专利名称：一种摄像式触摸控制方法及其系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及触摸控制技术领域，尤其是涉及一种摄像式触摸控制方法，以及一种摄像式触摸控制系统。
背景技术：
触摸控制技术作为一种新型的计算机输入技术，使人机交互更为直观，由于给用户带来极大的便利性，除了应用于个人便携式信息产品外，应用领域已遍及信息家电、公共信息、电子游戏、办公自动化设备等各个领域。常见的触摸控制技术包括电容式触摸技术、电阻式触摸技术、红外触摸技术或者摄像式触摸技术等，其中摄像式触摸技术具有使用设备简单，安装方便等优点，成为触摸控制技术的一个越来越重要的部分。尤其是应用于大尺寸显示装置的触摸控制技术。大尺寸显示设备的触摸控制技术不同于小尺寸显示设备的触摸控制技术。小尺寸显示设备，如 iPhone, iPAD,Galaxy Tab等，由于尺寸较小，电容式触摸屏的工艺效果可以做到非常好，成熟的表面电容技术能有效地实现多点触摸功能；但也正是由于工艺的限制，表面电容多点触摸技术无法有效地扩展至大尺寸显示设备。然而市场对于大尺寸显示设备的触摸控制有较大的需求，尤其是在会议、教育等领域。基于光学的摄像式触摸技术具有结构和安装调试简单，成本低，触摸尺寸无限制等优势，具有巨大的潜在市场。现有技术的一种摄像式触摸技术的设备如图1所示，工作原理如图2所示在显示装置的触摸控制区域边缘的不同位置设置至少三个摄像装置，对所述触摸控制区域进行拍摄；建立坐标系，当有触摸点时触摸点在各个摄像装置的拍摄图像中形成的光斑如图3所示，将所述光斑中心与所述摄像装置的位置坐标所确定的直线设为所述光斑的中轴线，则三个所述摄像装置拍摄的所述光斑的中轴线交点，即为触摸点的坐标，通过计算可得到所述触摸点的坐标，从而对触摸点进行定位。但是，在上述摄像式触摸控制技术的应用中，当某个摄像装置拍摄的图像中，一个触摸点被另一个触摸点遮挡时，由于遮挡的触摸点在图像中形成的光斑(亮光斑或者暗光斑)比被遮挡的触摸点在图像中形成的光斑大，因此以遮挡的触摸点在图像中形成的光斑对被遮挡的触摸点进行定位，就会使被遮挡的触摸点的定位不准确。可能是中间的摄像头发生触摸点遮挡，如图4，图5所示，也可能是两边的摄像头被遮挡，如图6，图7所示。由于受到多点触摸时触摸点互遮挡的限制，光学镜头无法获取视野中真实的触摸点的准确位置，致使被遮挡的触摸点在屏幕上的定位不准确。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够对被遮挡的触摸点进行较精确定位的摄像式触摸控制方法。一种摄像式触摸控制方法，包括S101，分别获取设置在显示装置的触摸控制区域边缘的三个摄像装置拍摄的所述触摸控制区域的图像；S102，根据各个所述摄像装置拍摄的图像中的光斑数量，判断被遮挡的摄像装置；S103，分别从每一摄像装置拍摄的图像中选取一个光斑，组合成候选触摸点，计算每个所述候选触摸点对应的三个所述光斑的中轴线相交围成的三角形区域面积；其中，所述中轴线是由摄像装置对光斑的中心的拍摄角度和所述摄像装置的位置坐标所确定的直线.
