一种投影触控方法、装置及设备与流程

本发明涉及投影技术领域，特别涉及一种投影触控方法、装置及设备。

背景技术：

目前，投影设备广泛应用于工作、学习及娱乐等场所。投影设备在使用时一般与电脑、手机等电子设备连接，用户只能通过电子设备的鼠标、键盘等控制投影画面内容的切换，在投影过程中，用户需要频繁地点击鼠标或键盘来完成对投影画面内容的操控，显然，这种人机交互方式是非常麻烦的，用户体验不佳。

带有触摸屏幕的便携式投影设备的出现有效地改善了上述人机交互方式存在的问题，用户可以直接在投影设备的触摸屏幕上对投影画面内容进行操控，其操控方法与对带有触摸屏幕的手机、平板电脑等电子设备的触摸屏幕的操控方法类似，可以进行点击、滑动等操作。但是，由于触摸屏幕一般较小，通过点击或滑动触摸屏幕的操作方式来控制投影画面内容，在选择界面内容时很容易出现偏差，用户体验仍然不好。

近年来，对在投影画面上直接对投影内容进行操控(投影触控)的研究得到了一定成果，这种投影触控方式虽然提高了用户体验，但其一般通过摄像头拍摄的方式来识别用户的点击或滑动操作，不能精准地进行投影触控，且摄像头的耗电量很大。

技术实现要素：

本发明实施例公开了一种投影触控方法、装置及设备，以解决现有投影触控技术中投影触控准确度低，耗电量大的问题。技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种投影触控方法，应用于扫描式投影设备，所述扫描式投影设备投射不可见激光并发射超声波脉冲信号至投影区域，其中，所述不可见激光形成的不可见激光区域覆盖所述投影区域，所述方法包括：

接收所述不可见激光的反射光，确定所述反射光的强度，并接收所述超声波脉冲信号的反射信号，确定所述反射信号的强度；

当所述反射光的强度发生变化时，根据发生变化前后所述反射光的强度，确定触控物的触控位置坐标；

在目标时间段内，获得所确定的触控位置坐标形成的触控轨迹，并根据发射超声波脉冲信号的时间、接收所述超声波脉冲信号的反射信号的时间序列及强度，确定所述触控物与所述投影区域之间的距离，其中，所述目标时间段为：从当前时刻开始向前预设时长的时间段；

判断所述距离是否小于预设的阈值；

如果是，则响应所述触控轨迹对应的触控动作。

可选的，所述根据发生变化前后所述反射光的强度，确定触控物的触控位置坐标，包括：

根据发生变化前所述反射光的强度确定发生变化前的反射光强度信息图像，根据发生变化后所述反射光的强度确定发生变化后的反射光强度信息图像；

将所述发生变化前的反射光强度信息图像与所述发生变化后的反射光强度信息图像进行差分处理，得到触控物的反射光强度信息图像；

通过尖端检测算法对所述触控物的反射光强度信息图像进行检测，确定所述触控物的触控位置坐标。

可选的，所述在目标时间段内，获得所确定的触控位置坐标形成的触控轨迹，包括：

根据目标时间段内所确定的触控位置坐标，获得所述触控物的移动路径和移动方向；

根据所述移动路径和所述移动方向，确定触控轨迹。

可选的，所述根据发射超声波脉冲信号的时间、接收所述超声波脉冲信号的反射信号的时间序列及强度，确定所述触控物与所述投影区域之间的距离，包括：

根据当前工作温度确定当前周期超声波脉冲信号的传播速度；

根据所述超声波脉冲信号的反射信号的强度，通过超声回波处理算法确定所述投影区域表面的表面反射信号；

根据发射所述超声波脉冲信号的时间、接收所述表面反射信号的时间序列，计算所述超声波的第二传播时间序列；

根据所述第二传播时间序列及所述传播速度，确定所述投影区域的第二景深信息图像；

将上一周期确定的所述投影区域的第一景深信息图像与所述第二景深信息图像进行差分处理，得到第三景深信息图像；

通过尖端检测算法对所述第三景深信息图像进行检测，确定所述触控物与所述投影区域之间的距离。

可选的，所述不可见激光为红外激光。

第二方面，本发明实施例还提供了一种投影触控装置，应用于扫描式投影设备，所述扫描式投影设备投射不可见激光并发射超声波脉冲信号至投影区域，其中，所述不可见激光形成的不可见激光区域覆盖所述投影区域，所述装置包括：

接收模块，用于接收所述不可见激光的反射光，确定所述反射光的强度，并接收所述超声波脉冲信号的反射信号，确定所述反射信号的强度；

第一确定模块，用于当所述反射光的强度发生变化时，根据发生变化前后所述反射光的强度，确定触控物的触控位置坐标；

第二确定模块，用于在目标时间段内，获得所确定的触控位置坐标形成的触控轨迹，其中，所述目标时间段为：从当前时刻开始向前预设时长的时间段；

第三确定模块，用于根据所述目标时间段内发射超声波脉冲信号的时间、接收所述超声波脉冲信号的反射信号的时间序列及强度，确定所述触控物与所述投影区域之间的距离；

判断模块，用于判断所述距离是否小于预设的阈值；

响应模块，用于在所述距离小于预设的阈值时响应所述触控轨迹对应的触控动作。

可选的，所述第一确定模块包括：

第一强度信息图像确定单元，用于根据发生变化前的所述反射光的强度确定发生变化前的反射光强度信息图像，根据发生变化后所述反射光的强度确定发生变化后的反射光强度信息图像；

