāo)觀賞魚(yú)對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)交互信息并輸出至觸摸交互屏進(jìn)行顯示。
[0006]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn):所述交互數(shù)據(jù)處理部件還包括語(yǔ)音交互單元，所述語(yǔ)音交互單元與所述圖像識(shí)別單元連接；所述語(yǔ)音交互單元接收語(yǔ)音交互請(qǐng)求并進(jìn)行語(yǔ)音識(shí)別，將與識(shí)別出的交互請(qǐng)求類型、圖像識(shí)別單元輸出的目標(biāo)觀賞魚(yú)對(duì)應(yīng)的交互信息輸出。
[0007]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn):所述交互數(shù)據(jù)處理部件還包括目標(biāo)跟蹤單元，所述目標(biāo)跟蹤單元與所述圖像識(shí)別單元連接，對(duì)圖像識(shí)別單元識(shí)別出的目標(biāo)觀賞魚(yú)進(jìn)行目標(biāo)跟足示O
[0008]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn):所述目標(biāo)跟蹤單元為基于TLD算法的目標(biāo)跟蹤器。
[0009]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn):所述圖像識(shí)別單元采用基于貝葉斯分類器的圖像識(shí)別部件。
[0010]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn):所述觸摸交互屏包括透明顯示屏與紅外線觸摸屏。
[0011 ] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn):還包括LED燈板，所述LED燈板的燈光照射端朝向所述觸摸交互屏。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
I)本發(fā)明通過(guò)觸摸交互屏接收觀賞魚(yú)的選定操作生成位置信息，同時(shí)由圖像采集部件采集當(dāng)前水族箱內(nèi)的整體圖像，交互數(shù)據(jù)處理部件通過(guò)位置信息以及水族箱的整體圖像識(shí)別出所選定的目標(biāo)觀賞魚(yú)，對(duì)應(yīng)的交互信息通過(guò)觸摸交互屏顯示出來(lái)，觀賞者不需要依賴人工的解說(shuō)便可了解到所需要了解的信息，實(shí)現(xiàn)觀賞者與水族箱內(nèi)觀賞魚(yú)的智能交互，提高了水族箱的展示效果以及趣味性。
[0013]2)本發(fā)明通過(guò)語(yǔ)音交互單元接收并響應(yīng)觀賞者的語(yǔ)音交互請(qǐng)求，使得觀賞者不需要手動(dòng)操作就可以實(shí)現(xiàn)與水族箱內(nèi)觀賞魚(yú)的互動(dòng)；通過(guò)目標(biāo)跟蹤單元對(duì)目標(biāo)觀賞魚(yú)進(jìn)行跟蹤，使觀賞者能夠直觀的了解到目標(biāo)觀賞魚(yú)的實(shí)時(shí)狀態(tài)，能夠進(jìn)一步提高水族箱的展示效果以及互動(dòng)性能。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是本實(shí)施例智能交互式水族箱展示系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2是本實(shí)施例中水族箱與圖像采集部件的安裝原理示意圖。
[0016]圖3是本發(fā)明智能交互式水族箱展示系統(tǒng)在具體實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖4是本發(fā)明智能交互式水族箱展示系統(tǒng)在具體實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0018]圖5是本發(fā)明智能交互式水族箱展示系統(tǒng)在具體實(shí)施例中的實(shí)現(xiàn)流程示意圖。
[0019]圖6是本發(fā)明具體實(shí)施例中語(yǔ)音交互的實(shí)現(xiàn)原理示意圖。
[0020]圖例說(shuō)明:
1、水族箱；2、觸摸交互屏；3、圖像采集部件；4、交互數(shù)據(jù)處理部件；41、圖像識(shí)別單元；42、交互信息輸出單元；43、語(yǔ)音交互單元；44、目標(biāo)跟蹤單元。

【具體實(shí)施方式】