一入 ，S104，将每一候选触摸点对应的三角形区域的面积与第一预设值比较；如果小于所述第一预设值，则以所述候选触摸点对应的三角形区域的中心坐标作为所述真实触摸点的坐标；否则，储存所述候选触摸点；S105，提取一个储存的所述候选触摸点，对所述候选触摸点中由被遮挡的摄像装置拍摄的光斑执行步骤S106至S109 ；S106，将光斑以中轴线为界划分为两个子光斑；S107，将划分后的各个所述子光斑与所述候选触摸点对应的其余光斑组合，分别计算每种组合中所述候选触摸点对应的三角形区域的面积；S108，将各种组合计算的所述候选触摸点对应的三角形区域的面积与所述第一预设值比较；如果小于所述第一预设值，则将对应的所述三角形区域的中心坐标作为真实触摸点的坐标，否则，执行步骤S109 ；S109，根据各种组合计算的所述候选触摸点对应的三角形区域的面积大小，判断是否继续对相应的子光斑进行划分处理，是则对所述子光斑执行步骤S105至步骤S108，否则，结束对所述候选触摸点的处理。与现有技术相比较，本发明的摄像式触摸控制方法中，从每一摄像装置拍摄的图像中选取一个光斑，组合成候选触摸点，计算一候选触摸点对应的三个所述光斑的中轴线相交围成的三角形区域面积，并与所述第一预设值比较。当触摸点发生遮挡时，对应被遮挡触摸点的三角形区域面积会比较大，因此可以判断出被遮挡触摸点。然后通过将所述候选触摸点对应的被遮挡摄像装置拍摄的光斑逐次等分为两个子光斑，以每一所述子光斑再次计算候选触摸点对应的三角形区域面积，如果根据所述子光斑计算的所述候选触摸点对应的三角形区域面积小于所述第一预设值，表明对所述被遮挡触摸点的定位比较准确，则以所述三角形区域的中心作为被遮挡的真实触摸点的位置坐标，因此，能够在发生触摸点遮挡的情况下对被遮挡的触摸点进行较精确的定位，提高定位精度，使定位轨迹更加平滑。本发明的目的还在于提供一种能够对被遮挡的触摸点进行较精确定位的摄像式触摸控制系统。一种摄像式触摸定位系统，包括图像获取模块，用于分别获取设置在显示装置的触摸控制区域边缘的三个摄像装置拍摄的所述触摸控制区域的图像；第一判断模块，用于根据各个所述摄像装置拍摄的图像中的光斑数量，判断被遮挡的摄像装置；第一运算模块，用于分别从每一摄像装置拍摄的图像中选取一个光斑，组合成候选触摸点，计算每个所述候选触摸点对应的三个所述光斑的中轴线相交围成的三角形区域面积；其中，所述中轴线是由摄像装置对光斑的中心的拍摄角度和所述摄像装置的位置坐标所确定的直线；第一比较模块，用于将每一候选触摸点对应的三角形区域的面积与第一预设值比较；第一定位模块，用于在所述第一比较模块的比较结果为小于所述第一预设值时， 以所述候选触摸点对应的三角形区域的中心坐标作为所述真实触摸点的坐标；储存模块，用于在所述第一比较模块的比较结果为不小于所述第一预设值时，储存所述候选触摸点；第一控制模块，用于提取一个储存的所述候选触摸点，对所述候选触摸点中由被遮挡的摄像装置拍摄的光斑送至等分处理模块中处理；等分处理模块，用于将光斑以中轴线为界划分为两个子光斑；第二运算模块，用于将划分后的各个所述子光斑与所述候选触摸点对应的其余光斑组合，分别计算每种组合中所述候选触摸点对应的三角形区域的面积；第二比较模块，用于将各种组合计算的所述候选触摸点对应的三角形区域的面积与所述第一预设值比较；第二定位模块，用于在所述第二比较模块的比较结果为小于所述第一预设值时， 将对应的所述三角形区域的中心坐标作为真实触摸点的坐标；第二控制模块，用于在所述第二比较模块的比较结果为不小于所述第一预设值时，根据各种组合计算的所述候选触摸点对应的三角形区域的面积大小，判断是否继续对相应的子光斑进行划分处理，是则将所述子光斑送至所述等分处理模块中处理，否则，结束对所述候选触摸点的处理。与现有技术相比较，本发明的摄像式触摸控制系统中，所述第一运算模块从每一摄像装置拍摄的图像中选取一个光斑，组合成候选触摸点，计算一候选触摸点对应的三个所述光斑的中轴线相交围成的三角形区域面积，所述第一比较模块将所述三角形区域面积与所述第一预设值比较。当触摸点发生遮挡时，对应被遮挡触摸点的三角形区域面积会比较大，因此可以判断出被遮挡触摸点。然后通过所述第一控制模块和所述第二控制模块控制所述等分处理模块将所述候选触摸点对应的被遮挡摄像装置拍摄的光斑逐次等分为两个子光斑，所述第二运算模块再以每一所述子光斑再次计算候选触摸点对应的三角形区域面积，如果根据所述子光斑计算的所述候选触摸点对应的三角形区域面积小于所述第一预设值，表明对所述被遮挡触摸点的定位比较准确，则所述第二定位模块以所述三角形区域的中心作为被遮挡的真实触摸点的位置坐标，因此，能够在发生触摸点遮挡的情况下对被遮挡的触摸点进行较精确的定位，提高定位精度，使定位轨迹更加平滑。
