專利名稱：基于圖像識(shí)別的可變尺寸的觸摸系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種計(jì)算機(jī)輸入設(shè)備，更具體地說(shuō)，它涉及一種基于圖像識(shí)別的可變尺寸的觸摸系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前公知的觸摸屏有電阻觸摸屏、電容觸摸屏、聲表面波觸摸屏、紅外線觸摸屏四大類型。
電阻觸摸屏的技術(shù)原理是電阻觸摸屏的屏體由多層導(dǎo)電復(fù)合薄膜，各導(dǎo)電層由許多細(xì)小的透明隔離點(diǎn)隔開(kāi)，當(dāng)手指接觸屏幕，兩導(dǎo)電層出現(xiàn)一個(gè)接觸點(diǎn)，控制器偵測(cè)到這個(gè)接觸后，進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，即可得觸摸點(diǎn)的坐標(biāo)。電阻式觸摸屏不受塵埃、水、污物影響。電阻觸摸屏的導(dǎo)電涂層比較薄且容易脆斷，涂層太厚會(huì)降低透光率且形成內(nèi)反射降低清晰度；涂層容易被銳利物件所破壞，且由于經(jīng)常被觸動(dòng)，使用一定時(shí)間后會(huì)出現(xiàn)細(xì)小裂紋，甚至變型，觸摸屏的壽命并不長(zhǎng)久；因此不適宜在公眾場(chǎng)合使用。例如，中國(guó)專利公開(kāi)號(hào)CN1121747，
公開(kāi)日是1996年5月1日，名稱為‘透明觸摸式面板’中公開(kāi)了電阻觸摸屏的技術(shù)。
電容觸摸屏的技術(shù)原理是電容式觸摸屏是在玻璃表面貼上一層透明的特殊金屬導(dǎo)電物質(zhì)。當(dāng)手指觸摸在金屬層上時(shí)，觸點(diǎn)的電容就會(huì)發(fā)生變化，使得與之相連的振蕩器頻率發(fā)生變化，通過(guò)測(cè)量頻率變化可以確定觸摸位置獲得信息。由于電容隨溫度、濕度或接地情況的不同而變化，故其穩(wěn)定性較差，往往會(huì)產(chǎn)生漂移現(xiàn)象。
聲表面波觸摸屏的技術(shù)原理是表面聲波觸摸屏由屏體、聲波發(fā)生器、反射條紋、聲波接受器和控制器組成，其中聲波發(fā)生器發(fā)送聲表面波跨越屏幕表面，當(dāng)手指觸及屏幕時(shí)，觸點(diǎn)上的聲波即被阻止，控制器通過(guò)分析接收到的聲波確定坐標(biāo)位置。因?yàn)槠馏w只是一塊純粹的強(qiáng)化玻璃，區(qū)別于其它觸摸屏技術(shù)是沒(méi)有任何貼膜和覆蓋層。因此表面聲波觸摸屏不受溫度、濕度等環(huán)境因素影響，分辨率極高，有極好的防刮性，壽命長(zhǎng)(5000萬(wàn)次無(wú)故障)；透光率高(92％)，能保持清晰透亮的圖像質(zhì)量；沒(méi)有漂移，只需安裝時(shí)一次校正；有第三軸(即壓力軸)響應(yīng)；最適合公共場(chǎng)所使用。由于表面聲波會(huì)被水、灰塵等吸收，因此不能在戶外使用，且需經(jīng)常清潔維護(hù)。例如，中國(guó)專利公開(kāi)號(hào)CN86102275，
公開(kāi)日是1986年12月3日，名稱為‘聲波接觸板系統(tǒng)’中公開(kāi)了聲表面波觸摸屏的技術(shù)，聲波換能裝置安裝在屏體的表面。
紅外線觸摸屏的技術(shù)原理是紅外線觸摸屏是在顯示器四周排列了紅外線發(fā)射管及接收管，在屏幕表面形成一個(gè)紅外線網(wǎng)。用戶以手指觸摸屏幕某一點(diǎn)，便會(huì)擋住經(jīng)過(guò)該位置的橫豎兩條紅外線，計(jì)算機(jī)便可即時(shí)算出觸摸點(diǎn)位置。因?yàn)榧t外觸摸屏不受電流、電壓和靜電干擾，所以適宜某些惡劣的環(huán)境條件。但是由于紅外線發(fā)射管及接收管數(shù)量眾多，系統(tǒng)的可靠性較低；同時(shí)受限于元件的尺寸，系統(tǒng)的分辨率較低。例如，中國(guó)專利公開(kāi)號(hào)CN1035733，
公開(kāi)日是1989年9月20日，名稱為‘觸摸控制裝置’中公開(kāi)了紅外線觸摸屏的技術(shù)。
