專利名稱：一種攝像式多點(diǎn)觸摸系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及ー種攝像式多點(diǎn)觸摸系統(tǒng)，屬于人機(jī)交互領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
利用攝像頭實(shí)現(xiàn)觸摸功能的系統(tǒng)很多，這類系統(tǒng)的具體實(shí)現(xiàn)方法如下在屏幕的兩個(gè)角上安裝圖像傳感器，其平行于屏幕方向上的視角為90度覆蓋整個(gè)屏幕，垂直于屏幕方向上的視角保證觸摸物在圖像傳感器 的視角內(nèi)。系統(tǒng)工作吋，屏幕發(fā)出的光通過(guò)光學(xué)鏡頭在圖像傳感器上成像，成的像是一條連續(xù)的直線段，當(dāng)觸摸物觸摸屏幕時(shí)，連續(xù)的直線段中間會(huì)有中斷的陰影，根據(jù)陰影在連續(xù)直線段上的相對(duì)位置與圖像傳感器的物理位置可以得到觸摸物到兩個(gè)圖像傳感器的直線方程，兩條直線的交點(diǎn)就是觸摸物的位置。但是，當(dāng)發(fā)生兩點(diǎn)或多點(diǎn)同時(shí)觸摸時(shí)，按照以上原理從兩個(gè)攝像頭會(huì)分別射出兩條或η條直線，2條直線相交會(huì)得到4個(gè)點(diǎn)，η條直線相交會(huì)得到ηΧη個(gè)點(diǎn)，其中只有η個(gè)稱為實(shí)點(diǎn)，其余的稱為鬼點(diǎn)。消除鬼點(diǎn)的ー個(gè)方法為增加攝像頭的個(gè)數(shù)，如趙麗嫻CN102023762A “ー種光學(xué)多點(diǎn)觸摸屏及其實(shí)現(xiàn)方法”、婁思華等CN201853210U “基于光學(xué)傳感的平面多點(diǎn)觸摸控制裝置”、孫士強(qiáng)CN101788872A “偵測(cè)多點(diǎn)觸控的位置偵測(cè)裝置”、盧如西CN101650620A “ー種攝像式觸摸檢測(cè)方法及攝像式觸摸檢測(cè)系統(tǒng)”、盧如西CN1746837A“電子顯示系統(tǒng)定位方法及其裝置”、黨韌CN101271372A “ー種多點(diǎn)觸摸屏”。葉新林CN102043500A “ー種觸摸系統(tǒng)及多點(diǎn)定位方法”也提出消除鬼點(diǎn)的方法以某ー種定位方式作為主觸摸定位方式計(jì)算出所有觸摸點(diǎn)，再輔以另ー種定位方法以消除鬼點(diǎn)。其中主定位方式可以為電阻式、表面電容式、投射電容式、光學(xué)式、表面聲波式，彎曲波式，相關(guān)的專利還有CN102033640A和CN102033641A。約翰·大衛(wèi)·牛頓CN101971129A “解決光學(xué)觸摸屏的多點(diǎn)觸摸情景的系統(tǒng)和方法”消除鬼點(diǎn)的方法為增設(shè)ー輔助光源，通過(guò)改變光源的方向，由陰影的長(zhǎng)度計(jì)算該點(diǎn)到圖像傳感器的距離，根據(jù)該距離來(lái)消除鬼點(diǎn)。盧如西CN101520700A “ー種基于廣角攝像頭的三維定位觸摸裝置及其定位方法”利用兩個(gè)攝像頭拍攝的ニ維圖像中目標(biāo)物的坐標(biāo)，代入三維坐標(biāo)系與每個(gè)攝像頭圖像平面坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換關(guān)系公式以確定其空間三維坐標(biāo)，再取其與顯示屏平行的平面P屏(X，y)坐標(biāo)，按比例關(guān)系獲取其在顯示屏幕上的坐標(biāo)。