[0021]以下結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖和具體優(yōu)選的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述，但并不因此而限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0022]如圖1所示，本實(shí)施例智能交互式水族箱展示系統(tǒng)包括水族箱1、觸摸交互屏2、圖像采集部件3以及交互數(shù)據(jù)處理部件4，觸摸交互屏2固定在水族箱I的外表面上，觸摸交互屏2、圖像采集部件3均與交互數(shù)據(jù)處理部件4相連。觸摸交互屏2用于接收對(duì)水族箱I內(nèi)觀賞魚(yú)的選定操作并生成位置信息，通過(guò)圖像采集部件3實(shí)時(shí)采集當(dāng)前水族箱I內(nèi)的整體圖像，交互數(shù)據(jù)處理部件接收位置信息以及整體圖像識(shí)別所選定的目標(biāo)觀賞魚(yú)，并將與目標(biāo)觀賞魚(yú)對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)交互信息顯示在觸摸交互屏上。
[0023]本實(shí)施例中，觸摸交互屏2包括透明顯示屏與紅外線觸摸屏，實(shí)現(xiàn)交互信息顯示以及與觀賞者之間的交互操作。水族箱I為透明的器皿，觸摸交互屏2固定貼合在水族箱I的正前方表面(朝向觀賞者的展示面)上，水族箱I內(nèi)的景象能夠透過(guò)觸摸交互屏2完整的呈現(xiàn)，觸摸交互屏2也可以根據(jù)實(shí)際需求固定在水族箱I的其他便于觀賞者交互操作的表面上。
[0024]如圖2所示，本實(shí)施例中圖像采集部件3為攝像頭，攝像頭安裝于水族箱I的正后方且間隔水族箱I 一定的距離，使得通過(guò)攝像頭能夠定位整個(gè)水族箱1，即攝像頭的攝像范圍(如圖中虛線所示)需要包括水族箱I的整個(gè)面以捕獲水族箱I內(nèi)的整體圖像，攝像頭的安裝距離則根據(jù)攝像頭的廣角確定，攝像頭也可以根據(jù)實(shí)際需求調(diào)整安裝位置。
[0025]本實(shí)施例中，交互數(shù)據(jù)處理部件4包括圖像識(shí)別單元41和交互信息輸出單元42，圖像識(shí)別單元41接收位置信息以及整體圖像進(jìn)行圖像識(shí)別，輸出識(shí)別出的目標(biāo)觀賞魚(yú)，通過(guò)交互信息輸出單元42查找出與目標(biāo)觀賞魚(yú)對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)交互信息并輸出至觸摸交互屏2進(jìn)行顯示。交互信息可根據(jù)需要設(shè)置為產(chǎn)地、名稱、年齡以及習(xí)性等信息，將各觀賞魚(yú)對(duì)應(yīng)的交互信息預(yù)先存儲(chǔ)在交互信息數(shù)據(jù)庫(kù)中，圖像識(shí)別單元41識(shí)別出目標(biāo)觀賞魚(yú)后，交互信息輸出單元42通過(guò)查詢交互信息數(shù)據(jù)庫(kù)就能夠獲取得到對(duì)應(yīng)的交互信息，再以文字或其他形式通過(guò)觸摸交互屏2的透明顯示屏顯示出來(lái)。本實(shí)施例中圖像識(shí)別單元41具體采用基于貝葉斯分類器的圖像識(shí)別部件。
[0026]當(dāng)觀賞者需要了解水族箱I內(nèi)某觀賞魚(yú)的信息時(shí)，點(diǎn)擊觸摸交互屏2相應(yīng)位置選定所需要了解的觀賞魚(yú)，觸摸交互屏2接收到選定操作后生成所選定觀賞魚(yú)對(duì)應(yīng)的位置信息，并將該位置信息發(fā)送給交互數(shù)據(jù)處理部件4 ;同時(shí)由圖像采集部件3實(shí)時(shí)采集當(dāng)前水族箱I內(nèi)的整體圖像，并將該整體圖像發(fā)送給交互數(shù)據(jù)處理部件4 ;交互數(shù)據(jù)處理部件4接收到位置信息及整體圖像后進(jìn)行圖像識(shí)別，識(shí)別出對(duì)應(yīng)位置信息處的目標(biāo)觀賞魚(yú)，再將與目標(biāo)觀賞魚(yú)對(duì)應(yīng)的交互信息通過(guò)觸摸交互屏2顯示出來(lái)。
[0027]本實(shí)施例將水族箱I中的真實(shí)景象投射到觸摸交互屏2上，結(jié)合觸摸交互屏2、圖像采集部件3以及交互數(shù)據(jù)處理部件4實(shí)現(xiàn)水族箱I內(nèi)景象的模擬，觀賞者通過(guò)觸摸交互屏2與模擬的虛擬景象進(jìn)行互動(dòng)，提供真實(shí)的互動(dòng)情景，從而實(shí)現(xiàn)“現(xiàn)實(shí)-虛擬-現(xiàn)實(shí)”的全新交互模式。通過(guò)將水族箱內(nèi)的真實(shí)景象與模擬的虛擬景象結(jié)合起來(lái)，能夠提供多元化、多視角的更為豐富的全方位交互體驗(yàn)方式，實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)實(shí)中無(wú)法進(jìn)行交互的觀賞魚(yú)之間的虛擬交互，觀賞者在娛樂(lè)的同時(shí)還可以根據(jù)需求了解觀賞魚(yú)的種類、習(xí)性等信息，大大提高了水族箱I的展示效果，同時(shí)具有趣味性，使得單調(diào)的水族箱I具有奇幻多采的展示內(nèi)容。
