[發(fā)明專利]虛擬觸摸屏系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310515329.7
• 申請日: 2013-10-28
• 公開（公告）號: CN103543879A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王耀斌
• 申請（專利權(quán)）人: 陜西高新實(shí)業(yè)有限公司
• 主分類號: G06F3/041
• 分類號: G06F3/041;G06F3/0488
• 代理公司: 西安億諾專利代理有限公司 61220
• 代理人: 劉斌

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種觸摸屏系統(tǒng)，具體涉及一種虛擬觸摸屏系統(tǒng)。

背景技術(shù)

觸摸屏是繼鍵盤、鼠標(biāo)之后最為普遍接受的輸入方式，它方便了人們對計(jì)算機(jī)的操作。用戶只要用手指輕輕地觸碰計(jì)算機(jī)顯示屏上的圖符或文字就能實(shí)現(xiàn)對主機(jī)操作，從而使人機(jī)交互更為直截了當(dāng)，非常適合多媒體信息查詢，是一種極有發(fā)展前途的交互式輸入設(shè)備。目前，普通觸摸屏主要有紅外線式、電阻式、表面聲波式、電容式等類型，然而這些類型的大屏幕尤其是超大屏幕觸摸屏產(chǎn)品，均存在價(jià)格昂貴、通用性差、穩(wěn)定性差、準(zhǔn)確性差的問題。

有文獻(xiàn)記載一種基于攝像頭的虛擬觸摸屏系統(tǒng)，改變了傳統(tǒng)的觸摸屏的實(shí)現(xiàn)技術(shù)，它由多個(gè)攝像頭拍攝手指在虛擬觸摸屏上的移動和點(diǎn)擊操作，從拍攝的圖像中將人手區(qū)域分割出來，進(jìn)而提取手指的邊緣輪廓，將手指輪廓的B樣條曲線的第4個(gè)控制點(diǎn)定義為手指位置，由二維坐標(biāo)射影變換公式轉(zhuǎn)換進(jìn)而獲得手指在顯示屏幕上的位置坐標(biāo)。這一技術(shù)方案本質(zhì)是用多個(gè)攝像頭將手指及觸摸屏的三維圖像轉(zhuǎn)換成多個(gè)二維圖像，進(jìn)而從這些二維圖像中識別出手指及手指的移動、點(diǎn)擊等動作。因?yàn)榕臄z的圖像必須包含顯示屏幕，所以攝像頭必須放置在顯示屏幕的前方，對于大屏幕觸摸屏必然存在人體遮擋無法識別手指的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種虛擬觸摸屏系統(tǒng)，其由一維圖像采集裝置采集手指在虛擬觸摸屏上的一維數(shù)據(jù)，由多個(gè)一維數(shù)據(jù)識別手指在二維虛擬觸摸屏上的位置坐標(biāo)，從而完成人機(jī)交互。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：

一種虛擬觸摸屏系統(tǒng)，由至少兩個(gè)一維圖像采集裝置、顯示屏和數(shù)據(jù)處理裝置組成，其特殊之處在于：所述一維圖像采集裝置設(shè)置在虛擬觸摸屏的四周，每個(gè)一維圖像采集裝置獲取的一維圖像所在面與虛擬觸摸屏處于同一平面；所述虛擬觸摸屏與顯示屏幕的形狀和尺寸完全相同，虛擬觸摸屏與顯示屏幕處在同一平面內(nèi)，或虛擬觸摸屏處于顯示屏幕的正前方目，平行于顯示屏幕。

上述多個(gè)一維圖像采集裝置將手指在虛擬觸摸屏上的位置和點(diǎn)擊動作轉(zhuǎn)換成多個(gè)一維圖像中的點(diǎn)及點(diǎn)的有無，數(shù)據(jù)處理裝置根據(jù)一維圖像中點(diǎn)的信息識別手指在虛擬觸摸屏中的兩維直角坐標(biāo)，并執(zhí)行相應(yīng)的操作，完成人機(jī)交互功能。