凌云翔等“基于多點(diǎn)觸摸的自然手勢(shì)識(shí)別方法研究”論文利用手指之間距離特征區(qū)別單手觸摸的點(diǎn)位置，以消除鬼點(diǎn)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型是為克服目前攝像式多點(diǎn)觸摸系統(tǒng)在多點(diǎn)觸摸識(shí)別時(shí)存在鬼點(diǎn)的問(wèn)題，提供ー種使用兩個(gè)攝像頭但能消除鬼點(diǎn)的攝像式多點(diǎn)觸摸系統(tǒng)。所述攝像式多點(diǎn)觸摸系統(tǒng)在硬件上由主機(jī)、顯示屏幕和兩個(gè)廣角攝像頭組成，軟件上由圖像處理單元首先利用ニ維圖像中的一維線陣定位觸摸點(diǎn)，再利用ニ維圖像中包含觸摸物側(cè)面圖像的部分消除鬼點(diǎn)，以實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)觸摸功能。本實(shí)用新型解決技術(shù)問(wèn)題采用如下技術(shù)方案本實(shí)用新型一種攝像式多點(diǎn)觸摸系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是由主機(jī)、顯示屏幕、兩個(gè)廣角攝像頭及圖像處理單元組成；所述兩個(gè)廣角攝像頭分別設(shè)置在所述顯示屏幕同側(cè)的兩角位置上，調(diào)整兩個(gè)廣角攝像頭的鏡頭方向，以使得顯示屏幕在兩個(gè)廣角攝像頭分別拍攝的兩個(gè)ニ維圖像上均成為ー維線陣圖像；所述圖像處理單元設(shè)置在所述主機(jī)中，對(duì)所述兩個(gè)廣角攝像頭拍攝的兩個(gè)ニ維圖像中的一維線陣圖像進(jìn)行處理，計(jì)算出觸摸點(diǎn)坐標(biāo)；所述圖像處理單元對(duì)兩個(gè)廣角攝像頭拍攝的除一維線陣外的其他包含觸摸物側(cè)面圖像的ニ維圖像進(jìn)行處理，從所述觸摸點(diǎn)坐標(biāo)中消除鬼點(diǎn)，得 到真實(shí)觸摸點(diǎn)坐標(biāo)；所述主機(jī)根據(jù)所述圖像處理單元獲得的真實(shí)觸摸點(diǎn)坐標(biāo)執(zhí)行相應(yīng)任務(wù)；所述顯示屏幕可以是計(jì)算機(jī)的顯示屏、投影屏幕、液晶屏幕、背投屏幕，與所述主機(jī)相連；所述兩個(gè)廣角攝像頭通過(guò)USB ロ與所述主機(jī)相連。本實(shí)用新型一種攝像式多點(diǎn)觸摸系統(tǒng)的多點(diǎn)觸摸定位方式為首先利用ニ維圖像中的一維線陣定位觸摸點(diǎn)，再利用ニ維圖像中包含觸摸物側(cè)面圖像的部分消除鬼點(diǎn)，以實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)觸摸功能。當(dāng)操作者用觸摸物觸摸顯示屏幕時(shí)，所述兩個(gè)廣角攝像頭拍攝的ニ維圖像的ー維線陣上會(huì)有代表觸摸物的點(diǎn)存在，根據(jù)點(diǎn)在一維線陣上的相對(duì)位置和兩個(gè)廣角攝像頭的物理位置可以計(jì)算出觸摸點(diǎn)到兩個(gè)廣角攝像頭的直線方程，通過(guò)求解方程，可以得到所有觸摸點(diǎn)。當(dāng)發(fā)生多點(diǎn)觸摸時(shí)，通過(guò)一維線陣圖像計(jì)算出來(lái)的觸摸點(diǎn)中存在鬼點(diǎn)。所述兩個(gè)廣角攝像頭拍攝的圖像均為ニ維圖像，在拍攝ー維線陣圖像的同時(shí)，也會(huì)拍攝到觸摸物的側(cè)面圖像，利用側(cè)面圖像中觸摸物的特征消除鬼點(diǎn)。所述側(cè)面圖像中觸摸物的特征可根據(jù)實(shí)際情況自由定義。