以上的各類觸摸屏均有其局限性，分別有如下缺點(diǎn)1、電阻觸摸屏的導(dǎo)電薄膜易損壞，抗暴力性能差，不適合在公眾場(chǎng)合使用；2、水、灰塵等表面污物會(huì)吸收聲表面波，聲表面波觸摸屏的使用環(huán)境要求較高，不能在戶外場(chǎng)合使用，且需定期清潔；3、紅外線觸摸屏需要較多的電子元件，分辨率較低，且易受到陽(yáng)光等的干擾，可靠性較低；4、電容觸摸屏穩(wěn)定性較差，會(huì)產(chǎn)生漂移現(xiàn)象。5、由于現(xiàn)有的觸摸屏所依賴的本身技術(shù)的缺陷，導(dǎo)致現(xiàn)有的觸摸屏在生產(chǎn)大尺寸觸摸屏?xí)r有障礙，像電阻屏由于導(dǎo)電薄膜的加工特性導(dǎo)致電阻屏的大尺寸受影響；而表面聲波觸摸屏由于聲波在玻璃表面?zhèn)鬟f時(shí)的衰減也導(dǎo)致了大尺寸的聲波觸摸屏不能很好的滿足市場(chǎng)的需求；紅外屏則分辨率無(wú)法滿足用戶的要求。
上述的觸摸屏產(chǎn)品都有一個(gè)共同的缺點(diǎn)，即產(chǎn)品的平面尺寸與其需要控制的觸摸區(qū)間密切相關(guān)，不同尺寸的顯示器需要不同規(guī)格的產(chǎn)品，不利于組織生產(chǎn)；而且這些觸摸屏產(chǎn)品由于生產(chǎn)工藝的限制，都難以提供大尺寸的產(chǎn)品，同時(shí)產(chǎn)品的價(jià)格隨著產(chǎn)品的尺寸增大而大幅升高。
在中國(guó)專利公開(kāi)號(hào)CN1440539A，
公開(kāi)日是2003年9月3日，名稱為‘基于攝影機(jī)的觸摸系統(tǒng)’中公開(kāi)了一種基于圖像識(shí)別技術(shù)的觸摸系統(tǒng)，該系統(tǒng)由一個(gè)控制至少兩個(gè)攝影機(jī)的主DSP，和相應(yīng)的攝像機(jī)組成，主DSP接收并處理攝影機(jī)發(fā)來(lái)的圖像數(shù)據(jù)，當(dāng)在所獲取的圖像中找到觸摸指示器時(shí)，用三角測(cè)量法確定指示器的相對(duì)位置。由于主DSP要完成圖像數(shù)據(jù)的接收、指示器的識(shí)別、指示器的位置計(jì)算和與主計(jì)算機(jī)的交互通信等一系列任務(wù)，要求使用高檔DSP和復(fù)雜的控制電路，從而增加了觸摸系統(tǒng)的成本；同時(shí)確定位置所使用的三角測(cè)量法，運(yùn)算量大，較為繁瑣，不利于觸摸系統(tǒng)尺寸的變化需要。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種基于圖像識(shí)別的可變尺寸的觸摸系統(tǒng)，包括在一個(gè)長(zhǎng)度固定或可變的桿體的兩端，分別安裝兩個(gè)攝影機(jī)，兩個(gè)攝影機(jī)的視界在觸摸區(qū)間形成重疊，構(gòu)成一個(gè)以兩個(gè)攝影機(jī)為相鄰頂點(diǎn)的覆蓋觸摸區(qū)間的矩形視區(qū)，兩個(gè)攝影機(jī)通過(guò)USB或1394等高速串行總線直接連接到主計(jì)算機(jī)，攝影機(jī)采集到的圖像數(shù)據(jù)送到主計(jì)算機(jī)，由運(yùn)行在主計(jì)算機(jī)的相應(yīng)驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)行圖像識(shí)別，當(dāng)識(shí)別到用戶的指尖或其它相似的觸摸指示器時(shí)，利用坐標(biāo)變換算法，確定指示器在觸摸表面的相對(duì)位置。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種基于圖像識(shí)別的可變尺寸的觸摸系統(tǒng)，包括在一個(gè)長(zhǎng)度固定或可變的桿體的兩端，分別安裝兩個(gè)攝影機(jī)，兩個(gè)攝影機(jī)的視界在觸摸區(qū)間形成重疊，構(gòu)成一個(gè)以兩個(gè)攝影機(jī)為相鄰頂點(diǎn)的覆蓋觸摸區(qū)間的矩形視區(qū)，兩個(gè)攝影機(jī)采集觸摸區(qū)間表面的圖像數(shù)據(jù)，當(dāng)在所獲取的圖像中識(shí)別出指示器時(shí)，分別產(chǎn)生指示器在圖象序列中的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，并通過(guò)USB或1394等高速串行總線發(fā)送到主計(jì)算機(jī)，由運(yùn)行在主計(jì)算機(jī)的相應(yīng)驅(qū)動(dòng)程序利用坐標(biāo)變換的計(jì)算方法，確定指示器在觸摸表面的相對(duì)位置。