上述一維圖像采集裝置采用一維線性傳感器，配合設(shè)置鏡頭、信號轉(zhuǎn)換和接口電路實(shí)現(xiàn)。

上述一維圖像數(shù)據(jù)采用兩維圖像采集裝置攝像頭，以攝像頭采集到的兩維圖像中的一行或一列的圖像數(shù)據(jù)。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：它結(jié)構(gòu)簡單，實(shí)現(xiàn)方便，造價(jià)低廉，解決了使用圖像技術(shù)實(shí)現(xiàn)的普通觸摸屏存在的人體遮擋手指的問題，特別適用于大屏幕觸摸系統(tǒng)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

參見圖1，一種虛擬觸摸屏系統(tǒng)，由至少兩個(gè)一維圖像采集裝置、顯示屏和數(shù)據(jù)處理裝置組成，一維圖像采集裝置設(shè)置在虛擬觸摸屏的四周，每個(gè)一維圖像采集裝置獲取的一維圖像所在面與虛擬觸摸屏處于同一平面；所述虛擬觸摸屏與顯示屏幕的形狀和尺寸完全相同，虛擬觸摸屏與顯示屏幕處在同一平面內(nèi)，或虛擬觸摸屏處于顯示屏幕的正前方目．平行于顯示屏幕。

多個(gè)一維圖像采集裝置將手指在虛擬觸摸屏上的位置和點(diǎn)擊動作轉(zhuǎn)換成多個(gè)一維圖像中的點(diǎn)及點(diǎn)的有無，數(shù)據(jù)處理裝置根據(jù)一維圖像中點(diǎn)的信息識別手指在虛擬觸摸屏中的兩維直角坐標(biāo)，并執(zhí)行相應(yīng)的操作，完成人機(jī)交互功能。

一維圖像采集裝置采用一維線性傳感器，配合設(shè)置鏡頭、信號轉(zhuǎn)換和接口電路實(shí)現(xiàn)。

一維圖像數(shù)據(jù)采用兩維圖像采集裝置攝像頭，以攝像頭采集到的兩維圖像中的一行或一列的圖像數(shù)據(jù)。

與已有技術(shù)相比，該設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在：

(1)圖像采集裝置設(shè)置在虛擬觸摸屏的四周，其拍攝方向與虛擬觸摸屏平行，從根本上解決了人體遮擋引起手指無法識別的問題，尤其是兇其避免了人體遮擋的問題，兇而可以擴(kuò)展到投影屏幕、普通墻面等任何大屏幕，通用性好。

(2)只需進(jìn)行一維圖像數(shù)據(jù)的處理，相比于二維圖像的數(shù)據(jù)處理，其過程大為簡化、算法簡單。

(3)采用一維線性傳感器，配合設(shè)置鏡頭、信號轉(zhuǎn)換和接口電路，其配置簡單，價(jià)格便宜。

(4)也可以采用兩維圖像采集裝置攝像頭，以兩維圖像中的一行或一列的圖像數(shù)據(jù)作為所需的一維圖像數(shù)據(jù)，易于實(shí)施。

(5)一般情況下只要使用NA'-圖像采集裝置。使用兩個(gè)以上圖像采集裝置可以減小圖像采集裝置與顯示屏之間的距離，對于較大屏幕來說，可以使整個(gè)系統(tǒng)更加緊湊。

實(shí)現(xiàn)原理

由于攝像頭價(jià)格便宜，易于獲得，于是將系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖中的一維圖像采集裝置由攝像頭來替代，由其拍攝的二維圖像中的一維鼴l像數(shù)據(jù)來識別二維顯示屏幕上的位置坐標(biāo)。由于攝像頭鏡片與虛擬觸摸屏垂直，當(dāng)用戶進(jìn)行手指觸摸操作時(shí)，手指的運(yùn)動平面與虛擬觸摸屏平行。因此手指在虛擬觸摸屏上的運(yùn)動軌跡一直顯示在攝像頭所拍攝圖像的某條確定直線上。手指在二維顯示屏幕平面上的運(yùn)動，轉(zhuǎn)換為手指點(diǎn)在攝像頭拍攝的兩幅圖像的某條確定直線上的移動。左右攝像頭拍攝的兩幅圖像中直線上的點(diǎn)和二維屁示屏平面中的某點(diǎn)存在一一對應(yīng)的關(guān)系。?