專利名稱：新型觸摸屏設(shè)備的校準(zhǔn)方法及其校準(zhǔn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及觸摸屏技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種新型觸摸屏設(shè)備的校準(zhǔn)方法 及其校準(zhǔn)裝置。
背景技術(shù)：
觸摸屏作為一種成熟的人機(jī)交互設(shè)備在很多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。現(xiàn)有的
觸摸屏技術(shù)的實(shí)現(xiàn)主要包括電阻式、電容式、攝像頭、紅外線等實(shí)現(xiàn)方式。 其中，以紅外觸摸屏為例，其基本結(jié)構(gòu)是在一個(gè)顯示表面四周邊緣按照一定 的順序安裝若干對(duì)紅外發(fā)射元件和紅外接收元件。這些紅外發(fā)射元件和紅外 接收元件按照 一"""對(duì)應(yīng)的方式組成發(fā)射接收對(duì)，沿著顯示表面的邊緣構(gòu)成一 個(gè)互相垂直的發(fā)射接收陣列，各紅外發(fā)射元件發(fā)射的紅外光線在顯示表面構(gòu) 成柵格結(jié)構(gòu)，在微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的控制下按照一定的順序接通每一對(duì)紅外發(fā) 射元件和紅外接收元件，檢測每一對(duì)紅外發(fā)射元件和紅外接收元件之間的紅 外光線是否被阻斷，以此來判斷是否有觸摸事件發(fā)生，并根據(jù)觸摸發(fā)生的柵 格節(jié)點(diǎn)位置計(jì)算觸摸事件發(fā)生的位置坐標(biāo)。
安裝好觸摸屏設(shè)備后，需要在設(shè)備投入使用之前對(duì)該觸摸屏設(shè)備進(jìn)行校 準(zhǔn)。對(duì)于采用不同原理的觸摸屏設(shè)備，如電阻式觸摸屏、電容式觸摸屏等， 其坐標(biāo)計(jì)算方法與紅外觸摸屏基本類似，都需要檢測橫向和縱向的坐標(biāo)，以 組合出實(shí)際唯一的二維坐標(biāo)，通過校準(zhǔn)所得出的參數(shù)來計(jì)算在顯示設(shè)備中的 實(shí)際坐標(biāo)。
對(duì)于采用紅外定位技術(shù)和攝像頭定位技術(shù)的新型觸摸屏設(shè)備來說，校準(zhǔn) 包括對(duì)紅外部分的校準(zhǔn)和對(duì)攝像頭部分的校準(zhǔn)。在對(duì)攝像頭部分的校準(zhǔn)過程 中，由于可能出現(xiàn)圖像變形的緣故，所以需要先對(duì)拍攝的圖像進(jìn)行校準(zhǔn)，如 果鏡頭的中心軸不能垂直于光學(xué)器件表面，就會(huì)有一定的角度誤差，而不同鏡頭引起的誤差值也不相同，而對(duì)鏡頭的校準(zhǔn)參數(shù)還包含拍攝物的距離，距 離不同誤差值也不一樣，所以校準(zhǔn)算法需要考慮安裝位置、中心軸線的角度
等；然后再從已校準(zhǔn)的圖像中提取角度位置信息，來進(jìn)行定位校準(zhǔn)。這樣的 過程中，安裝位置需要較高的要求才能降低對(duì)計(jì)算坐標(biāo)的精度的影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種新型觸摸屏設(shè)備的校準(zhǔn)方法和校準(zhǔn)裝置，對(duì) 采用紅外定位技術(shù)和攝像定位技術(shù)結(jié)合的新型觸摸屏設(shè)備進(jìn)行校準(zhǔn)時(shí)，對(duì)攝 像頭的安裝位置無特殊要求，同時(shí)校準(zhǔn)的結(jié)果不會(huì)因安裝位置不同而產(chǎn)生誤 差。
本發(fā)明提出的新型觸摸屏設(shè)備的校準(zhǔn)方法，包含以下步驟
步驟一，檢測移動(dòng)的第一觸摸點(diǎn)，并根據(jù)接收的掃描周期信號(hào)記錄所述第 一觸摸點(diǎn)的坐標(biāo)和攝像頭檢測位置；
步驟二，檢測移動(dòng)的第二觸摸點(diǎn)，并根據(jù)接收的掃描周期信號(hào)記錄所述第 二觸摸點(diǎn)的坐標(biāo)和攝像頭檢測位置；
步驟三，查找所述攝像頭檢測位置相同的所述第 一觸摸點(diǎn)和所述第二觸摸 點(diǎn)，獲取檢測位置對(duì)應(yīng)信息；
步驟四，將所述攝像頭檢測位置和所述檢測位置對(duì)應(yīng)信息進(jìn)行存儲(chǔ)。