與已有技術(shù)相比，本實(shí)用新型有益效果體現(xiàn)在I、本實(shí)用新型一種攝像式多點(diǎn)觸摸系統(tǒng)只需兩個(gè)廣角攝像頭實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)觸摸功能，無(wú)需增加攝像頭即能消除鬼點(diǎn)；2、本實(shí)用新型一種攝像式多點(diǎn)觸摸系統(tǒng)充分利用了廣角攝像頭拍攝的圖像的ニ維特性，由ー維線陣實(shí)現(xiàn)定位，利用其他部分圖像消除鬼點(diǎn)。

圖I為本實(shí)用新型一種攝像式多點(diǎn)觸摸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。圖2為本實(shí)用新型一種攝像式多點(diǎn)觸摸系統(tǒng)側(cè)面圖像中觸摸物粗細(xì)判斷原理圖。圖3為本實(shí)用新型一種攝像式多點(diǎn)觸摸系統(tǒng)側(cè)面圖像中觸摸物粗細(xì)判斷分析圖。圖中標(biāo)號(hào)1主機(jī)、2顯示屏幕、3廣角攝像頭、4圖像處理單元。以下通過(guò)具體實(shí)施方式
，并結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)ー步說(shuō)明，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此。
具體實(shí)施方式
參見(jiàn)圖1，本實(shí)施例一種攝像式多點(diǎn)觸摸系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是由主機(jī)I、顯示屏幕2、兩個(gè)廣角攝像頭3及圖像處理單元4組成。所述兩個(gè)廣角攝像頭3分別設(shè)置在所述顯示屏幕2同側(cè)的兩角位置上，調(diào)整兩個(gè)廣角攝像頭3的鏡頭方向，以使得顯示屏幕2在兩個(gè)廣角攝像頭3分別拍攝的兩個(gè)ニ維圖像上均成為ー維線陣圖像；所述圖像處理單元4設(shè)置在所述主機(jī)I中，對(duì)所述兩個(gè)廣角攝像頭3拍攝的兩個(gè)ニ維圖像中的一維線陣圖像進(jìn)行處理，計(jì)算出觸摸點(diǎn)坐標(biāo)；所述圖像處理單元4對(duì)兩個(gè)廣角攝像頭3拍攝的除一維線陣外的其他包含觸摸物側(cè)面圖像的ニ維圖像進(jìn)行處理，從所述觸摸點(diǎn)坐標(biāo)中消除鬼點(diǎn)，得到真實(shí)觸摸點(diǎn)坐標(biāo)；所述主機(jī)I根據(jù)所述圖像處理單元4獲得的真實(shí)觸摸點(diǎn)坐標(biāo)執(zhí)行相應(yīng)任務(wù)；所述顯示屏幕2可以是計(jì)算機(jī)的顯示屏、投影屏幕、液晶屏幕、背投屏幕，與所述主機(jī)相連；所述兩個(gè)廣角攝像頭3通過(guò)USB ロ與所述主機(jī)I相連。
本實(shí)施例一種攝像式多點(diǎn)觸摸系統(tǒng)的多點(diǎn)觸摸定位方式為首先利用ニ維圖像中的一維線陣定位觸摸點(diǎn)，再利用ニ維圖像中包含觸摸物側(cè)面圖像的部分消除鬼點(diǎn)，以實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)觸摸功能。當(dāng)操作者用觸摸物觸摸顯示屏幕2時(shí)，所述兩個(gè)廣角攝像頭3拍攝的ニ維圖像的一維線陣上會(huì)有代表觸摸物的點(diǎn)存在，根據(jù)點(diǎn)在一維線陣上的相對(duì)位置和兩個(gè)廣角攝像頭3的物理位置可以計(jì)算出觸摸點(diǎn)到兩個(gè)廣角攝像頭3的直線方程，通過(guò)求解方程，可以得到所有觸摸點(diǎn)。