第二强度信息图像确定单元，用于将所述发生变化前的反射光强度信息图像与所述发生变化后的反射光强度信息图像进行差分处理，得到触控物的反射光强度信息图像；

触控位置坐标确定单元，用于通过尖端检测算法对所述触控物的反射光强度信息图像进行检测，确定所述触控物的触控位置坐标。

可选的，所述第二确定模块包括：

路径和方向确定单元，用于根据目标时间段内所确定的触控位置坐标，获得所述触控物的移动路径和移动方向；

触控轨迹确定单元，用于根据所述移动路径和所述移动方向，确定触控轨迹。

可选的，所述第三确定模块包括：

传播速度确定单元，用于根据当前工作温度确定当前周期超声波脉冲信号的传播速度；

反射信号确定单元，用于根据所述超声波脉冲信号的反射信号的强度，通过超声回波处理算法确定所述投影区域表面的表面反射信号；

传播时间确定单元，用于根据发射所述超声波脉冲信号的时间、接收所述表面反射信号的时间序列，计算所述超声波的第二传播时间序列；

景深信息确定单元，用于根据所述第二传播时间序列及所述传播速度，确定所述投影区域的第二景深信息图像；

差分处理单元，用于将上一周期确定的所述投影区域的第一景深信息图像与所述第二景深信息图像进行差分处理，得到第三景深信息图像；

距离确定单元，用于通过尖端检测算法对所述第三景深信息图像进行检测，确定所述触控物与所述投影区域之间的距离。

可选的，所述不可见激光为红外激光。

第三方面，本发明实施例还提供了一种投影触控设备，包括：激光投射装置、超声波脉冲信号发射装置、反射激光接收装置、反射超声波脉冲信号接收装置和数据处理装置；其中，

所述激光投射装置，用于以扫描方式投射可见激光至投影区域形成投影画面，并以扫描方式投射不可见激光至所述投影区域形成不可见激光区域，其中，所述不可见激光区域覆盖所述投影区域；

所述超声波脉冲信号发射装置，用于发射超声波脉冲信号至所述投影区域；

所述反射激光接收装置，用于接收所述不可见激光的反射光，确定所述反射光的强度，并将所述反射光的强度发送至所述数据处理装置；

所述反射超声波脉冲信号接收装置，用于接收所述超声波脉冲信号的反射信号，确定所述反射信号的强度，并获得发射所述超声波脉冲信号的时间和接收所述反射信号的时间序列，并将所获得的时间序列及所述反射信号的强度发送至所述数据处理装置；

所述数据处理装置，用于接收所述反射激光接收装置发送的所述反射光强度，接收所述反射超声波脉冲信号接收装置发送的所述时间序列及反射信号的强度，当所述反射光的强度发生变化时，根据发生变化前后所述反射光的强度，确定触控物的触控位置坐标，获得目标时间段内所确定的触控位置坐标形成的触控轨迹，并根据所述目标时间段内发射超声波信号的时间、接收反射信号的时间序列及强度，确定所述触控物与所述投影区域之间的距离，并判断所述距离是否小于预设的阈值，如果是，则响应所述触控轨迹对应的触控动作，其中，所述目标时间段为：从当前时刻开始向前预设时长的时间段。

可选的，所述数据处理装置，具体用于根据发生变化前的所述反射光的强度确定发生变化前的反射光强度信息图像，根据发生变化后所述反射光的强度确定发生变化后的反射光强度信息图像；将所述发生变化前的反射光强度信息图像与所述发生变化后的反射光强度信息图像进行差分处理，得到触控物的反射光强度信息图像；通过尖端检测算法对所述触控物的反射光强度信息图像进行检测，确定所述触控物的触控位置坐标。

可选的，所述数据处理装置，具体用于根据目标时间段内所确定的触控位置坐标，获得所述触控物的移动路径和移动方向；根据所述移动路径和所述移动方向，确定触控轨迹。

可选的，所述投影触控设备还包括：温度传感器；所述温度传感器，用于测量当前工作温度，并将所述当前工作温度发送至所述数据处理装置；

所述数据处理装置，具体用于接收所述温度传感器发送的所述当前工作温度，并根据所述当前工作温度确定当前周期所述超声波脉冲信号的传播速度；根据所述超声波脉冲信号的反射信号的强度，通过超声回波处理算法确定所述投影区域表面的表面反射信号；根据所述目标时间段内发射所述超声波脉冲信号的时间、接收所述表面反射信号的时间序列，计算所述超声波针对所述投影区域的的第一第二传播时间序列和针对所述触控物的第二传播时间；根据所述第一传播时间及所述传播速度，确定所述投影区域的第一景深信息图像，；并根据所述第二传播时间序列及所述传播速度，确定所述投影区域触控物的第二景深信息图像；将上一周期确定的所述投影区域的所述第一景深信息图像与所述第二景深信息图像进行差分处理，得到第三景深信息图像；通过尖端检测算法对所述第三景深信息图像进行检测，确定所述触控物与所述投影区域之间的距离。