本發(fā)明提出的新型觸摸屏設(shè)備的校準(zhǔn)裝置，包括
檢測模塊，用于觸摸點(diǎn)的檢測和信息的記錄；
數(shù)據(jù)處理才莫塊，用于信息的接收和數(shù)據(jù)的處理；
檢測模塊根據(jù)接收的掃描周期信號(hào)分別檢測移動(dòng)的第一觸摸點(diǎn)和移動(dòng)的第二觸摸點(diǎn)，并記錄下所述第一觸摸點(diǎn)的坐標(biāo)、所述第二觸摸點(diǎn)的坐標(biāo)和攝
像頭檢測位置；所迷檢測模塊將記錄結(jié)果發(fā)送至所述數(shù)據(jù)處理模塊，所述數(shù)
據(jù)處理模塊查找所述攝像頭檢測位置相同的第一觸摸點(diǎn)和第二觸摸點(diǎn)，并獲
取檢測位置對(duì)應(yīng)信息；所述數(shù)據(jù)處理模塊將所述攝像頭檢測位置和所述檢測 位置對(duì)應(yīng)信息進(jìn)行存儲(chǔ)。
本發(fā)明的技術(shù)方案是分別檢測移動(dòng)的第一觸摸點(diǎn)和第二觸摸點(diǎn)，記錄下觸 摸點(diǎn)坐標(biāo)信息及攝像頭檢測位置信息，然后查找攝像頭檢測位置相同的第一 觸摸點(diǎn)和第二觸摸點(diǎn)，獲取檢測位置對(duì)應(yīng)信息，將攝像頭檢測位置和檢測位 置對(duì)應(yīng)信息進(jìn)行存儲(chǔ)，最終形成攝像頭檢測位置和檢測位置對(duì)應(yīng)信息的查詢 庫。由于建立查詢庫的過程并不涉及到攝像頭的安裝，所以對(duì)攝像頭的安裝 位置無特殊要求。同時(shí)校準(zhǔn)的結(jié)果依賴于查詢庫中樣本的數(shù)量，即檢測的觸 摸點(diǎn)越多，精度越高；由于不存在安裝帶來的誤差，所以校準(zhǔn)的結(jié)果更不會(huì) 因安裝位置不同而產(chǎn)生誤差。所以本發(fā)明提出的新型觸摸屏設(shè)備的校準(zhǔn)方法 及其校準(zhǔn)裝置精度高，可以有效完成對(duì)新型觸摸屏設(shè)備的校準(zhǔn)。


圖l是本發(fā)明的新型觸摸屏設(shè)備校準(zhǔn)方法流程圖2是實(shí)施例1的新型觸摸屏設(shè)備的示意圖3是實(shí)施例l攝像頭拍攝及位置分析的原理示意圖4是實(shí)施例1紅外校準(zhǔn)示意圖5為實(shí)施例1攝像頭校準(zhǔn)示意圖6為實(shí)施3的新型觸摸屏設(shè)備的校準(zhǔn)裝置示意圖。
具體實(shí)施例方式
紅外定位技術(shù)和攝像定位技術(shù)結(jié)合的新型觸摸屏設(shè)備，工作過程一般為先通過紅外掃描獲取觸摸物的坐標(biāo)，但由于紅外掃描的原理性無法區(qū)分多個(gè)
觸摸點(diǎn)的組合情況只有一個(gè)觸摸點(diǎn)時(shí)，紅外發(fā)射模塊發(fā)射出的橫向和縱向 的紅外掃描線會(huì)被遮擋，此時(shí)紅外接收模塊能夠檢測到信號(hào)發(fā)生變化，可以 確定兩個(gè)掃描線的交點(diǎn)是實(shí)際的觸摸點(diǎn)；當(dāng)觸摸點(diǎn)的數(shù)目為至少兩個(gè)觸摸點(diǎn) 時(shí)，橫縱兩個(gè)方向最多都能檢測到N個(gè)遮擋點(diǎn)，這樣觸摸點(diǎn)的組合為A^個(gè)， 僅僅根據(jù)遮擋點(diǎn)數(shù)目無法判斷實(shí)際有多少個(gè)觸摸點(diǎn)以及各觸摸點(diǎn)的位置坐 標(biāo)，僅僅可以分析出所有可能的觸摸點(diǎn)組合。所以還需要通過攝像頭拍攝的 圖片中提取觸摸物的角度信息，以達(dá)到精確區(qū)分多個(gè)觸摸點(diǎn)。
同樣，該新型觸摸屏設(shè)備在投入使用前的校準(zhǔn)過程也因此分為兩部分， 一部分為紅外校準(zhǔn)，另一部分為攝像頭校準(zhǔn)。
本發(fā)明提出的新型觸摸屏的校準(zhǔn)方法，如圖1所示，同樣是需要紅外校 準(zhǔn)和攝像頭校準(zhǔn)兩部分。紅外校準(zhǔn)的方法可以與現(xiàn)有技術(shù)相同采用四點(diǎn)觸摸 來完成，也可以采用兩點(diǎn)觸摸來完成。其中，兩點(diǎn)觸摸的紅外校準(zhǔn)方案具體 為用戶觸摸第一預(yù)設(shè)點(diǎn)獲得第一觸摸點(diǎn)坐標(biāo)，然后繼續(xù)觸摸第二預(yù)設(shè)點(diǎn)獲 得第二觸摸點(diǎn)坐標(biāo)。
而攝像頭校準(zhǔn)則分為以下幾個(gè)步驟
