[发明专利]一种基于脉冲调制激光的计算机视觉多点触控识别方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种触控识别方法，尤其涉及一种基于脉冲调制激光的计算机视觉多点触控识别方法。

背景技术

多点触控技术是一种新型的计算机的人机交互技术，使用该技术的触摸屏（屏幕，桌面，墙壁等）或触控板，都能够同时接受来自屏幕上多个点进行计算机的人机交互操作。多点触控是在同一显示界面上的多点或多用户的交互操作模式，摒弃了键盘、鼠标的单点操作方式。根据触控输入介面的位置侦测原理不同，触控面板可分为电阻式、电容式、声波式、光学式及电磁感应式等。根据不同的光学感应原理，目前常见的多点触摸实现方式包括FTIR、DI、LLP等技术。这几种技术都是通过计算机视觉的方法来识别触控点，但是由于这些技术都需要制作特殊触控面板，使得制作大尺寸便携的触控系统比较困难，而使用自发光的触控笔（如安装红色或红外LED）来显示触控点的移动轨迹可以简化触控面板结构，可以直接应用于普通的以墙壁或投影幕布为显示面的投影系统中。在这样一种系统中，操作者先将触控笔移至投影屏幕的操作点（如按钮）上，然后按下触控笔上光源的开关，通过连接至计算机的摄像头拍摄到含有该触控点的图像，经过图像处理、识别出该触控点的位置，同时如果该触控点首次出现则对计算机操作系统触发“触控点按下事件”，计算机软件对该“事件”及其坐标进行同步处理与显示，同理，如果操作者移动触控笔或松开触控笔开关也将触发相应的“事件”。 在大尺寸的投影系统（如多媒体教室）中，受制于手臂的长度无法直接通过触控笔操作屏幕的某些部位，需要使用激光作光源的触控笔（如红外激光笔）来代替LED触控笔来进行触控操作。但激光是一种非接触式操作，操作者无法在按下激光触控笔开关之前确定激光打开后触控点位置，因而无法完成准确的触控点定位、点击操作。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种基于脉冲调制激光的计算机视觉多点触控识别方法，该方法解决激光触控笔在非接触式操作中的点击前定位问题，从而使得操作者在使用激光进行多点触控操作时可以准确定位。

本发明是这样来实现的，实现该方法的装置包括计算机、投影仪、摄像头、红外发射模块、激光触控笔、投影幕布,计算机分别连接投影仪、摄像头和红外发射模块，红外发射模块信号连接激光触控笔，投影仪和摄像头分别对准投影幕布；所述激光触控笔包括壳体、红外接收模块、半导体激光器、开关，壳体内设有红外接收模块，红外接收模块连接半导体激光器，半导体激光器连接开关；其特征是方法为：使用占空比受触控按钮控制的脉冲信号控制激光的亮灭，这样，触控按钮是否按下将直接反映至激光的亮灭上，将这样一束激光照射到屏幕上，通过摄像头和计算机对包含触控点的图像进行处理与识别，同时根据当前图像帧中和前几帧中特定触控点的亮灭状态来解析出触控按钮的点击操作，从而生成相应的计算机操作。

本发明的优点是，将激光触控笔的点击与定位分离，激光触控笔电源打开后就可以控制触控点的移动，而不管触控键是否按下，同时，触控键的按下与抬起也可以准确的检测到。这样就可以充分利用激光触控笔可以非接触长距离操作的优点，完成投影系统中多点触控操作。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明激光触控笔的结构示意图。

在图中，1、激光触控笔 2、红外发射模块 3、摄像头 4、投影幕布 5、计算机 6、投影仪 7、壳体 8、红外接收模块 9、半导体激光器 10、开关。

具体实施方式

如图1、图2所示，本发明是这样实现的，首先由计算机5控制红外发射模块2发射一定载波频率（如38kHz）的红外信号，当激光触控笔1对着屏幕时，激光触控笔1上的红外接收模块8将接收到红外信号并解调出计算机5的控制信号，当开关10未按下时，该信号将直接作用于半导体激光器9，从而发出闪烁的激光，而当开光10按下时，激光处于常亮状态。当激光打到投影幕布4上时，摄像头3拍摄到投影幕布4 上包含激光触控点的图像，通过计算机5上的图像识别程序可以检测到光斑并获取其坐标位置，同时，计算机5可以根据控制信号处于低电平状态时光斑是否出现来判断激光器是否受控于计算机，从而获得按钮开关是否按下的信息，如果计算机5的控制信号是要让半导体激光器9熄灭，但图像上又显示该位置的光斑是亮的（即激光器不受计算机的控制），则可以断定开关10已经被按下，如果图像上检测出的光斑亮灭情况与计算机的控制信号一致（即激光器受控于计算机），则可以断定开关10没有被按下。得到开关10的状态后就可以让应用程序模拟鼠标的按下与抬起操作等，从而实现更为丰富的多点操作应用。所述激光触控笔1上安装有半导体激光器9、红外接收模块8和开关10，当按开关10未按下时，半导体激光器9的亮灭受控于红外接收模块8收到的红外信号，当开关10按下时，半导体激光器8将直接点亮，操作时，使用占空比受触控按钮控制的脉冲信号控制激光的亮灭，这样，触控按钮是否按下将直接反映至激光的亮灭上，将这样一束激光照射到屏幕上，通过摄像头和计算机对包含触控点的图像进行处理与识别，同时根据当前图像帧中和前几帧中特定触控点的亮灭状态来解析出触控按钮的点击操作，从而生成相应的计算机操作。