图1是一种现有的摄像式触摸技术的设备结构示意图；图2是图1所示的摄像式触摸技术的工作原理示意图；图3是现有的摄像式触摸技术中摄像装置拍摄的图像示意图；图4是现有的摄像式触摸技术中触摸点发生遮挡的示意图；图5是图4所示的各个摄像装置拍摄的图像的示意图6是现有摄像式触摸技术中触摸点发生遮挡另一种情形的示意图；图7是图6所示的各个摄像装置拍摄的图像的示意图；图8是本发明摄像式触摸控制方法的流程图；图9是本发明中在触摸控制区域边缘设置三个摄像装置的示意图；图10是本发明摄像式触摸控制方法的原理示意图；图11是图10所示的各个摄像装置拍摄的图像的示意图；图12是本发明摄像式触摸控制系统的结构示意图。
具体实施例方式请参阅图8，图8是本发明摄像式触摸控制方法的流程图。所述摄像式触摸控制方法的上半部分流程如图8(A)所示，所述摄像式触摸控制方法的下半部分流程如图8(B)所
7J\ ο所述摄像式触摸控制方法包括以下步骤S101，分别获取设置在显示装置的触摸控制区域边缘的三个摄像装置拍摄的所述触摸控制区域的图像；其中，所述触摸控制区域是对用户的触摸控制进行拍摄定位的区域，优选为所述显示装置的正面上方的区域。在所述触摸控制区域的触摸操作将会被检测，作为触摸控制的信息进行处理。每一所述摄像装置优选拍摄视角都包括整个所述触摸控制区域，保证每一摄像装置都能够拍摄到完整的所述显示装置的触摸控制区域的图像。每一所述摄像装置的拍摄轴优选平行于所述摄像装置的平面，从侧面对所述触摸控制区域进行拍摄，当有触摸点出现在所述触摸控制区域时，同样从侧面拍摄到所述触摸点出现在所述触摸控制区域的图像。所述三个摄像装置的设置位置可以根据本领域技术人员的需要而设定在所述触摸控制区域边缘的各个位置上，本领域技术人员只需要获得所述三个摄像装置的位置坐标与所述显示装置的相对位置，就可以通过运算计算出各个摄像装置的拍摄图像与所述显示装置的触摸控制区域的位置关系，从而对所述触摸控制区域中出现的触摸点进行定位。而作为一种优选的实施方式，三个所述摄像装置分别设置在所述显示装置一边的两端以及所述边的中点处，并且设置在所述显示装置一边的两端的两个所述摄像装置的拍摄角度为90度，设置在所述边中点处的摄像装置的拍摄角度为180度。因此可以利用三个摄像装置就对整个所述触摸控制区域进行拍摄，并且避免了触摸点出现在两个摄像装置之间的情况。为了方便说明触摸点的检测定位计算，下面举例说明请参阅图9，在显示装置11所在的平面，以显示装置11所在的平面内的任何一点作为坐标原点，建立坐标系。所述显示装置11的触摸控制区域为与所述显示装置11的正面显示区域同样大小的区域。如以第一摄像装置A为坐标原点，则，该第一摄像装置A的坐标为(0，0)，设该显示装置11的一边111的长度为L，第二摄像装置B的坐标为(L，0)，第三摄像装置C的坐标为(172，0)，触摸点0的坐标为未知值(x，y)。分别从所述第一摄像装置 A、所述第二摄像装置B和所述第三摄像装置C中获取其分别对所述显示装置11的触摸控制区域拍摄的图像。
S102，根据各个所述摄像装置拍摄的图像中的光斑数量，判断被遮挡的摄像装置；每一摄像装置都被遮挡的可能性不大，因此，将拍摄的光斑数量最多的摄像装置的所拍摄的光斑数量N作为实际触摸点的数量，如果其他摄像装置拍摄的光斑数量不超过 N，则说明所述摄像装置拍摄的图像中有触摸点被遮挡。S103，分别从每一摄像装置拍摄的图像中选取一个光斑，组合成候选触摸点，计算每个所述候选触摸点对应的三个所述光斑的中轴线相交围成的三角形区域面积；其中，所述中轴线是由摄像装置对光斑的中心的拍摄角度和所述摄像装置的位置坐标所确定的直线.
一入 ，从每一摄像装置拍摄的图像中选取一个光斑，即每次都选择三个分别对应不同摄像装置的光斑进行组合计算，计算出三个所述光斑的中轴线。在理想情况下，真实触摸点的对应的三个光斑的中轴线交点重叠成一个点。而在实际计算中，因为光斑有一定的宽度，因此会带来一定的误差，使三点不重叠。以所述三个交点为顶点的三角形区域，即为所述候选触摸点对应的三角形区域。通过所述光斑的中心的拍摄角度和所述摄像装置的位置坐标，可以计算确定出所述中轴线的位置信息，从而计算出各个所述候选触摸点对应的三角形区域的面积，设为Stlt5S104，将每一候选触摸点对应的三角形区域的面积与第一预设值比较；如果小于所述第一预设值，则以所述候选触摸点对应的三角形区域的中心坐标作为所述真实触摸点的坐标；否则，储存所述候选触摸点；所述第一预设值的大小可根据实际精确度来确定，所述第一预设值越小，则精确度越高，对遮挡触摸点的定位的难度也越高，因此应该为所述第一预设值设定合适的数值。 