步驟一，檢測移動(dòng)的第一觸摸點(diǎn)，并根據(jù)接收的掃描周期信號(hào)記錄第一觸 摸點(diǎn)的坐標(biāo)和攝像頭檢測位置。在步驟一進(jìn)行前先選擇互不相交的第 一曲線 或直線和第二曲線或直線，并且這兩條曲線能夠覆蓋攝像頭所能拍攝的最大 區(qū)域。為了描述的方便，所以將兩條曲線命名為第一曲線和第二曲線。觸摸 點(diǎn)的動(dòng)作可以是用戶觸摸來人工實(shí)現(xiàn)，也可以增加外加設(shè)備實(shí)現(xiàn)機(jī)器觸摸。 但無論人工觸摸或者機(jī)器觸摸，觸摸的軌跡都是沿著曲線慢慢劃過，所以觸 摸點(diǎn)是移動(dòng)的點(diǎn)。在步驟一中是觸摸點(diǎn)是沿著第一曲線移動(dòng)。同時(shí)掃描周期 是在新型觸摸屏設(shè)備中預(yù)先設(shè)置的紅外掃描周期，新型觸摸屏設(shè)備按照固定 的掃描周期對(duì)當(dāng)前的觸摸點(diǎn)進(jìn)行采樣，以記錄當(dāng)前觸摸點(diǎn)的坐標(biāo)信息和當(dāng)前攝像頭檢測位置。對(duì)于單個(gè)觸摸點(diǎn)，紅外掃描很容易確定當(dāng)前該觸摸點(diǎn)的坐
標(biāo)信息；而攝像頭也是隨著觸摸位置的移動(dòng)而移動(dòng)，在接收到掃描周期信號(hào) 的同時(shí)進(jìn)行拍攝，由拍攝的圖像中可以獲取對(duì)應(yīng)當(dāng)前觸摸位置的攝像頭檢測 位置。
步驟二，檢測移動(dòng)的第二觸摸點(diǎn)，并根據(jù)接收的掃描周期信號(hào)記錄第二觸 摸點(diǎn)的坐標(biāo)和攝像頭檢測位置。此步驟和步驟一大致相同，觸摸點(diǎn)是沿著第 二曲線移動(dòng)，在第二條曲線上進(jìn)行采樣和記錄當(dāng)前觸摸點(diǎn)的坐標(biāo)信息和當(dāng)前 攝像頭檢測位置。
步驟三，查找攝像頭檢測位置相同的第一觸摸點(diǎn)和第二觸摸點(diǎn)，并獲取檢 測位置對(duì)應(yīng)信息。檢測位置對(duì)應(yīng)信息包含兩種第一種是對(duì)應(yīng)該攝像頭檢測 位置的觸摸點(diǎn)坐標(biāo)；第二種是對(duì)應(yīng)該攝像頭檢測位置的直線方程。觸摸點(diǎn)坐 標(biāo)從步驟一和步驟二的記錄可以直接獲得，但直線方程卻需要計(jì)算得出。計(jì) 算直線方程的過程大致為從步驟一和步驟二的記錄容易看出，存在攝像頭 檢測位置相同的第一觸摸點(diǎn)和第二觸摸點(diǎn)，即同 一個(gè)攝像頭檢測位置可以對(duì) 應(yīng)紅外掃描的兩個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)；所以從記錄結(jié)果中，查找出攝像頭檢測位置相同 的第一觸摸點(diǎn)和第二觸摸點(diǎn)后，按照兩點(diǎn)構(gòu)成一條直線，可以通過兩個(gè)觸摸 點(diǎn)的坐標(biāo)計(jì)算得到一個(gè)直線方程，而這個(gè)直線方程所表示的直線對(duì)應(yīng)著同一 個(gè)攝像頭檢測位置。
步驟四，將攝像頭檢測位置和檢測位置對(duì)應(yīng)信息進(jìn)行存儲(chǔ)。由于采樣過程 是按照掃描周期固定時(shí)刻進(jìn)行，最后可以得到一系列的采樣結(jié)果。將攝^^頭 檢測位置和檢測位置對(duì)應(yīng)信息進(jìn)行存儲(chǔ)，由此可以建立一個(gè)攝像頭^:測位置 和對(duì)應(yīng)的直線的查詢庫。前述中已經(jīng)提及存在兩種檢測位置對(duì)應(yīng)信息，分別 為觸摸點(diǎn)的坐標(biāo)和直線方程。所以建立的查詢庫可以是包含4聶像頭檢測位置、 對(duì)應(yīng)此攝像頭檢測位置的第一觸摸點(diǎn)坐標(biāo)和第二觸摸點(diǎn)坐標(biāo)的查詢庫；也可 以是包含攝像頭檢測位置和對(duì)應(yīng)的直線方程的查詢庫。
9實(shí)施例1:
如圖2所示，圖2是本實(shí)施例的新型觸摸屏設(shè)備的示意圖，四周設(shè)有紅 外發(fā)射模塊和接收模塊，由橫、縱兩個(gè)方向的紅外掃描線組成了紅外掃描網(wǎng)。 101是攝像裝置；102是其中一個(gè)觸摸點(diǎn)；103、 104是縱向和橫向上擋住的光 束，也是紅外掃描用以判斷觸摸位置的根據(jù)；105是攝像頭到觸摸點(diǎn)的直線。 其中，攝像頭可以安放在任意一個(gè)地方或者角落，只需該攝像頭能夠拍攝到 整個(gè)紅外掃描網(wǎng)。攝像頭鏡頭的光軸中心線最好平行于紅外掃描網(wǎng)構(gòu)成的平 面，或者該光軸中心線可以直接位于該平面內(nèi)。紅外觸摸屏的邊框上設(shè)有低 反光的材料，而攝像頭處設(shè)有輔助光源。觸摸時(shí)觸摸物反射光線，然后造成 拍攝的圖片中出現(xiàn)亮斑，最終可以從拍攝的圖像中提取到相對(duì)位置信息。
如圖3所示，圖3是本實(shí)施例攝像頭拍攝及位置分析的原理示意圖。201 是紅外掃描平面；202是與201平行的攝像頭中心軸線所在的平面；203是攝 像頭中心軸線；204、 205是攝像頭拍攝范圍的最邊緣，它們構(gòu)成了拍攝平面； 206是垂直于顯示平面的直線；207是觸摸物，在攝像頭中拍攝到的是觸摸物 的亮斑；208是攝像頭拍攝的圖片；209是攝像頭模塊提取的觸摸物位置信息。
對(duì)上述新型觸摸屏設(shè)備的校準(zhǔn)，分為紅外校準(zhǔn)和攝像頭校準(zhǔn)。如圖4所 示，圖4是紅外校準(zhǔn)示意圖，301、 302、 303、 304分別是四個(gè)預(yù)設(shè)的校準(zhǔn)點(diǎn)， 校準(zhǔn)時(shí)依次觸摸這四個(gè)點(diǎn)完成校準(zhǔn)過程。使用的校準(zhǔn)算法與現(xiàn)有技術(shù)相同。
如圖5所示，圖5為本實(shí)施例攝像頭校準(zhǔn)示意圖。在圖5中，401即為任 意選擇的第一曲線，402即為任意選^t奪的第二曲線。
步驟一，檢測在401上移動(dòng)的第一觸摸點(diǎn)，并根據(jù)接收的掃描周期信號(hào) 記錄第一觸摸點(diǎn)的坐標(biāo)和攝像頭檢測位置。在本實(shí)施例中用戶觸摸沿401曲 線慢慢滑過，403即為移動(dòng)的第一觸摸點(diǎn)，紅外掃描檢測到的觸摸點(diǎn)403坐標(biāo) 為403 (Px, Py)。因?yàn)橛|摸點(diǎn)一直在變化，所以根據(jù)每次接收的掃描周期信 號(hào)所采集的觸摸點(diǎn)403的橫、縱坐標(biāo)值也要變化。同時(shí)記錄的數(shù)據(jù)還包括攝 像頭檢測位置，攝像頭檢測位置可以用自然數(shù)標(biāo)識(shí)，即用從0至i表示第1個(gè)位置到第i+l個(gè)位置。這樣，在攝像頭檢測位置為0時(shí)，對(duì)應(yīng)的觸摸點(diǎn)坐 標(biāo)為403 (Px， Py);在攝像頭檢測位置為i時(shí)，對(duì)應(yīng)的觸摸點(diǎn)坐標(biāo)為403 (Px+i, Py+i )。
步驟二，檢測在402上移動(dòng)的第二觸摸點(diǎn)，并根據(jù)接收的掃描周期信號(hào) 記錄第二觸摸點(diǎn)的坐標(biāo)和攝像頭檢測位置。與步驟一相同，用戶觸摸沿402 曲線慢慢滑過，404即為移動(dòng)的第二觸摸點(diǎn)，紅外掃描纟企測到的觸摸點(diǎn)404坐 標(biāo)為404 (Px, Py)。同時(shí)記錄的數(shù)據(jù)還包括用自然數(shù)標(biāo)識(shí)的攝像頭檢測位 置，用從0至i表示第1個(gè)位置到第i+l個(gè)位置。
步驟三，查找攝像頭檢測位置相同的第一觸摸點(diǎn)和第二觸摸點(diǎn)，并獲取 該第一觸摸點(diǎn)的坐標(biāo)和第二觸摸點(diǎn)的坐標(biāo)。在圖5中，405是攝像頭拍攝到的 圖像，406是圖像中觸摸物，提取的位置信息為407。從前述兩個(gè)步驟的記錄 結(jié)果中，查找攝像頭檢測位置相同的兩個(gè)觸摸點(diǎn)，例如，本實(shí)施例中，對(duì)應(yīng) 攝像頭檢測位置為O的兩個(gè)觸摸點(diǎn)坐標(biāo)分別為403 (Px， Py)和404 (Px, Py )。
步驟四，將攝像頭檢測位置、第一觸摸點(diǎn)的坐標(biāo)和第二觸摸點(diǎn)的坐標(biāo)進(jìn) 行存儲(chǔ)。存儲(chǔ)的目的在于建立起一個(gè)查詢庫，該查詢庫包含攝像頭檢測及檢 測位置對(duì)應(yīng)信息。
例如，攝像頭檢測位置為O時(shí)，兩個(gè)觸摸點(diǎn)的坐標(biāo)分別為403 (Px, Py) 和404 (Px, Py );
攝像頭檢測位置為1時(shí)，兩個(gè)觸摸點(diǎn)的坐標(biāo)分別為403 (Px+1， Py+1 )和 404 (Px+1， Py+1);