由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明專利提供的基于圖像識(shí)別的可變尺寸的觸摸系統(tǒng)，利用簡(jiǎn)單的坐標(biāo)變換算法來(lái)進(jìn)行位置坐標(biāo)的計(jì)算，在觸摸區(qū)間發(fā)生變化時(shí)，只需調(diào)節(jié)桿體的長(zhǎng)度，使攝影機(jī)的視區(qū)覆蓋觸摸區(qū)間，并運(yùn)行一次觸摸區(qū)間邊界定位程序即可，從而使得產(chǎn)品只需一種規(guī)格即可適應(yīng)不同尺寸的觸摸區(qū)間，且系統(tǒng)的成本與觸摸區(qū)間的尺寸無(wú)關(guān)聯(lián)；由于使用主計(jì)算機(jī)直接連接攝影機(jī)，極大地簡(jiǎn)化了觸摸系統(tǒng)的硬件電路，從而獲得低成本的觸摸系統(tǒng)；圖像識(shí)別的功能模塊既可以放在攝影機(jī)的圖像信號(hào)處理器中，也可以放在主計(jì)算機(jī)的驅(qū)動(dòng)軟件中，方便了觸摸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
圖1是本發(fā)明基于圖像識(shí)別的可變尺寸的觸摸系統(tǒng)示意圖。
圖2是本發(fā)明采用的攝影機(jī)的電路原理示意圖。
圖3是本發(fā)明采用的坐標(biāo)變換計(jì)算的示意圖。
圖4是本發(fā)明中涉及的驅(qū)動(dòng)程序的流程框圖。
圖5是本發(fā)明中涉及的輔助程序的功能模塊框圖。
圖6是觸摸區(qū)間表面在攝影機(jī)像平面中行位置示意圖。
圖7是在攝影機(jī)像素序列中視區(qū)邊界和觸摸區(qū)間的示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述實(shí)施例1附圖1示出了本發(fā)明的基于圖像識(shí)別的可變尺寸的觸摸系統(tǒng)，它由附圖中的標(biāo)記10表示。如圖所示，觸摸系統(tǒng)10包括一可變長(zhǎng)度的桿體11，桿體兩端安裝了兩個(gè)攝影機(jī)12、13，攝影機(jī)分別通過(guò)USB或1394等高速串行數(shù)據(jù)總線連接到計(jì)算機(jī)50，在計(jì)算機(jī)50上，安裝運(yùn)行著觸摸系統(tǒng)10所包括的進(jìn)行圖像識(shí)別和位置計(jì)算的驅(qū)動(dòng)程序15和相應(yīng)的輔助程序16；攝影機(jī)12、13的視區(qū)相互交叉重疊，形成以兩個(gè)攝影機(jī)為相鄰頂點(diǎn)的矩形區(qū)間14，該區(qū)間14覆蓋了顯示裝置60的顯示區(qū)間；一般情況下，顯示裝置60的顯示區(qū)間就是用戶進(jìn)行操作的觸摸區(qū)間；當(dāng)用戶使用手指、筆或其它物體作為指示器17在顯示裝置60的顯示區(qū)間進(jìn)行操作時(shí)，計(jì)算機(jī)將從攝影機(jī)12、13獲取的圖像數(shù)據(jù)交由驅(qū)動(dòng)程序15，驅(qū)動(dòng)程序15識(shí)別到指示器17后，進(jìn)行相關(guān)的坐標(biāo)變換計(jì)算，計(jì)算出指示器17在顯示區(qū)間的坐標(biāo)信息，供計(jì)算機(jī)50的操作系統(tǒng)使用。
桿體11在機(jī)械上可能并不是可伸縮的，例如通過(guò)選用不同長(zhǎng)度的桿體，而不改變其他部分的部件，以達(dá)到系統(tǒng)尺寸的變化。