假设所述第一预设值为Si。则当& < Si时，表明&所述候选触摸点的定位精度已经满足预定要求，判断所述候选触摸点对应真实触摸点，并将直接根据所述候选触摸点对应的三角形区域计算真实触摸点的坐标。即以所述三角形区域的中心的坐标作为所述真实触摸点的坐标，所述中心可以是所述三角形区域的重心、质心或者几何中心等。则当& ^ Si时，表明&所述候选触摸点的定位精度低于阈值，此时所述候选触摸点对应的三角形区域的面积过大，无法准确对候选触摸点定位。储存所述候选触摸点，以便对其进行更精确的分割搜索定位处理S105，提取一个储存的所述候选触摸点，对所述候选触摸点中由被遮挡的摄像装置拍摄的光斑执行步骤S106至S109。S106，将光斑以中轴线为界划分为两个子光斑；在本步骤中，根据所述光斑的宽度，将所述光斑以所述中轴线为界划分为宽度相等的两个子光斑。S107，将划分后的各个所述子光斑与所述候选触摸点对应的其余光斑组合，分别计算每种组合中所述候选触摸点对应的三角形区域的面积；划分之后根据所述子光斑的宽度，原光斑的中轴线位置等信息，可以计算出每一所述子光斑的中轴线位置，以此为基础，再次计算各个子光斑与所述候选触摸点对应的其他光斑的每种组合中所述候选触摸点对应的三角形区域的面积。
S108，将各种组合计算的所述候选触摸点对应的三角形区域的面积与所述第一预设值比较；如果小于所述第一预设值，则将对应的所述三角形区域的中心坐标作为真实触摸点的坐标，否则，执行步骤S109 ；根据所述子光斑的划分方式，再次计算每种组合中所述候选触摸点对应的三角形区域的面积之后，再与所述第一预设值比较，假设此时所述候选触摸点对应的三角形区域的面积为Sx。如果Sx ^ Si,表明所述候选触摸点的定位精度已经满足预定要求，将面积最小的所述三角形区域的中心坐标作为真实触摸点的坐标。如果Sx > Si时，表明所述候选触摸点的定位精度低于临界值，此时还无法对所述候选触摸点精度定位，因此执行步骤S119S109，根据各种组合计算的所述候选触摸点对应的三角形区域的面积大小，判断是否继续对相应的子光斑进行划分处理，是则对所述子光斑执行步骤S105至步骤S108，再次将所述子光斑划分为更小的子光斑后，再次计算定位；否则，结束对所述候选触摸点的处理。与现有技术相比较，本发明的摄像式触摸控制方法中，从每一摄像装置拍摄的图像中选取一个光斑，组合成候选触摸点，计算一候选触摸点对应的三个所述光斑的中轴线相交围成的三角形区域面积，并与所述第一预设值比较。当触摸点发生遮挡时，对应被遮挡触摸点的三角形区域面积会比较大，因此可以判断出被遮挡触摸点。然后通过将所述候选触摸点对应的被遮挡摄像装置拍摄的光斑逐次等分为两个子光斑，以每一所述子光斑再次计算候选触摸点对应的三角形区域面积，如果根据所述子光斑计算的所述候选触摸点对应的三角形区域面积小于所述第一预设值，表明对所述被遮挡触摸点的定位比较准确，则以所述三角形区域的中心作为被遮挡的真实触摸点的位置坐标，因此，能够在发生触摸点遮挡的情况下对被遮挡的触摸点进行较精确的定位，提高定位精度，使定位轨迹更加平滑。作为本发明摄像式触摸控制方法的一种优选实施方式，步骤S109中进一步将各种组合计算的所述候选触摸点对应的三角形区域的面积分别与第二预设值比较；如果其中一个所述子光斑对应的三角形区域的面积大于或等于所述第一预设值并且小于所述第二预设值，则对相应的所述子光斑执行步骤S105至步骤S108 ；如果其中一个所述子光斑对应的三角形区域的面积大于或等于所述第二预设值， 则对另一个所述子光斑执行步骤S105至步骤S108 ；如果两个所述子光斑对应的三角形区域的面积都大于或等于所述第二预设值，则结束对所述候选触摸点的处理。优选地，每一次执行步骤S109时，取所述第二预设值为，其中，Si是前一次执
行步骤S107时计算的所述候选触摸点对应的三角形区域的面积。即，当所述《<& < ^^ 时，则对Sx相应的所述子光斑执行步骤S105至步骤S108 ；继续划分所述子光斑来进行被遮挡触摸点的坐标计算。当其中一个子光斑对应的& > &《时，对另一所述子光斑执行步骤S105至步骤S108。