可选的，所述不可见激光为红外激光。

本发明实施例提供的方案中，首先接收不可见激光的反射光，确定反射光的强度，并接收超声波脉冲信号的反射信号，当反射光的强度发生变化时，根据发生变化前后反射光的强度，确定触控物的触控位置坐标，然后获得目标时间段内所确定的触控位置坐标形成的触控轨迹，并确定触控物与所述投影区域之间的距离，最后判断该距离是否小于预设的阈值，如果是，则响应所述触控轨迹对应的触控动作。可见，由于采用反射光的强度确定触控物的触控位置坐标，通过超声波脉冲信号确定触控物与投影区域的距离，不需要摄像头拍摄，可以快速精确地确定触控动作，同时有效降低了投影设备的耗电量，即使在投影区域与投影设备距离仅为10厘米时也可以进行精准触控，大大提高了投影触控的准确度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所提供的第一种投影触控方法的流程图；

图2为本发明实施例所提供的一种投影触控装置的示意图；

图3为本发明实施例所提供的一种投影触控设备的示意图；

图4为本发明实施例所提供的差分图像示意图；

图5为本发明实施例所提供的投影触控示意图；

图6为本发明实施例所提供的景深图像示意图；

图7为本发明实施例所提供的触控动作示意图；

图8为本发明实施例所提供的触控轨迹示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了提高投影触控的准确度，降低投影设备的耗电量，本发明实施例提供了一种投影触控方法、装置及设备。

下面首先对本发明实施例所提供的一种投影触控方法进行介绍。

首先需要说明的是，本发明提供的一种投影触控方法应用于扫描式投影设备，该扫描式投影设备以扫描方式投射可见激光形成投影画面于一实体平面，即形成了投影区域，以扫描方式投射不可见激光至该投影区域时，该实体平面又形成了不可见激光区域，其中，该不可见激光形成的不可见激光区域覆盖该投影区域。对于该可见激光与不可见激光，通过光学设计的方法将它们和束，使得在投影区域显示的投影画面中的每个像素，除了具有可见激光元素之外，还叠加了一个不可见激光元素，也就是说，投影画面中的每个像素包含可见激光及不可见激光两个部分。该可见激光可以为R、G、B三种颜色的可见激光，也可以是任意一种颜色的可见激光，在此不做具体限定。

如图1所示，一种投影触控方法，包括以下步骤：

S101，接收所述不可见激光的反射光，确定所述反射光的强度，并接收所述超声波脉冲信号的反射信号，确定所述反射信号的强度；

当投射的不可见激光到达该实体平面进而被该实体平面反射时，就形成了该不可见激光的反射光。扫描式投影设备接收到该不可见激光的反射光后，便可以确定该反射光的强度。由于投影画面中的每个像素包含可见激光及不可见激光两个部分，所以每个像素对应的反射光是对应于该像素包含的可见激光的，也就是说，该反射光是与包含可见激光的像素一一对应的。其中，该不可见激光优选为红外激光。

需要说明的是，该反射光为该实体平面上整个投影区域所反射的不可见激光，而不是某一位置的反射光。进一步需要说明的是，确定该反射光的强度的方式可以采用现有任意方式，在此不做具体限定。

同理的，发射超声波脉冲信号至该投影区域后，当该超声波脉冲信号遇到该实体平面后便会形成反射信号，扫描式投影设备便可以接收到该反射信号，进而便可以确定该反射信号的强度。需要说明的是，该反射信号为该超声波脉冲信号的所有反射信号，例如，当投影区域为人体手背时，该超声波脉冲信号遇到手背表面皮肤时会反射，也会穿过皮肤，遇到人体的血管等也会发生反射，所以为了计算结果更加准确，需要接收该超声波脉冲信号的所有反射信号。当然，也可以根据实验经验设定一个合理的接收时间，超过该接收时间的反射信号便不再进行接收。

S102，当所述反射光的强度发生变化时，根据发生变化前后所述反射光的强度，确定触控物的触控位置坐标；

当该反射光的强度发生变化时，说明可能有触控物进入投影区域。由于触控物与扫描式投影设备的距离一般比投影区域与扫描式投影设备的距离的距离近，所以投射到触控物上的不可见激光的反射光会比投射到投影区域的不可见激光的反射光更强。

根据发生变化前后反射光的强度，确定触控物的触控位置坐标的具体方式可以为：

根据发生变化前的所述反射光的强度确定发生变化前的反射光强度信息图像，根据发生变化后所述反射光的强度确定发生变化后的反射光强度信息图像；

将所述发生变化前的反射光强度信息图像与所述发生变化后的反射光强度信息图像进行差分处理，得到触控物的反射光强度信息图像；

通过尖端检测算法对所述触控物的反射光强度信息图像进行检测，确定所述触控物的触控位置坐标。

具体的，根据发生变化前后所述反射光的强度可以分别确定发生变化前的反射光强度信息图像及发生变化后的反射光强度信息图像，由于投射到触控物上的不可见激光的反射光比投射到投影区域的不可见激光的反射光强，所以对发生变化前后的反射光强度信息图像进行差分处理，便可以得到触控物的反射光强度信息图像。该差分处理即为将发生变化前后的反射光强度信息图像，例如可以采用帧间差分算法、背景差分算法等差分处理算法。如图4所示，如果该触控物为手指，通过差分处理，便可能得到图4中的几种典型的触控物的反射光强度信息图像。