[0028]本實(shí)施例中，交互數(shù)據(jù)處理部件4還包括語(yǔ)音交互單元43，語(yǔ)音交互單元43與圖像識(shí)別單元41連接；語(yǔ)音交互單元43接收語(yǔ)音交互請(qǐng)求并進(jìn)行語(yǔ)音識(shí)別，將與識(shí)別出的交互請(qǐng)求類型、圖像識(shí)別單元41輸出的目標(biāo)觀賞魚(yú)對(duì)應(yīng)的交互信息輸出。語(yǔ)音交互請(qǐng)求可根據(jù)需求進(jìn)行設(shè)置，例如詢問(wèn)觀賞魚(yú)產(chǎn)地、年齡的請(qǐng)求等，進(jìn)行語(yǔ)音識(shí)別后將對(duì)應(yīng)的觀賞魚(yú)產(chǎn)地、年齡顯示在觸摸交互屏2上或通過(guò)語(yǔ)音合成輸出。通過(guò)語(yǔ)音交互，觀賞者不需要手動(dòng)操作就可實(shí)現(xiàn)與目標(biāo)觀賞魚(yú)的互動(dòng)，了解更多觀賞魚(yú)的信息。
[0029]本實(shí)施例中，交互數(shù)據(jù)處理部件4還包括目標(biāo)跟蹤單元44，目標(biāo)跟蹤單元44與圖像識(shí)別單元41連接，對(duì)圖像識(shí)別單元41識(shí)別出的目標(biāo)觀賞魚(yú)進(jìn)行目標(biāo)跟蹤。通過(guò)對(duì)目標(biāo)觀賞魚(yú)的跟蹤，使觀賞者能夠直觀的了解到目標(biāo)觀賞魚(yú)的實(shí)時(shí)狀態(tài)，能夠進(jìn)一步提高水族箱的展示效果以及互動(dòng)性能。本實(shí)施例中目標(biāo)跟蹤單元44具體采用基于TLD算法的目標(biāo)跟蹤器。
[0030]本實(shí)施例中，還包括LED燈板，LED燈板的燈光照射端朝向觸摸交互屏2。通過(guò)LED燈板給觸摸交互屏2的透明顯示屏進(jìn)行補(bǔ)光，使得可應(yīng)用在環(huán)境較暗的室內(nèi)環(huán)境中。
[0031]如圖3、4所示，本發(fā)明的一種具體實(shí)施例包括透明顯示屏、紅外線觸摸框、攝像頭、麥克風(fēng)、音響、LED光板以及后臺(tái)的中央處理器(CPU)，由透明顯示屏、紅外線觸摸框構(gòu)成交互界面，通過(guò)交互界面接收并響應(yīng)點(diǎn)擊事件、顯示交互信息，攝像頭用于采集水族箱I內(nèi)的整體圖像、麥克風(fēng)用于采集語(yǔ)音交互請(qǐng)求，中央處理器(CPU)進(jìn)行交互數(shù)據(jù)處理，輸出的交互信息通過(guò)透明顯示屏顯示或經(jīng)過(guò)語(yǔ)音合成后由音響播放，LED光板為水族箱I進(jìn)行補(bǔ)光。中央處理器具體包括圖像識(shí)別部分、語(yǔ)音交互部分以及目標(biāo)跟蹤部分，圖像識(shí)別部分包括離線訓(xùn)練以及在線識(shí)別，目標(biāo)跟蹤部分包括跟蹤、學(xué)習(xí)以及檢測(cè)，語(yǔ)音交互部分包括語(yǔ)音識(shí)別以及語(yǔ)音合成，具體實(shí)現(xiàn)時(shí)可通過(guò)將圖像識(shí)別部分、目標(biāo)跟蹤部分打包為動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)DLL并通過(guò)CLR的方式提供與語(yǔ)音交互部分、交互界面之間的調(diào)用接口。
[0032]如圖5所示，當(dāng)交互界面接收到點(diǎn)擊事件時(shí)，紅外線觸摸框生成位置信息，由攝像頭捕捉水族箱I內(nèi)的整體圖像，中央處理器截取位置信息并接收攝像頭捕捉的圖像，進(jìn)行圖像識(shí)別后得到識(shí)別結(jié)果，并對(duì)目標(biāo)觀賞魚(yú)進(jìn)行目標(biāo)跟蹤，返回跟蹤坐標(biāo)，如果識(shí)別結(jié)果大于0，則繼續(xù)讀取跟蹤坐標(biāo)進(jìn)行持續(xù)跟蹤。
[0033]如圖6所示，當(dāng)識(shí)別出目標(biāo)觀賞魚(yú)后同時(shí)通過(guò)交互式界面采集到語(yǔ)音交互請(qǐng)求，通過(guò)識(shí)別語(yǔ)音交互請(qǐng)求類型返回對(duì)應(yīng)的交互信息，語(yǔ)音交互請(qǐng)求包括年齡、名字等。
[0034]本實(shí)施例中水族箱也可以為普通魚(yú)缸等其他器皿，其原理與上述一致，不再進(jìn)行贅述。
