[发明专利]预测指示器触摸位置或确定3D空间中指向的系统和方法

说明书

预测指示器触摸位置或确定3D空间中指向的系统和方法。一种用于预测指示器在触摸使能单元上的触摸位置的系统包括3D成像单元、联接到该3D成像单元的处理单元、和联接到该处理单元的触摸使能单元，其中，3D成像单元被配置成监视触摸使能单元前面的交互区域，并且处理单元包括预测模块和校准模块，预测模块被配置成预测接近触摸使能单元并被3D成像单元监视的指示器将触摸触摸使能单元的什么位置，校准模块被配置成通过将指示器的预测触摸位置与实际触摸位置进行比较来生成至少一个校准参数，并且将所述至少一个校准参数传送至预测模块，以便校准该预测模块。

技术领域

本申请涉及用于预测指示器在触摸使能单元上的触摸位置的系统和方法。进一步地，本申请涉及用于确定指示器在3D空间中的指向的系统和方法。

背景技术

例如用于手势控制系统的、监视车辆的内部的汽车级3D(三维)成像单元(例如，飞行时间照相机传感器)已经可以在市场上买到。3D成像单元通过针对像素阵列的深度图和幅度测量提供距离信息。利用这样的传感器数据，可以在3D空间中定位人手，包括手几何中心、手指的位置和取向、以及这些位置的3D轨迹，例如先前位置的历史。另外，可以导出手上的特征点的3D速度矢量。

该信息可以例如用于计算手相对于车辆内部的其它目标或部件(例如，头灯单元屏幕)的位置，并且基于给定的运动模型(例如恒速线性运动)提前预测手的位置。其还用于虚拟延伸例如食指，并使相应的线与车辆中的触控屏平面或其它元件相交。

为了能够预测用户将确切点击触控屏的哪个地方或者用户指向哪个目标，例如传感器坐标与屏幕坐标之间的精准绝对校准是必要的。

本发明的目的是提供用于预测指示器在触摸使能单元上的触摸位置的系统和方法以及用于确定指示器在3D空间中的指向的系统和方法，其中，可以校准上述系统和方法，以便最小化预测触摸位置或确定指向时的误差。

发明内容

根据第一方面，一种用于预测指示器在触摸使能单元上的触摸位置的系统包括3D成像单元、联接到3D成像单元的处理单元、以及联接到处理单元的触摸使能单元。3D成像单元被配置成监视触摸使能单元前面的交互区域。处理单元包括预测模块和校准模块。预测模块被配置成预测接近触摸使能单元并且被3D成像单元监视的指示器将触摸触摸使能单元的什么位置。校准模块被配置成通过将指示器的预测触摸位置与实际触摸位置进行比较来生成至少一个校准参数，其中，指示器的实际触摸位置由触摸使能单元来检测。进一步地，校准模块将所述至少一个校准参数传送至预测模块。所述至少一个校准参数用于校准预测模块。

校准模式可以被配置成借助所述至少一个校准参数来校准预测模块，使得最小化预测触摸位置与实际或真实触摸位置之间的偏差或误差。

应注意的是，校准模块不仅可以使用指示器接近触摸使能单元的单个事件来生成所述至少一个校准参数。校准模块还可以将多个预测触摸位置与对应的实际触摸位置进行比较，以便生成所述至少一个校准参数。

指示器可以是例如用户的手或手指或食指，或者书写用具或类似物。

3D成像单元可以是例如飞行时间照相机。飞行时间照相机基于已知的光速分解距离，针对图像的各个点测量照相机与对象之间的光信号的飞行时间。飞行时间照相机可以例如包括发出红外光(尤其是脉冲红外光信号)的红外光发射二极管；和照相机传感器，该照相机传感器在红外光被对象反射之后接收所述红外光。飞行时间照相机具有抑制环境光(例如太阳光)的优点。因此，仅捕捉来自有源红外光照明的红外光。

另选的3D成像单元包括例如立体视觉照相机或结构光照相机或RGB(红绿蓝)照相机或单色照相机或雷达系统。3D成像单元还可以由色敏图像传感器增强。

触摸使能单元可以包括触摸屏或触摸板或按钮或触敏传感器，例如集成到车辆的仪表盘中的触敏传感器。

系统可以安装在车辆中。