[發明專利]多點觸控交互系統

無效

• 申請號: 201110029139.5
• 申請日: 2011-01-27
• 公開（公告）號: CN102096529A
• 公開（公告）日: 2011-06-15
• 發明（設計）人: 魏舜儀;李暉;孟艷
• 申請（專利權）人: 北京威亞視訊科技有限公司
• 主分類號: G06F3/042
• 分類號: G06F3/042;G06F3/048
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種多點觸控交互系統，特別是涉及一種在曲面投影上實現的多點觸控交互的系統。

背景技術

多點觸控(multi-touch)是基于圖像處理方法與硬件設備共同實現的交互方式，不使用傳統的鍵盤、鼠標等輸入設備，而使用各種手勢或者其他觸控物實現人機交互。多點觸控的交互裝置按照制作原理主要分為電阻式觸控、電容式觸控、聲學式觸控、光學式觸控。其中光學式觸控由于其成本較低，特別是大尺寸下易實現而受到廣泛關注。光學式的多點觸控一般使用紅外光，如FTIR(受抑內全反射多點觸控)、DI(散射光照射多點觸控)、DSI(散射光平面多點觸控)、LLP(激光平面多點觸控)等方式，這些方式優缺點各異，近年來隨著iPhone、Microsoft?surface等產品的出現，多點觸控方式已逐漸走進大眾視野，但這些多點觸控的交互主要集中在平面上的應用，在曲面上實現的多點觸控交互尚無應用，比如球面、柱面等。

球面投影是近年來新出現的虛擬現實顯示設備，由于其投影屏幕的外形呈球形，特別適合一些需要周視的投影界面需要，如地球等球體的內容展示，球面投影具備的360°的顯示范圍更可以滿足多用戶同時觀看的需要，而目前對于球面投影顯示的觸控大都是通過間接地使用跟蹤球、平面觸控屏等其他非球面投影裝置來實現交互，使球面投影本身只是一種顯示輸出設備而已，影響了交互的效果，并導致交互設備的組件的增加，給系統帶來負擔，不利于交互的進行。

發明內容

鑒于上述問題，本發明旨在在提出一種在曲面投影上實現的多點觸控交互系統，實現快速、準確、簡便的在曲面上，特別是球面上的多點觸控交互。

根據本發明的多點觸控交互系統，包括：用作投影屏幕的漫反射球；向漫反射球內發射紅外光束的紅外光發射裝置；向漫反射球內投影可見光圖像的投影裝置；收集被漫反射球反射回的紅外光，以識別觸控點的紅外光收集裝置；以及控制裝置，該控制裝置根據紅外光收集裝置采集的數據分析觸控點的位置和事件，解析位置以及事件以控制所述投影裝置的顯示，實現交互。

本發明的多點觸控交互系統，集合了曲面投影技術，圖像校正技術，圖像處理及觸控點識別技術，球面手勢識別技術和球面標定技術，將球面投影和與多點觸控技術有機結合，實現了大視場投影下炫麗的交互效果。本發明的多點觸控交互系統能達到360°空間的顯示，將圖片、視頻、地圖等多媒體信息，以現實的空間感、透視感呈現給觀察者，接受觀察者實時的觸摸而進行新穎有趣的交互。本發明的交互系統結構簡單易行，在科普教育、展覽展示、休閑娛樂等領域具有廣泛的應用前景和很好的經濟效益。

附圖說明

圖1為本發明實施例的球面多點觸控交互系統示意圖。

圖2a-2c為圖1所示系統在交互時IR攝像機獲得的圖像示例。

圖3為本發明實施例的系統對紅外圖像處理的步驟流程圖。

圖4為本發明實施例中圖像處理中的團塊檢測算法框圖。

圖5為本發明實施例中的觸控事件處理算法流程圖。

圖6為本發明實施例的系統實現單手交互的手勢示意圖。

圖7為本發明實施例的系統實現雙手交互的手勢示意圖。

圖8a為交互手勢在平面上拖拽操作計算方法示意，圖8b為本發明實施例的交互手勢在球面上的拖拽操作計算方法示意。

圖中：1漫反射球，2IR?LEDs，3魚眼鏡頭，4冷光鏡5IR濾光片，6投影機，7計算機，8IR攝像機

具體實施方式

下面以球面投影的多點觸控交互系統為例，詳細闡述本發明的多點觸控交互系統。

1.球面投影與交互用紅外光學系統

球面投影技術打破了以往投影圖像只能是平面規則圖形的局限，利用光學鏡頭，將普通的平面影像進行特殊的變換，投射到一個球形的屏幕內側，形成一個內投的球體影像，觀察者在屏幕外側可看到屏幕上的圖像。

用作投影的鏡頭除標準鏡頭外，根據視場角大小可分為廣角鏡頭(短焦鏡頭)、超短焦廣角鏡頭、長焦鏡頭、魚眼鏡頭四種。普通的標準鏡頭，視場角一般在60°以下，通常應用于教學。廣角鏡頭根據投射比的大小，視場角可達60°-90°之間，在短距離內投射大畫面，如互動投影、多通道環幕投影立體投影、會議室等工程，投射畫面往往以4∶3、16∶9平面顯示或者環形、柱形幕為主。魚眼鏡頭是一種有效的實現大視場方式的成像系統，視場角達到120°以上。以魚眼鏡頭作為投影機的附加鏡頭，用于擴大投影的視場，是解決近距離投射大場景的優選方式。