需要说明的是，图4所示的几种触控物的反射光强度信息图像只是本发明中可能得到的几种常见的触控物的反射光强度信息图像，并不是本发明中可以得到的所有触控物的反射光强度信息图像。

由于投影画面中的每个像素包含可见激光及不可见激光两个部分，得到该触控物的反射光强度信息图像后，便可以得到该触控物所遮挡住的投影画面中的区域，由于一般触控物(例如手指、触控笔等)在触控时都是使用尖端进行操作，所以可以通过尖端检测算法等简单的图像处理的方法很容易地找到常见的条状或棒状的触控物的尖端的触控位置坐标。

如图5所示，定义投影区域所在实体平面为xy平面，那么通过上述方法便可以确定出触控物(手指)的尖端的触控位置坐标(x,y)。其中，需要说明的是，坐标z轴表示的方向为投影区域所在实体平面与扫描式投影设备连线的方向，即为不可见激光的反射光的方向。坐标z的确定方法将在后续步骤中说明。

需要说明的是，该触控位置坐标也可以是在该反射光强度信息图像中的坐标，由于该反射光强度信息图像中的坐标与投影区域中的坐标是一一对应的，所以只要确定了该反射光强度信息图像中的坐标，也就确定了该触控物对应在投影区域中的位置。

进一步需要说明的是，上述图像差分算法及尖端检测算法均为本领域常用的图像处理方法，在此不做具体说明。

S103，在目标时间段内，获得所确定的触控位置坐标形成的触控轨迹，并根据发射超声波脉冲信号的时间、接收所述超声波脉冲信号的反射信号的时间序列及强度，确定所述触控物与所述投影区域之间的距离；

其中，该目标时间段为从当前时刻开始向前预设时长的时间段。该目标时间段一般可以根据实际需要进行设定，例如可以设定为150毫秒、200毫秒等，在此不做具体限定。

由于在实际应用中，触控物与投影区域之间的距离往往较近，特别是在近距离投影时，例如图5所示的腕式投影设备向手背上投影时，投影区域与投影区域之间的距离仅为十几厘米，触控物与投影区域之间的距离则更近，通过摄像头拍摄等其他现有方式均不能准确的确定该触控物与投影区域之间的距离。由于超声波脉冲信号可以进行近距离的测距，所以为了更加准确的确定该触控物与投影区域之间的距离，可以通过发射超声波脉冲信号的时间及接收反射信号的时间，确定所述触控物与所述投影区域之间的距离。

具体的，确定该触控轨迹的方式可以包括：

根据目标时间段内所确定的触控位置坐标，获得该触控物的移动路径和移动方向；

根据该移动路径和所述移动方向，确定触控轨迹。

具体的，在目标时间段内，可以确定若干个触控位置坐标(x,y)，通过这些触控位置坐标(x,y)可以获得该触控物的移动路径和移动方向。可以理解的是，每两个相邻时刻对应的触控位置坐标都可以确定该触控物在该两个相邻时刻对应的时间段内的移动路径和移动方向，进而根据在该目标时间段内确定的所有时刻的移动路径和移动方向便可以确定出一条在xy平面内的触控轨迹。

进一步的，在确定该触控轨迹的同时，由于扫描式投影设备在实时接收超声波脉冲信号的反射信号，所以可以根据发射超声波脉冲信号的时间及接收该超声波脉冲信号的反射信号的时间序列及强度，确定该触控物与投影区域之间的距离。其中，确定该触控物与投影区域之间的距离的确定方式可以包括以下步骤：

根据当前工作温度确定当前周期超声波脉冲信号的传播速度；

根据所述超声波脉冲信号的反射信号的强度，通过超声回波处理算法确定所述投影区域表面的表面反射信号；

根据发射所述超声波脉冲信号的时间、接收所述表面反射信号的时间序列，计算该超声波的第二传播时间序列；

根据所述第二传播时间序列及所述传播速度，确定所述投影区域的第二景深信息图像；

将上一周期确定的所述投影区域的第一景深信息图像与所述第二景深信息图像进行差分处理，得到第三景深信息图像；

通过尖端检测算法对所述第三景深信息图像进行检测，确定所述触控物与所述投影区域之间的距离。

由于超声波脉冲信号的传播速度会受到温度的影响，所以为了保证数据的准确性，首先可以根据当前工作温度确定当前周期超声波脉冲信号的传播速度。需要说明的是，超声波脉冲信号的传播速度与温度的对应关系为公知常识，在此不做具体说明。

进一步的，由于该触控物与扫描式投影设备之间的距离和投影区域与扫描式投影设备之间的距离是不同的，所以二者对该超声波脉冲信号的反射时刻也不同，进而接收到二者的反射信号的时间也是不同的。需要说明的是，所述该触控物与扫描式投影设备之间的距离以及投影区域与扫描式投影设备之间的距离指的是在由超声波脉冲信号发射位置和触控物所确定的直线上的距离，即为图5中沿z轴方向的距离，而不是投影区域所在平面的法线方向的距离。

由于投影区域的表面和内部均会对超声波脉冲信号进行反射，所以接收到的反射信号中包括投影区域表面和内部反射的反射信号。显然，投影区域内部反射的反射信号并不能用来计算触控物与投影区域之间的距离，例如，当投影区域为人体手背时，该超声波脉冲信号遇到手背表面皮肤时会反射，也会穿过皮肤，遇到人体的血管等也会发生反射，而人体的血管的反射信号并不能用来计算触控物与投影区域之间的距离，所以，需要根据该超声波脉冲信号的反射信号的强度，通过超声回波处理算法确定投影区域表面的表面反射信号。