攝影機(jī)與主計(jì)算機(jī)之間的連接可以通過(guò)使用USB HUB或類似的總線數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備來(lái)進(jìn)行，以提高連接距離和簡(jiǎn)化連接線路。
圖2示出了攝影機(jī)的電路原理圖，圖像傳感器22在圖像信號(hào)處理器21的控制下，將全部或局部圖像存入緩沖區(qū)RAM23中，由圖像信號(hào)處理器21通過(guò)USB或1394等類型的高速串行數(shù)據(jù)總線傳到主計(jì)算機(jī)20；信號(hào)處理器21的工作參數(shù)可以取自EEPROM24或直接來(lái)自主計(jì)算機(jī)20，當(dāng)信號(hào)處理器本身集成有EEPROM時(shí)，就無(wú)需附加EEPROM24；隨著IC技術(shù)的發(fā)展，RAM23也可能集成進(jìn)信號(hào)處理器21。
信號(hào)處理器21根據(jù)保存在EEPROM24中的參數(shù)，或接受主計(jì)算機(jī)的命令，按要求對(duì)圖像傳感器的曝光條件、白平衡等進(jìn)行設(shè)置，使圖像傳感器22工作在最佳狀況下，獲得清晰的圖像；同時(shí)將圖像數(shù)據(jù)中與觸摸區(qū)間60相關(guān)聯(lián)的部分發(fā)送給主計(jì)算機(jī)。
附圖3示出了進(jìn)行坐標(biāo)變換計(jì)算和邊界定位的示意圖，為了敘述方便，假定攝影機(jī)12、13的視角為90度，且視區(qū)的一條邊界相重合，像素?cái)?shù)目為A，當(dāng)觸摸指示器17出現(xiàn)在圖示位置時(shí)，其在攝影機(jī)的像平面中的像素序列中分別A1、A2，(在附圖7中，A1>A2,A2<A2]]>)，則可以用下列算式求得X、YX=A1×A2A2-A×A1-A×A2+2×A1×A2;]]>Y=(A-A1)×A2A2-A×A1-A×A2+2×A1×A2;]]>上述等式產(chǎn)生的坐標(biāo)是相對(duì)于攝影機(jī)12、13的坐標(biāo)，是以攝影機(jī)之間的距離為單位尺寸的，攝影機(jī)視區(qū)重疊形成的有效區(qū)間只在兩個(gè)攝影機(jī)之間受到限制，在其垂線方向只受限于攝影機(jī)的空間分辨率。
當(dāng)圖像序列的起始方向不同時(shí)，上述等式的表達(dá)形式和計(jì)算結(jié)果會(huì)有相應(yīng)變化，但不會(huì)影響觸摸系統(tǒng)的應(yīng)用。
實(shí)際上，由于攝影機(jī)的性能和安裝位置并不能做到理想化，為此需要使用輔助程序16的視區(qū)邊界校正模塊對(duì)視區(qū)邊界進(jìn)行校正，以確定以兩個(gè)攝影機(jī)為頂點(diǎn)的正方形視區(qū)的邊界在各自攝影機(jī)的像素序列中的位置，以及與該視區(qū)中央點(diǎn)O在各自攝影機(jī)的像素序列中的位置，輔助程序16所作的視區(qū)邊界校正的結(jié)果將被驅(qū)動(dòng)程序15用來(lái)校正A、A1、A2，再按上面的等式進(jìn)行X、Y的計(jì)算；視區(qū)邊界的校正可以采取其他方式進(jìn)行，如先對(duì)視區(qū)中某個(gè)規(guī)則區(qū)域進(jìn)行校正，對(duì)校正結(jié)果再進(jìn)行計(jì)算，以達(dá)到上述的校正效果。
雖然進(jìn)行視區(qū)邊界校正的視區(qū)是正方形，但觸摸區(qū)間并不限于該區(qū)域之內(nèi)，在兩個(gè)攝影機(jī)視區(qū)重疊的有效區(qū)間都是可以控制的。
