[发明专利]一种基于摄像头的三维定位触摸装置及其定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及交互式电子显示系统领域，特别涉及一种基于摄像头的多点三维定位触摸装置及其方法。

背景技术

电子显示系统的定位装置作为一种新型的计算机输入设备，使人机交互更为直观，由于给用户带来极大的便利性，电子显示系统的定位技术除了应用于个人便携式信息产品外，应用领域已遍及信息家电、公共信息、电子游戏、办公自动化设备等各个领域。现有电子显示系统的定位装置有多种形式，且各自存在不足。如公开号为CN1942853A的中国发明专利公开了一种具有透明电容传感介质的触摸定位面板，其电容传感介质分布在不同的电极层，层内的电极互相平行，层与层之间的电极互相垂直，从而组成了显示屏定位的像素阵列；当屏幕被触摸时，电容传感节点产生电容变化，就会被监控电路检测到，从而得到了定位信息。这种触摸定位内部结构复杂，成本较高，且表面容易刮花，造成永久性损坏，随着屏幕尺寸增加，复杂程度和价格将成倍增加，所以多用于小尺寸触摸定位。此外还有采用诸如电阻式定位、电容式定位、电磁式定位的触摸屏.这些只能使用在前投影机场合，而不能使用在当今时兴的等离子和液晶大屏幕显示器或电视机上；另外，采用超声波定位技术的触摸屏不宜超过200cm。

公开号为CN1746837A的中国发明专利公开了一种基于三个摄像头的交互式显示系统，通过摄像头拍摄到的角度信息，传送给主图像信号处理器，再由主图像信号处理器分析计算遮挡位置坐标。该专利所公开的技术方案主要缺点是：要接触触到摸屏表面才能实现定位，不能实现在触摸屏外部不接触到触摸屏表面进行定位，从而使其技术方案在实际应用中缺乏灵活性、适用性不好。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种能实现多点三维定位、适用范围广、操作灵活、结构简单的多点三维定位触摸装置及方法。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种基于摄像头的多点三维定位触摸装置，包括显示屏，它还设有依次连接的图像处理模块、接口模块、计算机模块，其中图像处理模块包括至少一个摄像头，且该图像处理模块的拍摄范围覆盖整个所述显示屏的表面以及其正前方空间。

所述的摄像头包括镜头、CCD图像传感器或CMOS图像传感器以及图像处理芯片。

所述接口模块可以采用串行接口或USB接口。

一种基于摄像头的多点三维定位触摸装置的定位方法，包括：

1)对图像处理模块中的摄像头进行标定；

2)摄像头从覆盖整个所述显示屏的表面以及其正前方空间的范围进行图像拍摄；

3)对拍摄的图像进行图像预处理，根据目标物的颜色与大小，捕捉目标物；

4)根据目标物在图像中的坐标，确定目标物的空间坐标；

5)根据目标物的空间坐标，判断手势动作；或者根据目标物的空间坐标，确定目标物在显示屏上的对应的坐标；

6)在显示屏上进行显示或执行相应操作。

所述图像预处理包括图像二值化、根据目标物大小、颜色排除干扰、确定目标物在图像中的坐标。

所述步骤(3)、(4)、(5)中，对图像的预处理、目标物在图像中的坐标计算、目标物的空间坐标计算以及目标物在屏幕上的对应的坐标计算有几种方式：

①所述的摄像头读取图像数据，并通过接口模块将数据传输至计算机模块中，计算机模块进行图像的预处理、目标物在图像中的坐标计算、目标物的空间坐标计算以及目标物在屏幕上的对应的坐标计算；

②所述的图像处理模块将读取的来自所述摄像头的图像数据进行图像的预处理，并通过接口模块将处理后数据送至计算机模块，由计算机模块对其进行目标物在图像中的坐标、目标物的空间坐标计算以及目标物在屏幕上的对应的坐标计算；

③所述图像处理模块对读取的来自所述摄像头的图像数据进行图像的预处理、目标物在图像中的坐标计算、目标物的空间坐标计算以及目标物在屏幕上的对应的坐标计算，然后将目标物在屏幕上的对应的坐标通过接口模块送至计算机模块。

本发明与现有技术相比，有以下优点：结构简单，基于一个或以上的摄像头；实现多点定位；能在显示屏表面和前方空间实现三维定位触摸；适用范围广；操作灵活。

附图说明

图1是本发明装置的定位硬件的结构示意图；

图2是本发明装置的工作流程示意图；

图3是本发明实施例的世界坐标系和摄像头图像平面坐标系示意图；

图4是本发明实施例的目标物结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。