[0035]上述只是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制。雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍的情況下，都可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動(dòng)和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化及修飾，均應(yīng)落在本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種智能交互式水族箱展示系統(tǒng)，其特征在于包括:水族箱(I)、觸摸交互屏(2)、圖像采集部件(3)以及交互數(shù)據(jù)處理部件(4)，所述觸摸交互屏(2)固定在水族箱(I)的外表面上，所述觸摸交互屏(2 )、圖像采集部件(3 )均與所述交互數(shù)據(jù)處理部件(4 )相連；所述觸摸交互屏(2)用于接收對(duì)水族箱(I)內(nèi)觀賞魚(yú)的選定操作并生成位置信息，通過(guò)所述圖像采集部件(3)實(shí)時(shí)采集當(dāng)前水族箱(I)內(nèi)的整體圖像，所述交互數(shù)據(jù)處理部件(4)接收所述位置信息以及所述整體圖像識(shí)別所選定的目標(biāo)觀賞魚(yú)，并將與目標(biāo)觀賞魚(yú)對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)交互信息顯示在觸摸交互屏(2)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能交互式水族箱展示系統(tǒng)，其特征在于:所述交互數(shù)據(jù)處理部件(4)包括圖像識(shí)別單元(41)和交互信息輸出單元(42)，所述圖像識(shí)別單元(41)接收所述位置信息以及所述整體圖像進(jìn)行圖像識(shí)別，輸出識(shí)別出的目標(biāo)觀賞魚(yú)，通過(guò)所述交互信息輸出單元(42)查找出與目標(biāo)觀賞魚(yú)對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)交互信息并輸出至觸摸交互屏(2)進(jìn)行顯示。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能交互式水族箱展示系統(tǒng)，其特征在于:所述交互數(shù)據(jù)處理部件(4)還包括語(yǔ)音交互單元(43)，所述語(yǔ)音交互單元(43)與所述圖像識(shí)別單元(41)連接；所述語(yǔ)音交互單元(43)接收語(yǔ)音交互請(qǐng)求并進(jìn)行語(yǔ)音識(shí)別，將與識(shí)別出的交互請(qǐng)求類型、圖像識(shí)別單元(41)輸出的目標(biāo)觀賞魚(yú)對(duì)應(yīng)的交互信息輸出。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的智能交互式水族箱展示系統(tǒng)，其特征在于:所述交互數(shù)據(jù)處理部件(4)還包括目標(biāo)跟蹤單元(44)，所述目標(biāo)跟蹤單元(44)與所述圖像識(shí)別單元(41)連接，對(duì)圖像識(shí)別單元(41)識(shí)別出的目標(biāo)觀賞魚(yú)進(jìn)行目標(biāo)跟蹤。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的智能交互式水族箱展示系統(tǒng)，其特征在于:所述目標(biāo)跟蹤單元(44)為基于TLD算法的目標(biāo)跟蹤器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的智能交互式水族箱展示系統(tǒng)，其特征在于:所述圖像識(shí)別單元(41)采用基于貝葉斯分類器的圖像識(shí)別部件。
7.根據(jù)權(quán)利要求1?6中任意一項(xiàng)所述的智能交互式水族箱展示系統(tǒng)，其特征在于:所述觸摸交互屏(2)包括透明顯示屏與紅外線觸摸屏。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的智能交互式水族箱展示系統(tǒng)，其特征在于:還包括LED燈板，所述LED燈板的燈光照射端朝向所述觸摸交互屏(2)。
【文檔編號(hào)】G06F3/0488GK104375778SQ201410684453
【公開(kāi)日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2014年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月25日
【發(fā)明者】肖雄仁, 徐成, 秦云川, 李瑞輝, 李蕊, 肖歡, 孫曉芳, 歐陽(yáng)力多 申請(qǐng)人:湖南大學(xué)