攝像頭檢測位置為2時(shí)，兩個(gè)觸摸點(diǎn)的坐標(biāo)分別為403 (Px+2， Py+2)和 404 (Px+2， Py+2 );
攝像頭檢測位置為i時(shí)，兩個(gè)觸摸點(diǎn)的坐標(biāo)分別為403 (Px+i， Py+i )和 404 ( Px+i, Py+i )。
由于上迷建立的查詢庫是以觸摸點(diǎn)的坐標(biāo)作為檢測位置對(duì)應(yīng)信息，在使用該查詢庫時(shí)則需要額外增加一個(gè)過程，即根據(jù)這些觸摸點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算出直線 方程，使用不夠直觀。
作為上述實(shí)施例的進(jìn)一步改進(jìn)，提出一個(gè)較優(yōu)的技術(shù)方案。該方案同樣 保留上述實(shí)施例的步驟一和步驟二，但對(duì)步驟三和步驟四做出一些改動(dòng)，具
體改動(dòng)如下
步驟三中，查找攝像頭檢測位置相同的第一觸摸點(diǎn)和第二觸摸點(diǎn)，并根 據(jù)第一觸摸點(diǎn)的坐標(biāo)和第二觸摸點(diǎn)的坐標(biāo)計(jì)算出直線方程。在圖5中，405是 攝像頭拍攝到的圖像，406是圖像中觸摸物，提取的位置信息為407。例如， 對(duì)應(yīng)攝像頭檢測位置為0的兩個(gè)觸摸點(diǎn)坐標(biāo)分別為403 (Px， Py )和404 (Px， Py)。按照兩點(diǎn)構(gòu)成一條直線的原則，若兩個(gè)坐標(biāo)分別為(Xm， Ym)、 (Xn, Yn) 的點(diǎn)，可以形成以直線方程 Y=KX+B表示的直線，其中 K = -(Yn-Ym)/(Xn-Xm)， B = Ym-KxXm。所以對(duì)應(yīng)才聶像頭檢測位置為 0的直線為Y = KOX + BO。而攝像頭檢測位置同為為i的兩個(gè)觸摸點(diǎn)403 (Px+i, Py+i)和404 (Px+i, Py+i ),根據(jù)這兩個(gè)點(diǎn)計(jì)算得到的直線為以直 線方程Y = KiX + Bi表示的直線。
步驟四，將攝像頭檢測位置和直線方程進(jìn)行存儲(chǔ)。在步驟三中已經(jīng)獲得 一系列以直線方程表示的直線，而這些直線都是分別與攝像頭檢測位置對(duì)應(yīng) 的，所以將這些直線與攝像頭檢測位置的信息匯總起來，建立包含攝像頭檢 測位置和對(duì)應(yīng)該攝像頭檢測位置的直線的一個(gè)查詢庫。
例如，攝像頭檢測位置為O時(shí)，兩個(gè)觸摸點(diǎn)的坐標(biāo)分別為403 (Px, Py) 和404 (Px， Py)，對(duì)應(yīng)的為直線以Y^KOX + BO表示的直線；
攝像頭檢測位置為1時(shí)，兩個(gè)觸摸點(diǎn)的坐標(biāo)分別為403 (Px+1， Py+1 )和 404 (Px+1， Py+1),對(duì)應(yīng)的直線為以Y:K1X + B1表示的直線；
攝像頭檢測位置為2時(shí)，兩個(gè)觸摸點(diǎn)的坐標(biāo)分別為403 ( Px+2, Py+2 )和 404 (Px+2， Py+2),對(duì)應(yīng)的直線為Y = K2X + B2表示的直線；攝像頭檢測位置為i時(shí)，兩個(gè)觸摸點(diǎn)的坐標(biāo)分別為403 (Px+i, Py+i )和 404 (Px+i, Py+i)，對(duì)應(yīng)的直線為Y-KiX + Bi表示的直線；
按照上面的信息，可以建立查詢庫，這個(gè)查詢庫可以作為表格的形式儲(chǔ) 存于新型觸摸屏設(shè)備或計(jì)算機(jī)中。
本實(shí)施例的新型觸摸屏設(shè)備的校準(zhǔn)方法，采樣點(diǎn)的數(shù)目越多，精度越高， 為攝像頭計(jì)算角度信息時(shí)直接調(diào)用查詢庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢提供了便利，而 且可以不用考慮攝像頭安裝帶來的誤差，即使更換攝像頭也無影響。
實(shí)施例2:
本實(shí)施例仍然采用圖2中的新型觸摸屏設(shè)備，紅外校準(zhǔn)過程與實(shí)施例l相 同。攝像頭校準(zhǔn)的步驟一、二、三和四也與實(shí)施例l相同。
