[發明專利]一種全向攝像頭構造的便攜光學觸摸屏及其定位校準方法

有效

• 申請號: 201310284933.3
• 申請日: 2013-07-08
• 公開（公告）號: CN103425355A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發明（設計）人: 周愷弟
• 申請（專利權）人: 周愷弟
• 主分類號: G06F3/042
• 分類號: G06F3/042
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 楊學明

1.一種全向攝像頭構造的便攜光學觸摸屏，其特征在于，包括：

圖像采集裝置：用于采集觸摸表面上方的圖像；

紅外光源：用于帶在觸摸物體上，以被圖像采集裝置捕捉，或者照射觸摸物體，使觸摸物體反射紅外光，以被圖像采集裝置捕捉；

其中圖像采集裝置是一種紅外全向攝像頭，由紅外攝像頭、全向鏡頭組成；該觸摸屏必須包含兩個或兩個以上的圖像采集裝置。

2.根據權利要求書1所述的一種全向攝像頭構造的便攜光學觸摸屏，其特征在于，所述的全向鏡頭是由平面圓柱投影法（Flat?Cylinder?Percpective）構造的光學鏡頭，紅外攝像頭的光軸與全向鏡頭的中心軸重合，紅外攝像頭通過全向鏡頭可以得到圖像采集裝置周圍360度視場的環形像。

3.一種全向攝像頭構造的便攜光學觸摸屏的定位方法，其特征在于，其步驟為：

獲得圖像采集裝置采集的圖像，并對圖像進行處理，得到該采集裝置捕捉到的所有觸摸物體圖像的質心的坐標；

根據這些坐標，計算經過該圖像采集裝置中心及觸摸物體的直線方程，最終得到一個直線集合；

多個圖像采集裝置經過上述兩步處理，形成多個直線集合，取兩個直線集合，可以設為A和B，則A中的直線與B中的直線兩兩相交得到一個點集；

在多于兩個圖像采集裝置的情況下，會產生多個點集，取這些點集的交集，這樣可以排除“鬼點”，得到觸摸點集合；

在只有兩個圖像采集裝置的情況下，可以根據用甄別算法甄別出“鬼點”并排除，得到觸摸點集合。

4.根據權利要求書3所述的一種全向攝像頭構造的便攜光學觸摸屏的定位方法，其特征在于，圖像處理方法的步驟為：

從圖像采集裝置中獲取一幀圖像；

使用運動物體識別算法，將圖像中的像素區分為運動的前景像素和靜止的背景像素，并生成相應的二值圖像；

使用區域連通算法，將二值圖像進行連通處理，以劃分出不同的觸摸物體；

計算捕捉到的所有觸摸物體圖像的質心的坐標；

其中，圖像處理并不對圖像采集裝置捕捉的整幀圖像進行處理，而是處理圖像中的一部分像素，這部分像素是由觸摸表面上方的光線經過全向鏡頭折反射到紅外攝像頭而形成的，這部分像素所在的區域是以紅外攝像頭采集到的環形像的圓心為圓心，以一定距離為半徑，以一定長度為寬度的圓環圖像探測區，長度和寬度為該方法所需的參數。

5.一種全向攝像頭構造的便攜光學觸摸屏的校準方法，其特征在于，該校準方法使用校準點且使用校準線；校準線是觸摸表面顯示的一條線段，校準線的一個端點固定，另一個端點可動，用戶能夠控制校準線繞它的固定端點旋轉，使校準線依次貫穿每個圖像采集裝置的中心來完成校準。

6.根據權利要求書5所述的一種全向攝像頭構造的便攜光學觸摸屏的校準方法，其特征在于，當該觸摸屏的每一個圖像采集裝置中心在觸摸表面坐標系內的坐標都已知時，該校準方法包括以下步驟：

觸摸表面顯示至少一個校準點，并向校準算法提供校準點在觸摸表面坐標系內的坐標和所有圖像采集裝置中心在觸摸表面坐標系內的坐標；

用戶依次觸摸校準點，被圖像采集裝置捕捉后，對圖像進行處理，將處理結果提供給校準算法；

校準算法利用幾何關系將圖像采集裝置的默認坐標系修正為與觸摸表面坐標系相平行的坐標系。

7.根據權利要求書5所述的一種全向攝像頭構造的便攜光學觸摸屏的校準方法，其特征在于，當該觸摸屏存在一個圖像采集裝置在觸摸表面坐標系內的坐標未知時，該校準方法包括以下步驟：

觸摸表面顯示至少兩個校準點，并向校準算法提供校準點在觸摸表面坐標系內的坐標；

用戶依次觸摸校準點，被圖像采集裝置捕捉后，對圖像進行處理，將處理結果提供給校準算法；

觸摸表面顯示校準線，用戶轉動校準線使校準線依次貫穿每個圖像采集裝置中心，每次貫穿圖像采集裝置中心時，將校準線兩個端點坐標提供給校準算法；

校準算法利用幾何關系將圖像采集裝置的默認坐標系修正為與觸摸表面坐標系相平行的坐標系，并計算出所有圖像采集裝置中心在觸摸屏表面坐標系內的坐標。