輔助程序16中的觸摸區(qū)間邊界定位模塊對(duì)觸摸區(qū)間60的邊界41、42、43、44進(jìn)行定位，獲得邊界數(shù)據(jù)(X41，Y41)、(X42，Y42)、(X43，Y43)和(X44，Y44)后，驅(qū)動(dòng)程序15使用邊界數(shù)據(jù)對(duì)X、Y按下列等式進(jìn)行坐標(biāo)歸一化計(jì)算，得到指示器17在觸摸區(qū)間60中的相對(duì)坐標(biāo)數(shù)據(jù)x、yx=X-X41-(Y-Y41)×(Y42-Y41)X42-X41(X42-X41)2+(Y42-Y41)2;]]>y=Y-Y41-(X-X41)×(Y42-Y41)X42-X41(Y43-Y41)2+(X43-X41)2;]]>在上面的等式中，只使用了觸摸區(qū)間邊界參數(shù)中3個(gè)，第4個(gè)參數(shù)應(yīng)當(dāng)用于校正前3個(gè)參數(shù)，以提高邊界定位的精確性；上面等式計(jì)算的結(jié)果只在
的范圍內(nèi)是有效的，否則意味著觸摸指示器是處于觸摸區(qū)間之外的，系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)予以忽略。
上述的相對(duì)坐標(biāo)計(jì)算類似于進(jìn)行了一次從攝影機(jī)視區(qū)坐標(biāo)到觸摸區(qū)間坐標(biāo)的平移和旋轉(zhuǎn)。
當(dāng)觸摸區(qū)間60的邊界41-42平行于兩攝影機(jī)之間的連接線時(shí)，則是簡(jiǎn)單的坐標(biāo)平移，上面的等式可簡(jiǎn)化為x=X-X41X42-X41;]]>y=Y-Y41Y43-Y41;]]>輔助程序16進(jìn)行邊界定位得到的像素序列起止邊界A143、A142、A241和A244將分別被發(fā)送到攝影機(jī)12、13，作為各自有效圖像數(shù)據(jù)的起止像素序列參數(shù)，攝影機(jī)在傳送圖像數(shù)據(jù)時(shí)，可以將無(wú)效數(shù)據(jù)剔除。
當(dāng)觸摸區(qū)間變化或攝影機(jī)之間的距離變化后，需要再次運(yùn)行輔助程序16的觸摸區(qū)間邊界定位模塊，獲得新的邊界數(shù)據(jù)，以供驅(qū)動(dòng)程序15使用，并為攝影機(jī)提供新的工作參數(shù)。
附圖4是觸摸系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)程序的功能流程圖，當(dāng)主計(jì)算機(jī)接收到攝影機(jī)發(fā)來(lái)的圖像數(shù)據(jù)，運(yùn)行圖像識(shí)別模塊，當(dāng)識(shí)別到觸摸指示器時(shí)，調(diào)用坐標(biāo)變換模塊，將觸摸指示器在像素序列中的位置數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成坐標(biāo)數(shù)據(jù)，再調(diào)用相對(duì)坐標(biāo)的位置計(jì)算模塊，把指示器的坐標(biāo)數(shù)據(jù)變換為觸摸區(qū)間的相對(duì)坐標(biāo)數(shù)據(jù)，在檢查數(shù)據(jù)的有效性后，最后進(jìn)行坐標(biāo)數(shù)據(jù)的系統(tǒng)發(fā)布。
圖像識(shí)別的方法有很多，使用背景圖像做比較對(duì)照是可行的方法之一。
附圖5是觸摸系統(tǒng)的輔助程序的功能框圖，輔助程序是為了觸摸系統(tǒng)正確運(yùn)行而運(yùn)行的視區(qū)邊界校正模塊兩個(gè)攝影機(jī)的裝配位置無(wú)法做到理想化，需要使用本模塊獲得正確的視區(qū)參數(shù)；如附圖7中所式的各項(xiàng)參數(shù)，(A01-Ap)×2作為校正后的像素?cái)?shù)A，A1-AP作為校正后的A1，(A2-A02×2+AQ)×AQ-A02A01-Ap]]>作為校正后的A2，這樣攝影機(jī)安裝的誤差和光學(xué)誤差得以校正；附圖7中的N表示攝影機(jī)的實(shí)際像素?cái)?shù)。
觸摸區(qū)間邊界定位模塊進(jìn)行觸摸區(qū)間邊界定位，所獲得的邊界參數(shù)，將用于設(shè)置攝影機(jī)的有效圖像像素序列區(qū)間，以減少數(shù)據(jù)的處理和傳輸量；獲得的邊界坐標(biāo)將在驅(qū)動(dòng)程序中的觸摸區(qū)間相對(duì)坐標(biāo)的計(jì)算模塊中使用。