當(dāng)發(fā)生多點(diǎn)觸摸時(shí)，通過(guò)一維線陣圖像計(jì)算出來(lái)的觸摸點(diǎn)中存在鬼點(diǎn)。所述兩個(gè)廣角攝像頭3拍攝的圖像均為ニ維圖像，在拍攝ー維線陣圖像的同吋，也會(huì)拍攝到觸摸物的側(cè)面圖像，利用側(cè)面圖像中觸摸物的特征消除鬼點(diǎn)。所述側(cè)面圖像中觸摸物的特征定義為觸摸物的粗細(xì)。參見(jiàn)圖2，當(dāng)操作者使用兩個(gè)觸摸物在A和B兩點(diǎn)處產(chǎn)生觸摸操作吋，按照常規(guī)做法，從左上角的廣角攝像頭3引出兩條直線，從右上角的廣角攝像頭3引出兩條直線，共四條直線相交得到四個(gè)觸摸點(diǎn)A、B、C、D。在所述廣角攝像頭3拍攝的ニ維圖像中，除了ー維線陣外，還有觸摸物的側(cè)面圖像。若左上角的廣角攝像頭3拍攝的側(cè)面圖像中上邊觸摸物細(xì)，而下邊觸摸物粗；同時(shí)右上角的廣角攝像頭3拍攝的側(cè)面圖像中上邊觸摸物細(xì)，而下邊觸摸物粗，則根據(jù)側(cè)面圖像判斷A、B為實(shí)際觸摸點(diǎn)，C、D為鬼點(diǎn)；否則判斷C、D為實(shí)際觸摸點(diǎn)，而A、B為鬼點(diǎn)。具體原理如下以設(shè)置在顯示屏幕2左上角的廣角攝像頭3為例，調(diào)整廣角攝像頭3的鏡頭，使得顯示屏幕2在廣角攝像頭3拍攝的ニ維圖像上成為ー維線陣圖像，當(dāng)操作者使用觸摸物沿著B’ B的方向從左上至右下移動(dòng)時(shí)，廣角攝像頭3拍攝的ニ維圖像的一維線陣中代表觸摸物的那個(gè)點(diǎn)是不動(dòng)的，但由于觸摸物離廣角攝像頭3越來(lái)越遠(yuǎn),因此觸摸物在逐漸變小。當(dāng)操作者用觸摸物在A、B兩點(diǎn)觸摸時(shí)，左上角的廣角攝像頭3拍攝的ニ維圖像的一維線陣上的兩點(diǎn)與操作者在A、B’兩點(diǎn)觸摸時(shí)拍攝的一維線陣上的兩點(diǎn)是一祥的，但是兩個(gè)觸摸物的粗細(xì)不同，在B點(diǎn)的觸摸物離左上角的廣角攝像頭3遠(yuǎn)，因此側(cè)面圖像中上面的觸摸物要細(xì)些，而下面的觸摸物要粗些。同時(shí)，右上角的廣角攝像頭3拍攝的ニ維圖像的一維線陣上的兩點(diǎn)與操作者在A’、B兩點(diǎn)觸摸時(shí)拍攝的一維線陣上的兩點(diǎn)是一祥的，但是兩個(gè)觸摸物的粗細(xì)不同，在A點(diǎn)的觸摸物離右上角的廣角攝像頭3遠(yuǎn)，因此側(cè)面圖像中上面的觸摸物要細(xì)些，而下面的觸摸物要粗些。當(dāng)操作者用觸摸物在C、D兩點(diǎn)觸摸時(shí)，左上角的廣角攝像頭3拍攝的ニ維圖像的一維線陣上的兩點(diǎn)與操作者在C、D’兩點(diǎn)觸摸時(shí)拍攝的一維線陣上的兩點(diǎn)是一祥的，但是兩個(gè)觸摸物的粗細(xì)不同，在D點(diǎn)的觸摸物離左上角的廣角攝像頭3遠(yuǎn)，因此側(cè)面圖像中上面的觸摸物要粗些，而下面的觸摸物要細(xì)些。同時(shí)，右上角的廣角攝像頭3拍攝的ニ維圖像的一維線陣上的兩點(diǎn)與操作者在C、D”兩點(diǎn)觸摸時(shí)拍攝的一維線陣上的兩點(diǎn)是一祥的，但是兩個(gè)觸摸物的粗細(xì)不同，在D點(diǎn)的觸摸物離右上角的廣角攝像頭3遠(yuǎn)，因此側(cè)面圖像中上面的觸摸物要粗些，而下面的觸摸物要細(xì)些。參見(jiàn)圖3，顯示屏幕2平面內(nèi) 兩條直線相交于四點(diǎn)的情形共有9種，其中實(shí)心黑點(diǎn)表示A、B兩點(diǎn)，空心黑點(diǎn)表示C、D兩點(diǎn)。