由于在任意選"^奪的兩條曲線上分開進(jìn)行觸摸點(diǎn)信息釆樣，這兩條曲線的軌 跡可以完全不同，只要滿足互不相交并且覆蓋攝像頭所能拍攝的最大區(qū)域即 可。所以在步驟一和步驟二的進(jìn)行過程中，記錄的結(jié)果很可能會(huì)出現(xiàn)以下情 況
第一種對(duì)應(yīng)一個(gè)4聶^^頭^r測位置，記錄的結(jié)果中既沒有對(duì)應(yīng)的第一觸4莫 點(diǎn)坐標(biāo)，也沒有對(duì)應(yīng)的第二觸摸點(diǎn)坐標(biāo)，這個(gè)不存在對(duì)應(yīng)第一觸摸點(diǎn)和第二 觸摸點(diǎn)的攝像頭檢測位置可以稱為空缺位置；
第二種是對(duì)應(yīng)一個(gè)攝像頭檢測位置，只記錄有第一觸摸點(diǎn)的坐標(biāo)而不存在 第二觸摸點(diǎn)的坐標(biāo)，這樣僅存在對(duì)應(yīng)的第 一觸摸點(diǎn)的攝像頭檢測位置即為空 缺位置；
第三種是對(duì)應(yīng)一個(gè)攝像頭檢測位置，只記錄有第二觸摸點(diǎn)的坐標(biāo)而不存在 第一觸摸點(diǎn)的坐標(biāo)，這樣僅存在對(duì)應(yīng)的第二觸摸點(diǎn)的攝像頭檢測位置也屬于 空缺位置。
無論是以上哪種情況，都可以通過對(duì)已獲得的點(diǎn)或直線的擬合，來得到空 缺位置的直線。
13對(duì)第一種情況，可以根據(jù)第一觸摸點(diǎn)的坐標(biāo)和第二觸摸點(diǎn)的坐標(biāo)擬合出空
缺位置的坐標(biāo)；根據(jù)空缺位置的坐標(biāo)計(jì)算該空缺位置的直線方程。具體為 根據(jù)紅外掃描時(shí)已經(jīng)采樣的坐標(biāo)，采用如最小二乘法等常用的數(shù)學(xué)方法來小 范圍擬合得到空缺位置的坐標(biāo)。根據(jù)坐標(biāo)計(jì)算直線方程的方法同樣依據(jù)兩點(diǎn) 構(gòu)成一線的原理，只要擬合得到足夠的點(diǎn)，即可根據(jù)這些點(diǎn)的坐標(biāo)計(jì)算出直 線方程。
針對(duì)第二和第三兩種情況，擬合包含兩種方式 一種是采用夾角等分來擬 合出空缺位置的直線方程。過程具體包括先根據(jù)直線方程計(jì)算空缺位置兩 側(cè)距離空缺位置最短的直線的夾角度數(shù)；再根據(jù)所述夾角度數(shù)對(duì)夾角進(jìn)行若 干等分，擬合得到所述空缺位置的直線方程。空缺位置兩側(cè)距離空缺位置最 短的直線即為離該空缺位置距離最近的兩條直線方程已知的直線，根據(jù)這兩 條直線的方程可以計(jì)算得到其夾角度數(shù)。在相鄰兩條曲線間角度很小的時(shí)候， 直接對(duì)這個(gè)夾角進(jìn)行若干等分形成直線。例如，若對(duì)應(yīng)攝像頭檢測位置為P 只存在 一 個(gè)觸摸點(diǎn)，則該觸摸點(diǎn)左右相鄰的兩條直線是距離空缺位置最短的 直線，這相鄰的兩條直線所對(duì)應(yīng)的攝像頭檢測位置為p-l和P+l，將對(duì)應(yīng)P-1 和p+l的兩條直線夾角做二等分，即可以按照等分的角度擬合獲得一條新的 直線，該直線即為對(duì)應(yīng)攝像頭檢測位置P的直線。在角度較小的情況下所擬 合的精度同樣可以達(dá)到很高。
擬合的另一種方式是根據(jù)角度分布規(guī)律來擬合出直線。具體包括根據(jù)直 線方程計(jì)算直線間的角度分布規(guī)律，并根據(jù)角度分布規(guī)律擬合得到空缺位置 的直線方程。在步驟三中計(jì)算得到一系列的直線方程，這些直線間的角度分 布規(guī)律通過對(duì)直線方程計(jì)算即可得出，然后按照角度分布規(guī)律擬合得到空缺 位置的直線方程。所以按照攝像頭檢測位置的相鄰曲線的角度分布規(guī)律來擬 合直線，這樣獲得的直線同樣能夠滿足精度要求。
以上三種坐標(biāo)或直線方程的擬合方法都是公知的對(duì)圖像進(jìn)行數(shù)學(xué)處理的方法，在此不再過多描述。本實(shí)施例2提出的新型觸摸屏設(shè)備的校準(zhǔn)方法， 通過對(duì)坐標(biāo)或直線的擬合來獲得空缺位置的直線方程，增加了查詢庫的信息 數(shù)量，進(jìn)而使得這種方法實(shí)施的精度更高。
實(shí)施例3
一種新型觸摸屏設(shè)備的校準(zhǔn)裝置，如圖6所示，包括檢測模塊和數(shù)據(jù) 處理模塊。
