[发明专利]基于LABVIEW的多点触控屏交互系统

说明书

技术领域

本发明涉及一套基于LABVIEW的多点触控屏人机交互系统，具体为一套包括硬件系统和软件系统在内的手指多点触摸采集，识别，处理系统。

背景技术

目前，市场上的触摸屏主要有电阻触摸屏、电容触摸屏及光学原理触摸屏。电阻触摸屏、电容触摸屏均是利用复杂的电学原理设计，一般只能实现单点或两点的触控识别，产品触摸面积较小，制造大面积触摸屏成本高昂。光学原理触摸屏原理的种类较多，如正面散射光照式，背面散射光照式，红外阵列式，激光式等，但每种设计都存在一定缺点，并且，与现有硬件系统配套的软件系统很少，软件系统可移植性差，扩展性受限。

电阻式触摸屏基本结构是两张平面透明的阻性材料叠加，无压力时分开，有压力时在接触处产生电压变化，通过检测电压值可计算出坐标。这种方式只能同时有一个点接触，不能实现多点触控，并且精度低。

电容式触摸屏利用用户自身电场改变显示屏电容来获得坐标，当手指触摸电容屏时，用户手指和触摸屏工作面形成一个耦合电容，由于触摸屏工作面上接有高频信号，手指吸收一个很小的电流，这个电流分别从屏的四个角上的电极中流出，且理论上流经四个电极的电流与手指到四角的距离成比例，控制器通过对四个电流比例的精密计算，得出手指位置坐标。但这种方式抗干扰能力差，当环境温度改变，湿度改变，电场发生变化时，都会引起电容屏处理出的坐标漂移，造成精度降低。当较大面积的手掌或手持的导体物靠近电容屏，但并没有触摸时，就可能引起电容屏的误操作，在潮湿天气，这种情况尤为严重。并且手指接触时触摸屏对各种波长光的透光率会出现不均匀的现象，于是屏幕会出现色彩失真的问题。有时，由于光线在各层间的反射，还会出现图像字符模糊的现象。

光学原理触摸屏是利用红外线或激光进行设计，大部分设计都存在一定缺陷，如[1]，[2]中描述的扫描的方法，需要机械机构配合，定位时，需要一定的扫描周期，对电伺服要求高，很难实现实时坐标处理。当多个触摸点共线或两个触摸点距离很近时也不能给出正确的触摸点个数及准确的坐标。并且设计中没有涉及与硬件相配套的软件解决方案。[3]所描述的方法，硬件上只在玻璃板的一边使用红外线灯照射，其他三边使用反光条对其发射的红外线进行反射，这种方法会使触摸精度降低，并且红外摄像机价格昂贵，一般用户负担不起，软件上没 有应用程序处理方法，使可移植性与扩展性受到限制。[4]中描述的方法，所需要的设备较多，红外光学装置、红外线接收器较为昂贵，稳定性差，易受外界干扰，且整个装置占用空间大，不适用于教学，公共场所等场合。在图像处理的软件选用方面，当前此类产品主要使用C/C++、Java作为编程语言，这些语言编写相关图像处理程序需要精通相关的编程语法，熟练掌握编程思想，开发周期较长，程序抽象，对于程序开发者要求很高，对于大多数使用者而言，难以改良其代码，可扩展性受限。综上所述，现今的各种多点触控技术在硬件及软件上都具有很大的缺陷。

还没有一种硬件上能满足各种使用需要，软件上简明易懂，可移植性和可扩展性强的多点触控交互系统出现。

[1]一种红外多点触摸屏，申请号：201020256135；

[2]红外线触摸屏及多点触摸定位方法，申请号：200810025705；

[3]基于红外线摄像的触摸屏及其定位检测方法，申请号：200710047703；

[4]红外线扩展光源式多点触控系统，申请号：200910158230。

发明内容

为了实现一套实用完整的多点触摸屏交互系统，克服以上各种触摸屏的硬件软件设计缺陷，本发明提供一套新型基于LABVIEW的多点触控交互系统，该系统能在保障硬软件系统运行流畅，识别精度高的前提下提供一个简单易行，造价低廉，高稳定性，高可移植性，高扩展性的多点触摸屏交互系统平台。本发明解决所述问题的技术方案为：

一种全新的基于LABVIEW的多点触控交互系统，包括由硬件系统部分与软件系统部分组成；

1)硬件系统部分包括亚克力玻璃、红外灯、兼容层、投影仪、计算机、摄像头和红外波段滤光片；

所述亚克力玻璃为触摸介质，用红外灯对亚克力玻璃侧面进行照射，红外灯的红外线发射张角为120度，亚克力玻璃的厚度≥8mm；

所述投影仪设在亚克力玻璃正面的上方；所述兼容层包括投影幕布，投影幕布布在亚克力玻璃上，显示投影仪投来的图像；所述兼容层还包括硅胶层，硅胶层贴在亚克力玻璃正面的表面，投影幕布铺在硅胶层上。