附圖6顯示了觸摸區(qū)間表面在攝影機(jī)像平面中的較佳位置，通過(guò)安裝過(guò)程中的調(diào)整，即可達(dá)到；如圖所示，觸摸區(qū)間所對(duì)應(yīng)的圖像數(shù)據(jù)在攝影機(jī)的整幀圖像中只占較小部分，通過(guò)合適的參數(shù)設(shè)置，可以減少攝影機(jī)對(duì)主計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸帶寬的要求。
實(shí)施例2本實(shí)施例在硬件結(jié)構(gòu)上與實(shí)施例1是相同的，區(qū)別在于實(shí)施例1中的驅(qū)動(dòng)程序15中的圖像識(shí)別功能是在各自攝影機(jī)的圖像信號(hào)處理器21中完成，攝影機(jī)傳給主計(jì)算機(jī)50的不是圖像數(shù)據(jù)，而是識(shí)別到的指示器在像素序列中的位置坐標(biāo)，再由驅(qū)動(dòng)程序15完成相關(guān)的坐標(biāo)變換和相對(duì)坐標(biāo)的計(jì)算，計(jì)算出指示器17在觸摸區(qū)間60的坐標(biāo)信息，供計(jì)算機(jī)50的操作系統(tǒng)使用。
上面說(shuō)明了本發(fā)明的兩個(gè)實(shí)施例，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員可在不脫離權(quán)利要求限定的精神和范圍的情況下，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行變化和修改。
權(quán)利要求
1.一種基于圖像識(shí)別的可變尺寸的觸摸系統(tǒng)，包括兩個(gè)攝影機(jī)，分別安裝在一個(gè)長(zhǎng)度可變的桿體的兩端，且兩個(gè)攝影機(jī)的視區(qū)在觸摸區(qū)間相互重疊，所述的兩個(gè)攝影機(jī)分別從各自的視角獲取觸摸區(qū)間的圖像數(shù)據(jù)，并將圖像數(shù)據(jù)通過(guò)USB或1394等高速串行數(shù)據(jù)總線發(fā)送給主計(jì)算機(jī)；和安裝并運(yùn)行在主計(jì)算機(jī)上的驅(qū)動(dòng)程序和相關(guān)輔助程序。
2.如權(quán)利要求1所述的觸摸系統(tǒng)，其中所述的兩個(gè)攝影機(jī)的像平面與觸摸區(qū)間表面相交，最佳為像平面的中心線與觸摸區(qū)間的表面是平行的。
3.如權(quán)利要求2所述的觸摸系統(tǒng)，其中所述的兩個(gè)攝影機(jī)的視角為75-135度，最佳視角為90-110度。
4.如權(quán)利要求3所述的觸摸系統(tǒng)，其中所述的兩個(gè)攝影機(jī)能響應(yīng)主計(jì)算機(jī)的命令，發(fā)送給主計(jì)算機(jī)的圖像數(shù)據(jù)的像素尺寸和圖像數(shù)據(jù)在像平面上的位置是可控制的。
5.如權(quán)利要求4所述的觸摸系統(tǒng)，其中所述的兩個(gè)攝影機(jī)能響應(yīng)主計(jì)算機(jī)的命令，對(duì)白平衡、曝光條件等進(jìn)行控制，以獲得清晰的圖像供圖像識(shí)別。
6.如權(quán)利要求1所述的觸摸系統(tǒng)，其中所述的驅(qū)動(dòng)程序包含對(duì)兩個(gè)攝影機(jī)發(fā)來(lái)主計(jì)算機(jī)的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像識(shí)別的功能模塊，從而獲得觸摸指示器在圖像序列中相對(duì)的像素位置坐標(biāo)。
7.如權(quán)利要求6所述的觸摸系統(tǒng)，其中所述的驅(qū)動(dòng)程序包含對(duì)根據(jù)兩個(gè)像素位置坐標(biāo)進(jìn)行坐標(biāo)變換的功能模塊，所述的坐標(biāo)變換模塊利用下面的算式計(jì)算指示器的位置X、YX=A1×A2A2-A×A1-A×A2+2×A1×A2,]]>Y=(A-A1)×A2A2-A×A1-A×A2+2×A1×A2;]]>其中，A為以兩個(gè)攝影機(jī)為頂點(diǎn)的正方形視區(qū)的有效像素?cái)?shù)，A1、A2分別為指示器在該視區(qū)所對(duì)應(yīng)的兩個(gè)攝影機(jī)像素序列中的相對(duì)像素位置坐標(biāo)。
