[发明专利]基于双目视觉识别的平面交互系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及平面触摸操控系统，更具体地，涉及基于双目视觉识别的平面交互系统及方法。

背景技术

平面触摸操控系统是一种计算机输入方式。区别于传统鼠标和键盘的输入方式，平面触摸操控系统通过计算触点坐标并输入到计算机，以实现对计算机中的虚拟对象直接操作的目的。目前，已有许多公知的技术被应用于该平面触摸操控系统。

电阻式触摸屏技术利用压力感应进行控制，是一种在触摸终端上被广泛应用的触摸技术。工作原理是在一块上表面涂有金属氧化物导电层的透明基板上，覆盖一层下表面同样涂有金属氧化物导电层的透明塑料板，两层中间有透明间隔点以使两层导电层绝缘，这就构成电阻薄膜屏。该透明的电阻薄膜屏被作为输入设备覆盖在显示器上。当电阻薄膜屏被触摸按下时，两层导电层发生导电，通过测量电压值来计算推测出触点的位置。由于两层导电层需要外力使其接触才能正常输入，所以导致该技术有反应不够灵敏的缺点。同时，一旦表面导电层发生破损，也将使得整个设备无法使用。

电容式触摸屏技术也是一种在触摸终端被广泛应用的触摸技术。与电阻薄膜屏判断电压不同，电容式触摸屏通过判断电流强度来计算触点位置。当用户肢体触摸电容式触摸屏时，触点到屏幕四边电极导通并形成电流，触点位置不同，形成的电流强度也不同。根据电流强度，从而可以计算出触点在屏幕上的位置。该技术的缺点在于绝缘物体触摸电容式触摸屏时，由于不导电，所以不能对其进行操作。另外，当外界温度、湿度、电场发生改变时，电容式触摸屏容易出现触点坐标计算不准确的问题，造成操作失误。由于技术特点和生产工艺自身不可克服的原因，电容式触摸屏技术随着屏幕尺寸的增大，其定位精度大大降低，同时生产成本大幅提升，因而无法应用于大尺寸显示屏幕的交互系统。

红外对射技术通过在显示屏幕四周加装红外对射光电管来实现定位，因而是一种被广泛应用于大尺寸显示屏幕的人机交互方式，具有响应速度快、成品率高的优点。大量红外对射管和红外接收器被密集排布在安装在显示屏幕周边的边框内，在贴近屏幕表面的地方形成红外扫描矩阵。当有物体贴近屏幕时，会阻断红外接收器对红外信号的接收，从而能够得知触点的位置。由于红外接收器只对红外信号进行响应，所以外界白光（含有红外光成分）会对系统造成干扰，从而造成系统无法识别触点。此外，这种采用红外对射技术的显示屏幕不便携带。

双目视觉识别直接模拟人类双眼处理景物的方式，根据三角测量法原理，通过不同位置的两台或一台CCD摄像机经过移动或旋转拍摄同一景物。通过计算目标在两幅图像中的视差，获得该目标的三维空间坐标。该技术测量精度高，无需接触被测物体，在体姿检测与控制、机器人导航与航测、三维测量及虚拟现实等领域有着广泛应用。但是当目标被置于较复杂的背景之中，可能会出现目标识别错误，例如表面有条纹的目标放在有条纹的背景前，双目视觉识别容易发生错误，所以目前经常采用线型激光辅助扫描，以排除复杂背景的干扰。另外，由于双目视觉系统需要对大量图像信息进行处理，所以难以对目标进行高速实时空间坐标跟踪。

发明内容

如上所述，现有技术中的各种平面触摸操控系统具有易损坏、易受外界因素干扰、不适于大尺寸屏幕并且不便携带的各种问题。本申请的发明人提出了本发明来克服上述缺点。本发明的发明人提供了一种基于双目视觉识别的平面交互系统。本发明的平面交互系统无需采用线型激光辅助扫描。并且在本发明的平面交互系统中，对目标进行特征点转换，通过计算特征点空间坐标，可以快速得到目标准确的空间位置，从而满足平面交互系统的高速反应需求。

本发明的一方面提供一种基于双目视觉识别的平面交互系统，其包括：成像装置，包含以相对固定的空间关系布置的两个成像组件，并且所述两个成像组件用于对目标同时进行图像捕获；处理器，被布置为处理同时捕获的所述目标的特征点的图像视差，计算所述特征点的空间坐标，根据所述特征点的空间坐标，确定所述特征点与设定的交互平面的空间关系，并且输出交互响应。

本发明的另一方面提供一种基于双目视觉识别的平面交互方法，其包括：使用包含以相对固定的空间关系布置的两个成像组件的成像装置对目标同时进行图像捕获；处理同时捕获的所述目标的特征点的图像视差；计算所述特征点的空间坐标；根据所述特征点的空间坐标，确定所述特征点与设定的交互平面的空间关系，并且输出交互响应。