檢測模塊具體包含紅外部分和攝像頭部分紅外部分為在橫縱兩個(gè)方向 上排布的設(shè)有紅外元件的紅外觸摸檢測電路，構(gòu)成紅外觸摸檢測柵格，用來 分別確定觸摸點(diǎn)在檢測區(qū)域內(nèi)的位置；攝像頭部分為可以拍攝到整個(gè)檢測區(qū) 域的攝像頭裝置，用來確定觸摸點(diǎn)在檢測區(qū)域內(nèi)相對(duì)的位置，同時(shí)該攝像頭 裝置還可以包括外部輔助光源以提高拍攝的清晰度；根據(jù)選擇的鏡頭的角度 不同，攝像頭可以安裝在觸摸屏邊緣的任何位置，如果安裝在觸摸屏的角落 里選擇的90度鏡頭即可滿足，如果安裝在其他地方則需要180度的鏡頭，或 是采用其他光學(xué)處理方法以達(dá)到180度的拍攝范圍。紅外部分和攝像頭部分 一起構(gòu)成了檢測模塊。
數(shù)據(jù)處理模塊接收檢測模塊發(fā)送的記錄結(jié)果，具體是通過分別接收紅外 觸摸檢測電路與攝像頭裝置所獲取的數(shù)據(jù)，然后按照需要進(jìn)行處理。在本實(shí) 施例中，數(shù)據(jù)處理模塊需要查找出對(duì)應(yīng)同 一個(gè)攝像頭檢測位置的兩個(gè)觸摸點(diǎn) 的坐標(biāo)，然后根據(jù)這兩個(gè)觸摸點(diǎn)的坐標(biāo)計(jì)算出對(duì)應(yīng)這個(gè)攝像頭檢測位置的直 線方程，由此得到一系列的直線。數(shù)據(jù)處理模塊存儲(chǔ)攝像頭檢測位置和直線 方程，最終建立一個(gè)包含攝像頭檢測位置及其對(duì)應(yīng)直線的查詢庫。
該新型觸摸屏設(shè)備的校準(zhǔn)裝置的工作過程為
在檢測模塊中可以設(shè)定掃描周期。然后根據(jù)接收的掃描周期信號(hào)，檢測模 塊分別檢測移動(dòng)的第一觸摸點(diǎn)和移動(dòng)的第二觸摸點(diǎn)，并記錄下第一觸摸點(diǎn)和 第二觸摸點(diǎn)各自的坐標(biāo)，以及攝像頭檢測位置。檢測模塊將記錄結(jié)果發(fā)送至數(shù)據(jù)處理模塊，數(shù)據(jù)處理模塊查找出對(duì)應(yīng)相同攝像頭檢測位置的第 一觸摸點(diǎn) 和第二觸摸點(diǎn)，并獲取檢測位置對(duì)應(yīng)信息，數(shù)據(jù)處理模塊將攝像頭檢測位置 和檢測位置對(duì)應(yīng)信息進(jìn)行存儲(chǔ)，建立包含攝像頭檢測位置及檢測位置對(duì)應(yīng)信 息的查詢庫。
以上所述的本發(fā)明實(shí)施方式，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。任何 在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本 發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種新型觸摸屏設(shè)備的校準(zhǔn)方法，其特征在于，包括步驟一，檢測移動(dòng)的第一觸摸點(diǎn)，并根據(jù)接收的掃描周期信號(hào)記錄所述第一觸摸點(diǎn)的坐標(biāo)和攝像頭檢測位置；步驟二，檢測移動(dòng)的第二觸摸點(diǎn)，并根據(jù)接收的掃描周期信號(hào)記錄所述第二觸摸點(diǎn)的坐標(biāo)和攝像頭檢測位置；步驟三，查找所述攝像頭檢測位置相同的所述第一觸摸點(diǎn)和所述第二觸摸點(diǎn)，獲取檢測位置對(duì)應(yīng)信息；步驟四，將所述攝像頭檢測位置和所述檢測位置對(duì)應(yīng)信息進(jìn)行存儲(chǔ)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型觸摸屏設(shè)備的校準(zhǔn)方法，其特征在于，步驟三 獲取檢測位置對(duì)應(yīng)信息的過程具體包括獲取所述第一觸摸點(diǎn)的坐標(biāo)和所述第二觸摸點(diǎn)的坐標(biāo)；所述檢測位置對(duì)應(yīng) 信息包括所述第 一觸摸點(diǎn)的坐標(biāo)和所述第二觸摸點(diǎn)的坐標(biāo)；步驟四具體包括將所述攝像頭檢測位置、所述第一觸摸點(diǎn)的坐標(biāo)和所述 第二觸摸點(diǎn)的坐標(biāo)進(jìn)行存儲(chǔ)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的新型觸摸屏設(shè)備的校準(zhǔn)方法，其特征在于，步驟三 獲取檢測位置對(duì)應(yīng)信息的過程具體包括根據(jù)所述第一觸摸點(diǎn)的坐標(biāo)和所述第二觸摸點(diǎn)的坐標(biāo)計(jì)算出直線方程；所 