8.如權(quán)利要求7所述的觸摸系統(tǒng)，其中所述的驅(qū)動(dòng)程序包含對(duì)將指示器的位置X、Y轉(zhuǎn)換到觸摸區(qū)間的相對(duì)坐標(biāo)的位置計(jì)算的功能模塊，所述的相對(duì)坐標(biāo)的位置計(jì)算模塊利用下面的算式計(jì)算指示器在觸摸區(qū)間的相對(duì)坐標(biāo)x、yx=X-X41(Y-Y41)×(Y42-Y41)X42-X41(X42-X41)2+(Y42-Y41)2;]]>y=Y-Y41(X-X41)×(Y42-Y41)X42-X41(Y43-Y41)2+(X43-X41)2;]]>其中X、Y為指示器的位置坐標(biāo)，(X41，Y41)、(X42，Y42)和(X43，Y43)分別為觸摸區(qū)間邊界上3個(gè)頂點(diǎn)的位置坐標(biāo)。
9.如權(quán)利要求1所述的觸摸系統(tǒng)，其中所述的輔助程序包含視區(qū)邊界校正模塊，所述的視區(qū)邊界校正模塊通過(guò)對(duì)兩個(gè)攝影機(jī)發(fā)來(lái)主計(jì)算機(jī)的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到以兩個(gè)攝影機(jī)為頂點(diǎn)的正方形視區(qū)邊界的像素位置參數(shù)，計(jì)算出坐標(biāo)變換所需的像素?cái)?shù)A，供驅(qū)動(dòng)程序用來(lái)進(jìn)行坐標(biāo)變換。
10.如權(quán)利要求1所述的觸摸系統(tǒng)，其中所述的輔助程序包含對(duì)觸摸區(qū)間進(jìn)行邊界定位的功能模塊，以獲得觸摸區(qū)間的邊界數(shù)據(jù)，供驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)行觸摸區(qū)間的相對(duì)坐標(biāo)的位置計(jì)算。
11.一種基于圖像識(shí)別的可變尺寸的觸摸系統(tǒng)，包括兩個(gè)攝影機(jī)，分別安裝在一個(gè)長(zhǎng)度可變的桿體的兩端，且兩個(gè)攝影機(jī)的視區(qū)在觸摸區(qū)間相互重疊，所述的兩個(gè)攝影機(jī)分別從各自的視角獲取觸摸區(qū)間的圖像數(shù)據(jù)，并對(duì)所獲取的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行指示器識(shí)別，當(dāng)識(shí)別到指示器時(shí)，將指示器在圖像序列中相對(duì)的像素位置坐標(biāo)通過(guò)USB或1394等高速串行數(shù)據(jù)總發(fā)送給主計(jì)算機(jī)；和安裝并運(yùn)行在主計(jì)算機(jī)上的驅(qū)動(dòng)程序和相關(guān)輔助程序。
12.如權(quán)利要求11所述的觸摸系統(tǒng)，其中所述的兩個(gè)攝影機(jī)的像平面與觸摸區(qū)間表面相交的，最佳為像平面的中心線與觸摸區(qū)間的表面是平行的。
13.如權(quán)利要求12所述的觸摸系統(tǒng)，其中所述的攝影機(jī)的視角為75-120度，最佳視角為90-100度。
14.如權(quán)利要求13所述的觸摸系統(tǒng)，其中所述的兩個(gè)攝影機(jī)能夠響應(yīng)主計(jì)算機(jī)的命令，將采集的圖像數(shù)據(jù)全部或部分發(fā)送給主計(jì)算機(jī)。
15.如權(quán)利要求14所述的觸摸系統(tǒng)，其中所述的兩個(gè)攝影機(jī)能響應(yīng)主計(jì)算機(jī)的命令，對(duì)白平衡、曝光條件等進(jìn)行控制，以獲得清晰的圖像供圖像識(shí)別，從而有效地識(shí)別出指示器。