当两个所述子光斑的Sx都大于时，判断结束对所述候选触摸点的处理。通过本步骤，可以对所述子光斑的划分设定的条件，可以根据所述第二预设值进行来年划分的两个子光斑之间的处理切换，提高定位效率。作为本发明摄像式触摸控制方法的另一种优选实施方式，在步骤S109中，判断继续对相应的子光斑进行划分处理之后，进一步包括判断对相应的光斑进行划分次数的次数是否超过预定重复次数，如果是，则结束对所述候选触摸点的处理，并返回步骤S105，提取另一个候选触摸点进行处理，否则，执行步骤S106至S109。在本步骤中，设定每一所述光斑的等分划分的重复次数，当超过所述重复次数时， 直接结束对所述候选触摸点的处理，可以提高定位效率。具体可以通过以下方式实现初始化重复次数C = 0，在每次步骤S109时，如果判断继续对相应的子光斑进行划分处理，则使C的取值加1，则在C的取值超过所述预定重复次数时，直接结束对所述候选触摸点的处理。在本实施方式中，所述预定重复次数可设定为4。进一步地，步骤S109中结束对所述候选触摸点的处理之后，判断是否已对所有的候选触摸点进行处理，是则结束定位，否则返回步骤S105，提取另一个候选触摸点进行处理。从而可以自动地对所有的候选触摸点依次进行搜索处理，找出所有的被遮挡触摸点。当对所有的候选触摸点都进行过处理之后，结束定位程序。以获得的各个判断为真实触摸点的坐标作为实际触摸点的坐标。下面结合具体例子说明本发明的摄像式触摸控制方法的流程原理以两触摸点为例，且中间摄像头存在被遮挡触摸点，如图10所示。两触摸点为P1、 P2，在左、右两边的摄像装置A、C中，P1、P2分别对应各自光斑，在中间的摄像装置B中，P1、 P2所成光斑重叠，所以在B的成像图像中只出现了一个光斑，如图11所示。在定位触摸点位置坐标过程中，取光斑的中轴线进行计算，一般光斑的中轴线在图10中用长短虚线表示。对于触摸点P1，三光学摄像装置对应光斑的中轴线相交，确定的三角形区域的面积约等于0，因此，其值小于所述第一预设值，所以可以判有一真实触摸点在此处，且以该三角形区域的重心计算为该触摸点Pi的位置坐标。而由于摄像装置A、C中的光斑数为2，摄像装置B中光斑数为1，所以可以判断摄像装置B存在遮挡现象，需要进行推理搜索，找出被遮挡触摸点的真实位置。因为摄像装置B中光斑的中轴线并不是经过触摸点P2，而P2点被Pl点遮挡了，计算机并不知道，所以在计算P2时，所采用的仍是Pl的中轴线。在摄像装置A、C中取另外一种有意义的光斑组合，并与摄像装置B中唯一的光斑组合。三条中轴线两两相交，得三个交点，图10中交点表示为小白圆圈。三个交点形成相应的三角形Stl，通过&与第一预设值比较，可得所& > Si。因为摄像装置B被遮挡，所以对摄像装置B中光斑进行分割搜索，将摄像装置B中光斑分为为左、右子光斑，所述左、右子光斑所对应的中轴线在图10中以细虚线表示。该中轴线与相应的左、右摄像装置A、c中相应光斑的中轴线(长短虚线)分别两两相交，围成两
个大小不一的三角形S1与& ；通过比较面积可以得出，&&<《，因此如果需要进行下一次搜索，可以优先搜索右子光斑。又由于& < Si,因此可以确认在&处存在一被遮挡的真实触摸点，且以&的重心作为该真实触摸点的位置坐标。而如果《<& < ^0，则可以将右子光斑再次等分，然后进行下一次计算。由于三摄像装置中光斑数最多的为两个，且已经定位出了两个真实触摸点，所以可以结束定位程序，输出两真实触摸点位置坐标。若三摄像头中最多的光斑数与现在得到的已确定了位置坐标的真实触摸点个数不一致，则继续依序选取不同的光斑组合进行同样的处理，直至上述两者个数一致或者对所有的光斑组合都进行过处理为止。本发明能有效解决类似结构的摄像式触摸控制技术中，多个触摸点在一个摄像头中出现遮挡的情况，实际实验效果非常稳定和高效。本发明同样适用于多个点触摸的情况， 不只限于两点触摸，所举实施例并不对本发明产生任何限定作用，仅是对本发明的一种实例列举。请参阅图12，图12是本发明摄像式触摸控制系统的结构示意图。所述摄像式触摸控制系统包括图像获取模块101，用于分别获取设置在显示装置的触摸控制区域边缘的三个摄像装置拍摄的所述触摸控制区域的图像；第一判断模块102，用于根据各个所述摄像装置拍摄的图像中的光斑数量，判断被遮挡的摄像装置；第一运算模块103，用于分别从每一摄像装置拍摄的图像中选取一个光斑，组合成候选触摸点，计算每个所述候选触摸点对应的三个所述光斑的中轴线相交围成的三角形区域面积；其中，所述中轴线是由摄像装置对光斑的中心的拍摄角度和所述摄像装置的位置坐标所确定的直线；第一比较模块104，用于将每一候选触摸点对应的三角形区域的面积与第一预设值比较；第一定位模块105，用于在所述第一比较模块104的比较结果为小于所述第一预设值时，以所述候选触摸