[发明专利]基于光体积变化描记成像的按压位置定位和压力测量方法

说明书

本发明公开了一种基于光体积变化描记成像的按压位置定位和压力测量方法，该方法无需压力传感器，只需一个摄像头，便可以进行按压区域的定位和压力数值的测量。在测量开始前，仅需一次简单的校准标定工作，随着按压力度逐渐增强，舒张压和收缩压对应的光体积信号特征会逐一消失，记录下两组压力值与对应光体积信号强度值，可以拟合出压力与血液光体积变化的关系曲线。通过此关系曲线，可以获得不同血液光体积信号强度所对应的压力数值。本发明与传统技术路线不同，提出了一种通过摄像头进行按压位置确定和压力测量的非接触式测量方法。本发明方法简单，不需要安装压力传感器，可以灵活方便地在任何物体表面测量多个按压区域。

技术领域

本发明属于肢体光体积描记信号的机器视觉分析领域，具体涉及一种基于光体积变化描记成像的按压位置定位和压力测量方法。

背景技术

在触控交互中，传统的按压感知的实现需要依靠在按压表面设置特定的压力传感器件。在传感器件中包含随压力产生应变的元件，测量元件的相应参数(如电阻、电容等)即可感知压力。通过传感器确定压力的绝对数值，则需要在使用前对传感器进行校准操作，校准出与特定压力相对应的信号特征。这样的校准操作费时费力，过程复杂并且可能随时间漂移而使得测量不准确。

传统按压测量技术如果要定位触控点的空间位置，则需要一组传感器阵列，并且要求阵列中不同的传感器单元的响应特征具有较高的一致性，由此带来的问题是空间分辨率通常较低，定位位置的精确度较低，并且器件的复杂程度和造价成本均会上升，给大规模的使用带来不便。

发明内容

本发明针对现有压力传感交互技术的不足，提供了一种基于光体积变化描记成像的按压位置定位和压力测量方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种基于光体积变化描记成像的按压位置定位和压力测量方法，具体包括以下步骤：

(1)将摄像机摆放在待检测按压区域附近，通过摄像机采集视频，通过光体积描记法采集对该视频的每一帧图像通道中待检测按压区域的光体积信号强度变化来测量光体积变化，进而测量人体按压区域的组织血管中血液量的变化。

(2)在测量开始前，进行校准标定；手指触碰按压区域，并逐渐增大压力，随着按压力度的增强，获得不同压力下的光体积描记信号强度，使得舒张压和收缩压的光体积描记信号特征逐一消失；首先是舒张压光体积描记信号特征消失，并记录下此时对应的光体积信号强度v₁、舒张压力p₁；随着按压力度增强，随后收缩压光体积描记信号特征消失，并记录下此时对应的光体积描记信号强度v₂、收缩压力p₂；得到按压区域的光体积信号强度的波形变化图，收缩压和舒张压的光体积信号强度特征分别消失的时刻，对应的舒张压力p₁和收缩压力p₂即为外加压力数值；完成校准工作；

(3)拟合压力与血液光体积变化的近似关系曲线：根据步骤(2)得到的按压区域的光体积信号强度的波形变化图，确定不同外加压力与舒张压和收缩压等效的时刻；根据步骤(2)得到的两组光体积信号与外加压力的对应关系，拟合获得光体积描记信号变化与外加压力的近似关系曲线。

(4)进行按压位置定位和压力测量，根据步骤(3)得到的光体积描记信号变化与外加压力的近似关系曲线，得到按压位置和外加压力值。

进一步地，所述步骤(3)中的所述光体积描记信号变化与外加压力的关系由柔量决定。

进一步地，所述步骤(4)具体为：通过摄像机识别多点按压的按压区域，得到每一处按压区域分别对应的外加压力与血液光体积信号强度变化关系曲线，根据该变化关系曲线得到每一处的按压位置和每一处按压位置对应的压力值。