16.如權(quán)利要求11所述的觸摸系統(tǒng)，其中所述的驅(qū)動(dòng)程序包含對(duì)根據(jù)兩個(gè)攝影機(jī)發(fā)來(lái)的指示器的像素位置坐標(biāo)進(jìn)行坐標(biāo)變換的功能模塊，所述的坐標(biāo)變換模塊利用下面的算式計(jì)算指示器的位置X、YX=A1×A2A2-A×A1-A×A2+2×A1×A2,]]>Y=(A-A1)×A2A2-A×A1-A×A2+2×A1×A2;]]>其中，A為以兩個(gè)攝影機(jī)為頂點(diǎn)的正方形視區(qū)的有效像素?cái)?shù)，A1、A2分別為指示器在該視區(qū)所對(duì)應(yīng)的兩個(gè)攝影機(jī)像素序列中的相對(duì)像素位置坐標(biāo)。
17.如權(quán)利要求16所述的觸摸系統(tǒng)，其中所述的驅(qū)動(dòng)程序包含對(duì)將指示器的位置X、Y轉(zhuǎn)換到觸摸區(qū)間的相對(duì)坐標(biāo)的位置計(jì)算的功能模塊，所述的相對(duì)坐標(biāo)的位置計(jì)算模塊利用下面的算式計(jì)算指示器在觸摸區(qū)間的相對(duì)坐標(biāo)x、yx=X-X41(Y-Y41)×(Y42-Y41)X42-X41(X42-X41)2+(Y42-Y41)2;]]>y=Y-Y41(X-X41)×(Y42-Y41)X42-X41(Y43-Y41)2+(X43-X41)2;]]>其中X、Y為指示器的位置坐標(biāo)，(X41，Y41)、(X42，Y42)和(X43，Y43)分別為觸摸區(qū)間邊界上3個(gè)頂點(diǎn)的位置坐標(biāo)。
18.如權(quán)利要求11所述的觸摸系統(tǒng)，其中所述的輔助程序包含視區(qū)邊界校正模塊，所述的視區(qū)邊界校正模塊通過(guò)對(duì)兩個(gè)攝影機(jī)發(fā)來(lái)主計(jì)算機(jī)的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到以兩個(gè)攝影機(jī)為頂點(diǎn)的正方形視區(qū)邊界的像素位置參數(shù)，計(jì)算出坐標(biāo)變換所需的像素?cái)?shù)A，供驅(qū)動(dòng)程序用來(lái)進(jìn)行坐標(biāo)變換。
19.如權(quán)利要求11所述的觸摸系統(tǒng)，其中所述的輔助程序包含對(duì)觸摸區(qū)間進(jìn)行邊界定位的功能模塊，以獲得觸摸區(qū)間的邊界數(shù)據(jù)，供驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)行觸摸區(qū)間的相對(duì)坐標(biāo)的位置計(jì)算。
全文摘要
一種基于圖像識(shí)別的可變尺寸的觸摸系統(tǒng)，利用一個(gè)長(zhǎng)度固定或可變的桿體，在這樣的桿體的兩端分別安裝兩個(gè)攝影機(jī)，兩個(gè)攝影機(jī)的視界在觸摸區(qū)間形成重疊，構(gòu)成一個(gè)以兩個(gè)攝影機(jī)為相鄰頂點(diǎn)的覆蓋觸摸區(qū)間的矩形視區(qū)，兩個(gè)攝影機(jī)通過(guò)USB或1394等高速串行總線直接連接到主計(jì)算機(jī)，攝影機(jī)采集到的圖像數(shù)據(jù)送到主計(jì)算機(jī)，由運(yùn)行在主計(jì)算機(jī)的相應(yīng)驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)行圖像識(shí)別，當(dāng)識(shí)別到用戶的指尖或其它相似的觸摸指示器時(shí)，利用坐標(biāo)變換算法，確定指示器在觸摸表面的相對(duì)位置。
文檔編號(hào)G06F3/041GK1811683SQ20061003381
公開(kāi)日2006年8月2日 申請(qǐng)日期2006年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月27日
發(fā)明者邢休東, 李瑞良 申請(qǐng)人:邢休東, 李瑞良