点对应的三角形区域的中心坐标作为所述真实触摸点的坐标；储存模块106，用于在所述第一比较模块104的比较结果为不小于所述第一预设值时，储存所述候选触摸点；第一控制模块107，用于提取一个储存的所述候选触摸点，对所述候选触摸点中由被遮挡的摄像装置拍摄的光斑送至等分处理模块108中处理；等分处理模块108，用于将光斑以中轴线为界划分为两个子光斑；第二运算模块109，用于将划分后的各个所述子光斑与所述候选触摸点对应的其余光斑组合，分别计算每种组合中所述候选触摸点对应的三角形区域的面积；第二比较模块110，用于将各种组合计算的所述候选触摸点对应的三角形区域的面积与所述第一预设值比较；第二定位模块111，用于在所述第二比较模块110的比较结果为小于所述第一预设值时，将对应的所述三角形区域的中心坐标作为真实触摸点的坐标；第二控制模块112，用于在所述第二比较模块110的比较结果为不小于所述第一预设值时，根据各种组合计算的所述候选触摸点对应的三角形区域的面积大小，判断是否继续对相应的子光斑进行划分处理，是则将所述子光斑送至所述等分处理模块中处理，否则，结束对所述候选触摸点的处理。与现有技术相比较，本发明的摄像式触摸控制系统中，所述第一运算模块从每一摄像装置拍摄的图像中选取一个光斑，组合成候选触摸点，计算一候选触摸点对应的三个所述光斑的中轴线相交围成的三角形区域面积，所述第一比较模块将所述三角形区域面积与所述第一预设值比较。当触摸点发生遮挡时，对应被遮挡触摸点的三角形区域面积会比较大，因此可以判断出被遮挡触摸点。然后通过所述第一控制模块和所述第二控制模块控制所述等分处理模块将所述候选触摸点对应的被遮挡摄像装置拍摄的光斑逐次等分为两个子光斑，所述第二运算模块再以每一所述子光斑再次计算候选触摸点对应的三角形区域面积，如果根据所述子光斑计算的所述候选触摸点对应的三角形区域面积小于所述第一预设值，表明对所述被遮挡触摸点的定位比较准确，则所述第二定位模块以所述三角形区域的中心作为被遮挡的真实触摸点的位置坐标，因此，能够在发生触摸点遮挡的情况下对被遮挡的触摸点进行较精确的定位，提高定位精度，使定位轨迹更加平滑。作为本发明摄像式触摸控制系统的一种优选实施方式，所述第二控制模块112进一步将各种组合计算的所述候选触摸点对应的三角形区域的面积分别与第二预设值比较; 如果其中一个所述子光斑对应的三角形区域的面积大于或等于所述第一预设值并且小于所述第二预设值，则将相应的所述子光斑送至所述等分处理模块108中处理；如果其中一个所述子光斑对应的三角形区域的面积大于或等于所述第二预设值，则对另一个所述子光斑送至所述等分处理模块108中处理；如果两个所述子光斑对应的三角形区域的面积都大于或等于所述第二预设值，则结束对所述候选触摸点的处理。优选地，所述第二控制模块112每次进行比较时，取所述第二预设值为，其中，Si是所述第二运算模块前一次计算的所述候选触摸点对应的三角形区域的面积。S卩，当所述《.<& < 时，则所述等分处理模块108对相应的所述子光斑进行等分处理。当其中一个子光斑对应的& > &《时，所述等分处理模块108对另一个所述子光
斑进行等分处理。当两个所述子光斑的民都大于&&时，判断结束对所述候选触摸点的处理。在本实施方式中，可以对所述子光斑的划分设定的条件，可以根据所述第二预设值进行来年划分的两个子光斑之间的处理切换，提高定位效率。作为本发明摄像式触摸控制系统的另一种优选实施方式，所述第二控制模块112判断继续对相应的子光斑进行划分处理之后，进一步判断对相应的光斑进行划分次数的次数是否超过预定重复次数，如果是，则结束对所述候选触摸点的处理；否则，将所述子光斑送至所述等分处理模块中处理。在本实施方式中，设定每一所述光斑的等分划分的重复次数，当超过所述重复次数时，直接结束对所述候选触摸点的处理，可以提高定位效率。具体可以通过以下方式实现具体地，所述第二控制模块112可以初始化重复次数C = 0，在每次判断继续对相应的子光斑进行划分处理之后，使C的取值加1，则在C的取值超过所述预定重复次数时，直接结束对所述候选触摸点的处理。在本实施方式中，所述预定重复次数可设定为4。进一步地，所述第二控制模块112结束对所述候选触摸点的处理之后，所述第一控制模块107判断是否已对所有的候选触摸点进行处理，是则结束定位，否则提取另一个候选触摸点进行处理。从而可以自动地对各个所述候选触摸点进行判断，找出所有的被遮挡触摸点。当对所有的光斑组合都进行过判断之后，结束定位程序。以获得的各个判断为真实触摸点的坐标作为实际触摸点的坐标。