每種情況實(shí)際觸摸點(diǎn)為A、B兩點(diǎn)時(shí)，兩個(gè)廣角攝像頭3拍攝的圖像中的觸摸物都是上面細(xì)下面粗，而實(shí)際觸摸點(diǎn)為C、D兩點(diǎn)時(shí)，兩個(gè)廣角攝像頭3拍攝的圖像中的觸摸物至少有ー邊是上面粗下面細(xì)。據(jù)此特性，將觸摸物的粗細(xì)作為側(cè)面圖像特征以消除鬼點(diǎn)。如果真實(shí)觸摸點(diǎn)為三點(diǎn)或更多吋，以其他側(cè)面圖像特征來(lái)消除鬼點(diǎn)。
權(quán)利要求1.一種攝像式多點(diǎn)觸摸系統(tǒng)，其特征是由主機(jī)(I)、顯示屏幕(2)、兩個(gè)廣角攝像頭(3)及圖像處理單元⑷組成；所述兩個(gè)廣角攝像頭⑶分別設(shè)置在所述顯示屏幕⑵同側(cè)的兩角位置上，調(diào)整兩個(gè)廣角攝像頭(3)的鏡頭方向，以使得顯示屏幕(2)在兩個(gè)廣角攝像頭(3)分別拍攝的兩個(gè)二維圖像上均成為一維線陣圖像；所述圖像處理單元(4)設(shè)置在所述主機(jī)(I)中，對(duì)所述兩個(gè)廣角攝像頭(3)拍攝的兩個(gè)二維圖像中的一維線陣圖像進(jìn)行處理，計(jì)算出觸摸點(diǎn)坐標(biāo)；所述圖像處理單元(4)對(duì)兩個(gè)廣角攝像頭(3)拍攝的除一維線陣外的其他包含觸摸物側(cè)面圖像的二維圖像進(jìn)行處理，從所述觸摸點(diǎn)坐標(biāo)中消除鬼點(diǎn)，得到真實(shí)觸摸點(diǎn)坐標(biāo)；所述主機(jī)(I)根據(jù)所述圖像處理單元(4)獲得的真實(shí)觸摸點(diǎn)坐標(biāo)執(zhí)行相應(yīng)任務(wù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種攝像式多點(diǎn)觸摸系統(tǒng)，其特征是所述顯示屏幕(2)可以是計(jì)算機(jī)的顯示屏、投影屏幕、液晶屏幕、背投屏幕，與所述主機(jī)(I)相連；所述兩個(gè)廣角攝像頭(3)通過(guò)USB 口與所述主機(jī)(I)相連。
專利摘要一種攝像式多點(diǎn)觸摸系統(tǒng)，涉及人機(jī)交互領(lǐng)域，其特征是由主機(jī)、顯示屏幕、兩個(gè)廣角攝像頭及圖像處理單元組成；所述兩個(gè)廣角攝像頭分別設(shè)置在所述顯示屏幕同側(cè)的兩角位置上，所述顯示屏幕在兩個(gè)廣角攝像頭分別拍攝的兩個(gè)二維圖像上均成為一維線陣圖像；所述圖像處理單元設(shè)置在所述主機(jī)中，對(duì)兩個(gè)廣角攝像頭拍攝的兩個(gè)二維圖像中的一維線陣圖像進(jìn)行處理，計(jì)算出觸摸點(diǎn)坐標(biāo)；所述圖像處理單元對(duì)兩個(gè)廣角攝像頭拍攝的除一維線陣外的其他包含觸摸物側(cè)面圖像的二維圖像進(jìn)行處理，從所述觸摸點(diǎn)坐標(biāo)中消除鬼點(diǎn)，得到真實(shí)觸摸點(diǎn)坐標(biāo)；所述主機(jī)根據(jù)所述圖像處理單元獲得的真實(shí)觸摸點(diǎn)坐標(biāo)執(zhí)行相應(yīng)任務(wù)。本實(shí)用新型只需兩個(gè)廣角攝像頭利用側(cè)面圖像消除鬼點(diǎn)。
文檔編號(hào)G06F3/042GK202443449SQ20122008848
公開日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月5日
發(fā)明者劉政怡, 吳建國(guó), 李煒 申請(qǐng)人:安徽大學(xué)