述檢測位置對(duì)應(yīng)信息包括所述直線方程；步驟四具體包括將所述攝像頭檢測位置和所述直線方程進(jìn)行存儲(chǔ)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的新型觸摸屏設(shè)備的校準(zhǔn)方法，其特征在于，步驟三 之后還包含步驟根據(jù)所述第一觸摸點(diǎn)的坐標(biāo)和所述第二觸摸點(diǎn)的坐標(biāo)擬合出空缺位置的坐標(biāo)；所述空缺位置包括不存在對(duì)應(yīng)所述第一觸摸點(diǎn)和所述第二觸摸點(diǎn)的攝 像頭檢測位置；根據(jù)所述空缺位置的坐標(biāo)計(jì)算該空缺位置的直線方程。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的新型觸摸屏設(shè)備的校準(zhǔn)方法，其特征在于，步驟三 之后還包含步驟根據(jù)所述直線方程擬合出空缺位置的直線方程；所述空缺位置包括僅存在 對(duì)應(yīng)的所述第 一觸摸點(diǎn)的攝像頭檢測位置和僅存在對(duì)應(yīng)的所述第二觸摸點(diǎn)的 攝像頭檢測位置。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的新型觸摸屏設(shè)備的校準(zhǔn)方法，其特征在于，根據(jù)所 述直線方程擬合出空缺位置的直線方程的過程具體包括根據(jù)所述直線方程計(jì)算兩側(cè)距離所述空缺位置最短的直線的夾角度數(shù)；根據(jù)所述夾角度數(shù)對(duì)夾角進(jìn)行若千等分，擬合得到所述空缺位置的直線方程。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的新型觸摸屏設(shè)備的校準(zhǔn)方法，其特征在于，根據(jù)所 述直線方程擬合出空缺位置的直線方程的過程具體包括根據(jù)所述直線方程計(jì)算直線間的角度分布規(guī)律；根據(jù)所述角度分布規(guī)律，擬合得到所述空缺位置的直線方程。
8. —種新型觸摸屏設(shè)備的校準(zhǔn)裝置，其特征在于，包括 檢測模塊，用于觸摸點(diǎn)的檢測和信息的記錄； 數(shù)據(jù)處理模塊，用于信息的接收和數(shù)據(jù)的處理；檢測模塊根據(jù)接收的掃描周期信號(hào)分別檢測移動(dòng)的第一觸摸點(diǎn)和移動(dòng)的 第二觸摸點(diǎn)，并記錄下所述第一觸摸點(diǎn)的坐標(biāo)、所述第二觸摸點(diǎn)的坐標(biāo)和攝像頭檢測位置；所述檢測模塊將記錄結(jié)果發(fā)送至所述數(shù)據(jù)處理模塊，所述數(shù) 據(jù)處理模塊查找所述攝像頭檢測位置相同的第一觸摸點(diǎn)和第二觸摸點(diǎn)，并獲 取檢測位置對(duì)應(yīng)信息；所述數(shù)據(jù)處理模塊將所述攝像頭^r測位置和所述檢測 位置對(duì)應(yīng)信息進(jìn)行存儲(chǔ)。
全文摘要
本發(fā)明涉及觸摸屏技術(shù)，提出一種新型觸摸屏設(shè)備的校準(zhǔn)方法及其校準(zhǔn)裝置。新型觸摸屏設(shè)備的校準(zhǔn)方法具體為分別檢測移動(dòng)的第一觸摸點(diǎn)和第二觸摸點(diǎn)，記錄觸摸點(diǎn)坐標(biāo)信息及攝像頭檢測位置信息，然后查找攝像頭檢測位置相同的第一觸摸點(diǎn)和第二觸摸點(diǎn)，獲取檢測位置對(duì)應(yīng)信息，將攝像頭檢測位置和檢測位置對(duì)應(yīng)信息進(jìn)行存儲(chǔ)，最終形成攝像頭檢測位置和檢測位置對(duì)應(yīng)信息的查詢庫。新型觸摸屏設(shè)備的校準(zhǔn)裝置包含檢測模塊和數(shù)據(jù)處理模塊。本發(fā)明的技術(shù)方案不受攝像頭的安裝位置影響，并且對(duì)攝像頭的安裝沒有要求，使用更加方便，而且同樣可以滿足高精度的要求。
文檔編號(hào)G06F3/041GK101581993SQ200910038489
公開日2009年11月18日 申請(qǐng)日期2009年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月8日
發(fā)明者徐響林 申請(qǐng)人:廣東威創(chuàng)視訊科技股份有限公司