目前的基于光学成像的摄像式触摸控制技术多采用三个摄像头实现，也有采用四个光学成像设备的，虽然使用更多的摄像装置在一定程度上能解决被遮挡触摸点的定位不准确问题，但成本价格较高，处理算法更为复杂，并且也不能完全解决问题。而基于三个光学成像设备的摄像式触摸控制技术，目前根本无法解决被遮挡触摸点的定位不准确的问题，所以在多点书写时，可能会由于被遮挡触摸点而出现断笔现象。通过本发明的摄像式触摸控制方法及其系统，可以对摄像式触摸控制技术中多点触摸时互相遮挡的情况下的断笔问题进行处理，尤其对一个摄像装置出现了遮挡，而另外两个摄像装置没有出现遮挡的情况具有较好的处理效果。与现有技术相比较，本发明还具有以下优点1、自适应确定搜索层次；能够在每次对光斑划分迭代后自动判断是否达到了搜索结束的条件，进而避免了盲目的穷尽搜索，节省了计算时间；2、基于知识推理的优先搜索。采用前一次的计算的结果，为当前的搜索进行优先排序，自动选择下一次进行划分迭代的光斑或子光斑，避免了平均搜索，提高了定位效率。本发明的实测效果表明能有效地解决多点触摸时互相遮挡的情况下，真实触摸点定位问题，且定位准确，补偿出的轨迹非常平滑。本发明所述的坐标相同或重叠，皆是在考虑到摄像装置的拍摄过程中的误差，以及计算过程的适当误差的基础上定义的，并不时绝对意义上的完全相同或重叠。应在允许有一定误差范围内理解本发明所述的坐标相同或重叠和类似描述。本发明并不限于以上实施方式，例如应用本发明的摄像式触摸控制方法及其装置可以进行三点以上的多点定位。另外，通过理解本发明的技术方案，本领域的技术人员将意识到，通过增加摄像装置的个数来增加拍摄的图像信息，可以使该本发明的本发明的摄像式触摸控制方法及其装置的定位更精确，也可更方便地实现三点以上的多点定位。以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。
权利要求
1.一种摄像式触摸控制方法，其特征在于，包括以下步骤S101，分别获取设置在显示装置的触摸控制区域边缘的三个摄像装置拍摄的所述触摸控制区域的图像；S102，根据各个所述摄像装置拍摄的图像中的光斑数量，判断被遮挡的摄像装置； S103，分别从每一摄像装置拍摄的图像中选取一个光斑，组合成候选触摸点，计算每个所述候选触摸点对应的三个所述光斑的中轴线相交围成的三角形区域面积；其中，所述中轴线是由摄像装置对光斑的中心的拍摄角度和所述摄像装置的位置坐标所确定的直线；S104，将每一候选触摸点对应的三角形区域的面积与第一预设值比较；如果小于所述第一预设值，则以所述候选触摸点对应的三角形区域的中心坐标作为所述真实触摸点的坐标；否则，储存所述候选触摸点；S105，提取一个储存的所述候选触摸点，对所述候选触摸点中由被遮挡的摄像装置拍摄的光斑执行步骤S106至S109 ；S106，将光斑以中轴线为界划分为两个子光斑；S107，将划分后的各个所述子光斑与所述候选触摸点对应的其余光斑组合，分别计算每种组合中所述候选触摸点对应的三角形区域的面积；S108，将各种组合计算的所述候选触摸点对应的三角形区域的面积与所述第一预设值比较；如果小于所述第一预设值，则将对应的所述三角形区域的中心坐标作为真实触摸点的坐标，否则，执行步骤S109 ；S109，根据各种组合计算的所述候选触摸点对应的三角形区域的面积大小，判断是否继续对相应的子光斑进行划分处理，是则对所述子光斑执行步骤S105至步骤S108，否则， 结束对所述候选触摸点的处理。
2.如权利要求1所述的摄像式触摸控制方法，其特征在于，步骤S109包括以下子步骤进一步将各种组合计算的所述候选触摸点对应的三角形区域的面积分别与第二预设值比较；如果其中一个所述子光斑对应的三角形区域的面积大于或等于所述第一预设值并且小于所述第二预设值，则对相应的所述子光斑执行步骤S105至步骤S108 ；如果其中一个所述子光斑对应的三角形区域的面积大于或等于所述第二预设值，则对另一个所述子光斑执行步骤S105至步骤S108 ；如果两个所述子光斑对应的三角形区域的面积都大于或等于所述第二预设值，则结束对所述候选触摸点的处理。
3.如权利要求2所述的摄像式触摸控制方法，其特征在于，每一次执行步骤S109时，取所述第二预设值为其中，Si是前一次执行步骤S107时计算的所述候选触摸点对应的三角形区域的面积。
4.如权利要求1至3任一项所述的摄像式触摸控制方法，其特征在于，在步骤S109中， 判断继续对相应的子光斑进行划分处理之后，进一步包括判断对相应的光斑进行划分次数的次数是否超过预定重复次数，如果是，则结束对所述候选触摸点的处理，并返回步骤S105，提取另一个候选触摸点进行处理，否则，执行步骤S106 至 S109。