需要说明的是，若当前周期投影区域内存在触控物，那么通过表面反射信号的强度依然可以确定触控物表面的反射信号，例如，触控物为手指，那么通过超声回波处理算法便可以确定手指表面的反射信号。此时，确定的投影区域表面的表面反射信号即为触控物表面的反射信号和除去被触控物遮挡的投影区域的表面反射信号。

确定了当前周期接收到的反射信号中哪些是表面反射信号后，便可以根据发射该超声波脉冲信号的时间、接收该表面反射信号的时间序列，计算该超声波的第二传播时间序列。

需要说明的是，第二传播时间序列不是投影区域中某一个点对应的一个时间，而是当前周期整个投影区域对应的发射超声波脉冲信号的时间以及接收表面反射信号的时间的时间差，由于表面反射信号是整个投影区域的表面反射信号，而投影区域可能是斜面，也可能是凹凸不平的表面，所以接收到该表面反射信号的时间是不同的，是一系列不同的时间，也就是上述时间序列。

计算出当前周期超声波的第二传播时间序列后，就可以根据飞行时间算法(Time Of Flight，TOF)和超声波成像技术确定出投影区域的第二景深信息图像。

具体的，计算公式可以为：d₂＝v₂t₂/2，其中，v₂为当前温度对应的当前周期超声波脉冲信号的传播速度，t₂为第二传播时间序列。可以理解的是，由于t₂是一系列不同的时间，所以计算得到的第二景深信息d₂也是对应于整个投影区域的一系列不同的景深值信息。

为了方便计算以及后续步骤的进行，可以利用超声波成像技术根据该第二景深信息得出第二景深信息图像，例如图5中(2)所示，图中颜色越深表明与扫描式投影设备的距离越近，从图中可以看出，该第一景深信息图像为投影到一个斜面上对应的景深信息图像，例如腕式投影设备投影到手背上得到的第二景深信息图像。可以看出，该第二景深信息图像中右侧出现明显的触控物的景深信息，由于触控物与扫描式投影设备的距离相对于投影区域与扫描式投影设备的距离更近，所以触控物对应的第二景深信息图像中区域的颜色更深。需要强调的是，图5中(2)所示的第一景深信息图像只是本发明提供的一种可能的情况，并不能构成对本发明所提供的第二景深信息图像的限定。

同理的，可以根据上述方式确定上一周期的投影区域的第一景深信息图像，具体计算公式可以为：d₁＝v₁t₁/2，其中，v₁为上一周期超声波脉冲信号的传播速度，t₁为上一周期发射超声波脉冲信号的时间、接收表面反射信号的时间序列的时间差，即第一传播时间序列。可以理解的是，由于t₁也是一系列不同的时间，所以计算得到的第一景深信息d₁也是对应于整个投影区域的一系列不同的景深值信息。根据该第一景深信息可以确定第一景深信息图像，由于具体确定方式与第二景深信息图像的确定方式相同，所以在此不再进行赘述。

举例而言，图5中(1)所示的第一景深信息图像，从图中可出，该第一景深信息图像为与图5中(2)对应的，没有触控物时，投影到一个斜面上对应的景深信息图像，例如腕式投影设备投影到手背上得到的。需要强调的是，图5中(1)所示的第一景深信息图像只是本发明提供的一种可能的情况，并不能构成对本发明所提供的第一景深信息图像的限定。

得到上述第一景深信息图像及第二景深信息图像后，将二者相减即通过差分处理算法便可以得到触控物与投影区域之间的距离对应的第三景深信息图像。

具体的，若得到的第三景深信息图像中的景深信息为0，说明当前周期内没有触控物进入投影区域，那么继续接收下一周期的反射信号，重复上述过程即可。若将二者通过差分处理得到的第三景深信息图像中有触控物的景深信息存在，那么得到的距离是整个触控物与投影区域之间的距离，而不是触控物上某一点与投影区域之间的距离，由于一般触控物(例如手指、触控笔等)在触控时都是使用尖端进行操作，所以此时可以通过尖端检测算法从第三景深信息图像中检测出触控物的尖端附近位置，从而得到触控物的尖端附近位置与投影区域之间的距离。

需要说明的是，由于触控物的尖端附近位置与投影区域之间可能存在多个距离，且该多个距离可能不相等，所以可以根据实际投影情况以及操控方式将该距离中最小值或最大值或得到的触控物的尖端位置与投影区域之间的所有距离的平均值作为触控物与投影区域之间的距离，在此不做具体限定。可以理解的是，确定了该距离后，也就确定了图5中触控物的坐标z。

进一步需要说明的是，在目标时间段内，可能有多个周期对应的第三景深信息图像中都存在触控物的景深信息，那么可以将该多个周期得到的触控物与投影区域之间的距离的平均值或最小值或最大值等作为最终的触控物与投影区域之间的距离，在此不做具体限定。

S104，判断所述距离是否小于预设的阈值，如果是，执行步骤S105；

为了避免用户误操作对投影触控的准确性造成不良影响，计算出触控物与投影区域之间的距离后，可以将该距离与该预设的阈值进行比较以判定触控动作是否有效，在根据比较结果进行触控操作。

其中，该预设的阈值可以根据实际操作需要及用户习惯进行设定，由于一般触控物本身是具有一定厚度的，所以可以进一步根据所使用的触控物进行设定，例如，可以设置为1厘米、1.5厘米等，在此不做具体限定。当然也可以针对不同的触控轨迹设定不同的阈值，以达到更加精准触控的目的。

S105，响应所述触控轨迹对应的触控动作。

当判断出该距离小于该预设的阈值时，说明该触控轨迹对应的触控动作是有效的，那么便可以响应该触控动作。该触控动作可能为点击、滑动、长按以及双击等触控动作，在此不做具体限定。

而判断出该距离不小于该预设的阈值时，说明该触控轨迹对应的触控动作是无效的，很可能是用户的误操作，那么便不进行任何操作，继续进行步骤S101即可。

举例而言，如图7所示，图中701为腕式投影设备，702为投射可见激光及不可见激光的装置，703为反射光接收装置，704为触控物(手指)，706为超声波脉冲信号发射及接收装置。可以看出，图7中(1)和(2)中触控物与投影区域的距离不同，在(1)中，触控物704的尖端即手指尖与投影区域之间的距离很近，通过计算得出为0.8厘米。而在(2)中，触控物704的尖端即手指尖与投影区域之间的距离较远，通过计算得出为2.5厘米，如果预设的阈值为1厘米，由于0.8厘米小于1厘米，而2.5厘米大于1厘米，所以(1)中触控物704对应的触控动作为有效动作，响应该触控动作，而(2)中触控物704对应的触控动作为无效动作，不进行任何操作。显然，按照手指点击的习惯动作，(2)中触控物704实际点击到投影区域上的位置应该是图中手背上的阴影部分，如果不对触控物704的尖端与投影区域之间的距离和预设的阈值进行判断，认为其为有效动作，直接将(2)中触控物704的触控位置坐标作为点击动作的位置，进行点击动作，那么执行的触控动作就是错误的。

可见，本方案中，首先接收不可见激光的反射光，确定反射光的强度，并接收超声波脉冲信号的反射信号，当反射光的强度发生变化时，根据发生变化前后反射光的强度，确定触控物的触控位置坐标，然后获得目标时间段内所确定的触控位置坐标形成的触控轨迹，并确定触控物与所述投影区域之间的距离，最后判断该距离是否小于预设的阈值，如果是，则响应所述触控轨迹对应的触控动作。可见，由于采用反射光的强度确定触控物的触控位置坐标，通过超声波脉冲信号确定触控物与投影区域的距离，不需要摄像头拍摄，可以快速精确地确定触控动作，同时有效降低了投影设备的耗电量，即使在投影区域与投影设备距离仅为10厘米时也可以进行精准触控，大大提高了投影触控的准确度。

下面以点击触控动作以及滑动触控动作为例，对本发明所提供的一种投影触控方法进行详细说明。

实施例1

一种投影触控方法，应用于扫描式投影设备，可以包括以下步骤：

接收所述不可见激光的反射光，确定所述反射光的强度，并接收所述超声波脉冲信号的反射信号；

当所述反射光的强度发生变化时，根据发生变化前后所述反射光的强度，确定触控物的触控位置坐标；

获得目标时间段内所确定的触控位置坐标形成的触控轨迹，并根据所述目标时间段内发射超声波脉冲信号的时间、接收反射信号的时间，确定所述触控物与所述投影区域之间的距离；

具体的，在目标时间段内所确定的触控位置坐标形成的触控轨迹为一个点，如图8(1)所示。

进一步的，确定该触控物的尖端位置与投影区域之间的距离的最小值为该触控物与所述投影区域之间的距离。

判断所述距离是否小于预设的阈值；

如果是，响应所述点击触控动作。

实施例2

与实施例1的区别在于：

在目标时间段内所确定的触控位置坐标形成的触控轨迹为在设定区域内的一条直线，如图8(2)所示，该设定区域可以根据用户操作习惯进行设定，例如可以为10个像素为直径的圆形区域，或者边长为15个像素的正方形区域等，在此不做具体限定。

进一步的，确定该触控物的尖端位置与投影区域之间的距离的平均值为该触控物与所述投影区域之间的距离。

实施例3

与实施例1的区别在于：

在目标时间段内所确定的触控位置坐标形成的触控轨迹为在设定区域内的一条曲线，如图8(3)所示，该设定区域可以根据用户操作习惯进行设定，例如可以为10个像素为直径的圆形区域等，或者边长为15个像素的正方形区域，在此不做具体限定。

进一步的，确定该触控物的尖端位置与投影区域之间的距离的最大值为该触控物与所述投影区域之间的距离。

实施例4

一种投影触控方法，应用于扫描式投影设备，可以包括以下步骤：

接收所述不可见激光的反射光，确定所述反射光的强度，并接收所述超声波脉冲信号的反射信号；

当所述反射光的强度发生变化时，根据发生变化前后所述反射光的强度，确定触控物的触控位置坐标；

获得目标时间段内所确定的触控位置坐标形成的触控轨迹，并根据所述目标时间段内发射超声波脉冲信号的时间、接收反射信号的时间，确定所述触控物与所述投影区域之间的距离；

具体的，在目标时间段内所确定的触控位置坐标形成的触控轨迹为一条直线，如图8(4)所示。且该直线上的触控位置坐标形中y值的范围不超过预设值，需要说明的是，该预设值可以根据用户操作习惯进行设定，例如可以为100个像素、150个像素等，在此不做具体限定。