5.如权利要求4所述的摄像式触摸控制方法，其特征在于，步骤S109中结束对所述候选触摸点的处理之后，判断是否已对所有的候选触摸点进行处理，是则结束定位，否则返回步骤S105，提取另一个候选触摸点进行处理。
6.一种摄像式触摸定位系统，其特征在于，包括图像获取模块，用于分别获取设置在显示装置的触摸控制区域边缘的三个摄像装置拍摄的所述触摸控制区域的图像；第一判断模块，用于根据各个所述摄像装置拍摄的图像中的光斑数量，判断被遮挡的摄像装置；第一运算模块，用于分别从每一摄像装置拍摄的图像中选取一个光斑，组合成候选触摸点，计算每个所述候选触摸点对应的三个所述光斑的中轴线相交围成的三角形区域面积；其中，所述中轴线是由摄像装置对光斑的中心的拍摄角度和所述摄像装置的位置坐标所确定的直线；第一比较模块，用于将每一候选触摸点对应的三角形区域的面积与第一预设值比较； 第一定位模块，用于在所述第一比较模块的比较结果为小于所述第一预设值时，以所述候选触摸点对应的三角形区域的中心坐标作为所述真实触摸点的坐标；储存模块，用于在所述第一比较模块的比较结果为不小于所述第一预设值时，储存所述候选触摸点；第一控制模块，用于提取一个储存的所述候选触摸点，对所述候选触摸点中由被遮挡的摄像装置拍摄的光斑送至等分处理模块中处理；等分处理模块，用于将光斑以中轴线为界划分为两个子光斑； 第二运算模块，用于将划分后的各个所述子光斑与所述候选触摸点对应的其余光斑组合，分别计算每种组合中所述候选触摸点对应的三角形区域的面积；第二比较模块，用于将各种组合计算的所述候选触摸点对应的三角形区域的面积与所述第一预设值比较；第二定位模块，用于在所述第二比较模块的比较结果为小于所述第一预设值时，将对应的所述三角形区域的中心坐标作为真实触摸点的坐标；第二控制模块，用于在所述第二比较模块的比较结果为不小于所述第一预设值时，根据各种组合计算的所述候选触摸点对应的三角形区域的面积大小，判断是否继续对相应的子光斑进行划分处理，是则将所述子光斑送至所述等分处理模块中处理，否则，结束对所述候选触摸点的处理。
7.如权利要求6所述的摄像式触摸控制系统，其特征在于，所述第二控制模块进一步将各种组合计算的所述候选触摸点对应的三角形区域的面积分别与第二预设值比较；如果其中一个所述子光斑对应的三角形区域的面积大于或等于所述第一预设值并且小于所述第二预设值，则将相应的所述子光斑送至所述等分处理模块中处理；如果其中一个所述子光斑对应的三角形区域的面积大于或等于所述第二预设值，则对另一个所述子光斑送至所述等分处理模块中处理；如果两个所述子光斑对应的三角形区域的面积都大于或等于所述第二预设值，则结束对所述候选触摸点的处理。
8.如权利要求7所述的摄像式触摸控制系统，其特征在于，所述第二控制模块每次进行比较时，取所述第二预设值为其中，Si是所述第二运算模块前一次计算的所述候选触摸点对应的三角形区域的面积。
9.如权利要求6至8任一项所述的摄像式触摸控制系统，其特征在于，所述第二控制模块判断继续对相应的子光斑进行划分处理之后，进一步判断对相应的光斑进行划分次数的次数是否超过预定重复次数，如果是，则结束对所述候选触摸点的处理；否则，将所述子光斑送至所述等分处理模块中处理。
10.如权利要求9所述的摄像式触摸控制系统，其特征在于，所述第二控制模块结束对所述候选触摸点的处理之后，所述第一控制模块判断是否已对所有的候选触摸点进行处理，是则结束定位，否则提取另一个候选触摸点进行处理。
全文摘要
本发明提供一种摄像式触摸控制方法及其系统，通过每一摄像装置拍摄的光斑，计算每次选取的三个所述光斑的中轴线相交围成的三角形区域面积，并与所述第一预设值比较。当触摸点发生遮挡时，对应被遮挡触摸点的三角形区域面积会比较大，因此可以判断出被遮挡触摸点。然后通过将所述被遮挡触摸点对应的光斑逐次等分为两个子光斑，以每一所述子光斑计算被遮挡触摸点对应的三角形区域面积，如果所述三角形区域面积不超过所述第一预设值，表明对所述被遮挡触摸点的定位比较准确，以所述三角形区域的中心作为所述被遮挡触摸点的位置坐标。因此能够在发生触摸点遮挡的情况下对被遮挡的触摸点进行较精确的定位，提高定位精度，使定位轨迹更加平滑。
文档编号G06F3/042GK102364419SQ201110300848
公开日2012年2月29日 申请日期2011年10月8日 优先权日2011年10月8日
发明者唐年华, 曾平, 肖平, 骆威 申请人:广东威创视讯科技股份有限公司