进一步的，确定该触控物的尖端位置与投影区域之间的距离的最小值为该触控物与所述投影区域之间的距离。

判断所述距离是否小于预设的阈值；

如果是，响应所述滑动触控动作。

其中，以该触控轨迹的开始点的位置坐标与终止点的位置坐标的连线方向作为该滑动触控动作的滑动方向。

实施例5

与实施例4的区别在于：

在目标时间段内所确定的触控位置坐标形成的触控轨迹为一条折线，如图8(5)所示。且该折线上的触控位置坐标形中y值的范围不超过预设值，需要说明的是，该预设值可以根据用户操作习惯进行设定，例如可以为100个像素、150个像素等，在此不做具体限定。

进一步的，确定该触控物的尖端位置与投影区域之间的距离的最大值为该触控物与所述投影区域之间的距离。

实施例6

与实施例4的区别在于：

在目标时间段内所确定的触控位置坐标形成的触控轨迹为一条曲线，如图8(6)所示。且该曲线上的触控位置坐标形中y值的范围不超过预设值，需要说明的是，该预设值可以根据用户操作习惯进行设定，例如可以为100个像素、150个像素等，在此不做具体限定。

进一步的，确定该触控物的尖端位置与投影区域之间的距离的平均值为该触控物与所述投影区域之间的距离。

相应于上述方法实施例，本发明实施例还提供了投影触控装置，下面对本发明实施例所提供一种投影触控装置进行介绍。

首先需要说明的是，本发明提供的一种投影触控装置应用于扫描式投影设备，该扫描式投影设备投射不可见激光并发射超声波脉冲信号至投影区域，其中，该不可见激光形成的不可见激光区域覆盖投影区域。

如图2所示，一种投影触控装置，应用于扫描式投影设备，可以包括：

接收模块210，用于接收所述不可见激光的反射光，确定所述反射光的强度，并接收所述超声波脉冲信号的反射信号，确定所述反射信号的强度；

第一确定模块220，用于当所述反射光的强度发生变化时，根据发生变化前后所述反射光的强度，确定触控物的触控位置坐标；

第二确定模块230，用于在目标时间段内，获得所确定的触控位置坐标形成的触控轨迹；

其中，所述目标时间段为：从当前时刻开始向前预设时长的时间段。

第二确定模块240，用于根据所述目标时间段内发射超声波脉冲信号的时间、接收所述超声波脉冲信号的反射信号的时间序列及强度，确定所述触控物与所述投影区域之间的距离；

判断模块250，用于判断所述距离是否小于预设的阈值；

响应模块260，用于在所述距离小于预设的阈值时响应所述触控轨迹对应的触控动作。

可见，本方案中，首先接收不可见激光的反射光，确定反射光的强度，并接收超声波脉冲信号的反射信号，当反射光的强度发生变化时，根据发生变化前后反射光的强度，确定触控物的触控位置坐标，然后获得目标时间段内所确定的触控位置坐标形成的触控轨迹，并确定触控物与所述投影区域之间的距离，最后判断该距离是否小于预设的阈值，如果是，则响应所述触控轨迹对应的触控动作。可见，由于采用反射光的强度确定触控物的触控位置坐标，通过超声波脉冲信号确定触控物与投影区域的距离，不需要摄像头拍摄，可以快速精确地确定触控动作，同时有效降低了投影设备的耗电量，即使在投影区域与投影设备距离仅为10厘米时也可以进行精准触控，大大提高了投影触控的准确度。

优选的，所述不可见激光为红外激光。

具体的，所述第一确定模块220可以包括：

第一强度信息图像确定单元，用于根据发生变化前的所述反射光的强度确定发生变化前的反射光强度信息图像，根据发生变化后所述反射光的强度确定发生变化后的反射光强度信息图像；

第二强度信息图像确定单元，用于将所述发生变化前的反射光强度信息图像与所述发生变化后的反射光强度信息图像进行差分处理，得到触控物的反射光强度信息图像；

触控位置坐标确定单元，用于通过尖端检测算法对所述触控物的反射光强度信息图像进行检测，确定所述触控物的触控位置坐标。

具体的，所述第二确定模块230可以包括：

路径和方向确定单元，用于根据目标时间段内所确定的触控位置坐标，获得所述触控物的移动路径和移动方向；

触控轨迹确定单元，用于根据所述移动路径和所述移动方向，确定触控轨迹。

具体的，所述第三确定模块240可以包括：

传播速度确定单元，用于根据当前工作温度确定当前周期超声波脉冲信号的传播速度；

反射信号确定单元，用于根据所述超声波脉冲信号的反射信号的强度，通过超声回波处理算法确定所述投影区域表面的表面反射信号；

传播时间确定单元，用于根据发射所述超声波脉冲信号的时间、接收所述表面反射信号的时间序列，计算所述超声波的第二传播时间序列；

景深信息确定单元，用于根据所述第二传播时间序列及所述传播速度，确定所述投影区域的第二景深信息图像；

差分处理单元，用于将上一周期确定的所述投影区域的第一景深信息图像与所述第二景深信息图像进行差分处理，得到第三景深信息图像；

距离确定单元，用于通过尖端检测算法对所述第三景深信息图像进行检测，确定所述触控物与所述投影区域之间的距离。

本发明实施例还提供了投影触控设备，下面对本发明实施例所提供一种投影触控设备进行介绍。

如图3所示，一种投影触控设备，包括：激光投射装置310、超声波脉冲信号发射装置320、反射激光接收装置330、反射超声波脉冲信号接收装置340和数据处理装置350；其中，

激光投射装置310，用于以扫描方式投射可见激光至投影区域形成投影画面，并以扫描方式投射不可见激光至所述投影区域形成不可见激光区域；

其中，所述不可见激光区域覆盖所述投影区域。

超声波脉冲信号发射装置320，用于发射超声波脉冲信号至所述投影区域；

反射激光接收装置330，用于接收所述不可见激光的反射光，确定所述反射光的强度，并将所述反射光的强度发送至所述数据处理装置350；

反射超声波脉冲信号接收装置340，用于接收所述超声波脉冲信号的反射信号，确定所述反射信号的强度，并获得发射所述超声波脉冲信号的时间和接收所述反射信号的时间序列，并将所获得的时间序列及所述反射信号的强度发送至所述数据处理装置350；

数据处理装置350，用于接收所述反射机关接收装置发送的所述反射光强度，接收所述反射超声波脉冲信号接收装置发送的所述时间序列及反射信号的强度，当所述反射光的强度发生变化时，根据发生变化前后所述反射光的强度，确定触控物的触控位置坐标，获得目标时间段内所确定的触控位置坐标形成的触控轨迹，并根据所述目标时间段内发射超声波脉冲信号的时间、接收反射信号的时间序列及强度，确定所述触控物与所述投影区域之间的距离，并判断所述距离是否小于预设的阈值，如果是，则响应所述触控轨迹对应的触控动作。

其中，所述目标时间段为：从当前时刻开始向前预设时长的时间段。

可见，本设备中，激光投射装置投射不可见激光至投影区域，超声波脉冲信号发射装置发射超声波脉冲信号至投影区域，反射激光接收装置接收不可见激光的反射光，反射超声波脉冲信号接收装置接收超声波脉冲信号的反射信号，数据处理装置在反射光的强度发生变化时，根据发生变化前后反射光的强度，确定触控物的触控位置坐标，然后获得目标时间段内所确定的触控位置坐标形成的触控轨迹，并确定触控物与所述投影区域之间的距离，判断该距离是否小于预设的阈值，如果是，则响应所述触控轨迹对应的触控动作。可见，由于采用反射光的强度确定触控物的触控位置坐标，通过超声波脉冲信号确定触控物与投影区域的距离，不需要摄像头拍摄，可以快速精确地确定触控动作，同时有效降低了投影设备的耗电量，即使在投影区域与投影设备距离仅为10厘米时也可以进行精准触控，大大提高了投影触控的准确度。

优选的，所述不可见激光为红外激光。

具体的，所述数据处理装置350用于：

根据发生变化前的所述反射光的强度确定发生变化前的反射光强度信息图像，根据发生变化后所述反射光的强度确定发生变化后的反射光强度信息图像；将所述发生变化前的反射光强度信息图像与所述发生变化后的反射光强度信息图像进行差分处理，得到触控物的反射光强度信息图像；通过尖端检测算法对所述触控物的反射光强度信息图像进行检测，确定所述触控物的触控位置坐标。

进一步的，所述数据处理装置350用于：

根据目标时间段内所确定的触控位置坐标，获得所述触控物的移动路径和移动方向；根据所述移动路径和所述移动方向，确定触控轨迹。

更进一步的，所述投影触控设备还可以包括：

温度传感器，用于测量当前工作温度，并将所述当前工作温度发送至所述数据处理装置350；

相应的，所述数据处理装置350，具体接收所述温度传感器发送的所述当前工作温度，并根据当前工作温度确定当前周期超声波脉冲信号的传播速度；根据所述超声波脉冲信号的反射信号的强度，通过超声回波处理算法确定所述投影区域表面的表面反射信号；根据所述发射所述超声波脉冲信号的时间、接收反射信号的时间序列，计算所述超声波的第二传播时间序列；根据所述第二传播时间序列及所述传播速度，确定所述投影区域的第二景深信息图像；将上一周期确定的所述投影区域的第一景深信息图像与所述第二景深信息图像进行差分处理，得到第三景深信息图像；通过尖端检测算法对所述第三景深信息图像进行检测，确定所述触控物与所述投影区域之间的距离。

需要说明的是，数据处理装置350可以发送第一控制信号至投射装置310，以控制激光投射装置310投射可见激光至投影区域形成投影画面，并投射不可见激光至所述投影区域形成不可见激光区域。还可以发送第二控制信号至超声波脉冲信号发射装置320，以控制超声波脉冲信号发射装置320发射超声波脉冲信号至所述投影区域。当然，投射装置310及超声波脉冲信号发射装置320也可以在该投影触控设备启动的同时便开始动作，这都是合理的。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

本领域普通技术人员可以理解实现上述方法实施方式中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，这里所称得的存储介质，如：ROM/RAM、磁碟、光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。