[发明专利]触摸屏的自动校准方法

说明书

技术领域

本发明涉及触摸屏技术，具体涉及一种图像传感器式触摸屏的自动校准方 法。

背景技术

触摸屏作为一种较简单、成熟的人机交互设备在许多领域都得到了广泛应 用。触摸屏技术的实现，目前主要有电阻式感应、电容式感应、红外对管扫描、 图像传感器等几种方式。以图像传感器式触摸屏为例，如图1所示，其构成包 括：至少一个摄像头1、至少一支光学书写笔2、至少一个用于光学书写笔的光 波成像的书写屏幕3、投影机4、微处理芯片5和PC机6。所述摄像头1包括 光学镜头和图像传感器。所述微处理芯片5可以为单片机、ARM芯片、DSP芯 片或MCU芯片，设置有图像处理模块和坐标处理计算模块。所述摄像头1与微 处理芯片5相连接，微处理芯片5还通过其内置的芯片接口与PC机6相连接； 所述投影机4也与PC机6相连接。PC机6通过微处理芯片5的芯片接口可控 制图像传感器的A/D转换增益放大值，从而可调节控制图像传感器采集图像的 亮度值。其中，光学书写笔2可以是发光笔，发出红外光、单色光或激光，摄 像头1带有与该光学书写笔2同色的单色滤光片。光学书写笔2也可以是非光 源物体或者无源笔，比如手指、反光效果比较好的白色模拟笔等，在这种情况 下，光学书写笔2依靠反射光波来形成图像点，书写屏幕3的周边设置有单色 线状光源，单色线状光源发出的光可以覆盖到整个书写屏幕3的显示区域，摄 像头1带有与该单色线状光源同色的滤光片，如果光源亮度足够，就不需要滤 光片。摄像头1安装在书写屏幕3的前方或后方位置，由光学书写笔2发出或 者反射光波，位于书写屏幕3前方或者后方的摄像头1接收光波在书写屏幕3 上的成像图像或非光源物体上形成的光斑图像，经图像传感器转换输出数字图 像数据。所述图像处理模块设有一个图像亮度阀值，图像处理模块将图像传感 器通过A/D转换后的图像数据的像素亮度值与亮度阀值对比，超过此亮度阀值 的像素为有效的假定触摸点亮斑像素，同时，所述图像处理模块在接收图像传 感器传来的数字图像数据时，通过图像传感器传来的行同步、场同步信号和像 素时钟计算接收的每一个像素对应的图像传感器的物理坐标，图像处理模块缓 存亮度值超过亮度阀值的触摸点亮斑像素坐标。然后，由坐标处理计算模块进 行光斑像素坐标分类并计算光斑重心坐标。

触摸屏制造安装后，在投入使用之前都需要有一个校准的过程。目前，一般 触摸屏采用以下的手动校准方法为：首先将微处理芯片5、摄像头1连接到PC 机6，取触摸屏上的n个已知逻辑坐标的预设点供用户点击；获取用户点击这n 个预设点的n个物理坐标；根据获取到的物理坐标以及预先存储在系统中的各 个预设点的逻辑坐标，通过待定系数法得到校准参数，并将得到的校准参数进 行存储，可以将得到的校准参数固化到触摸屏的微处理芯片5的硬件存储器中 或存储于PC机6中的触摸屏参数配置文件中。触摸屏正常使用时，只要将坐标 处理计算模块运算得到的物理坐标结合校准参数进行基于坐标校准算法的坐标 校准迭代运算，就能得到对应的触摸屏的逻辑坐标。

上述现有的图像传感器式触摸屏的手动校准方法中，由于用户对每个预设点 的点击操作自由度很大，造成了图像传感器采样计算得到的预设点物理坐标与 预设点实际对应的物理坐标之间可能有较大的误差，从而也使图像传感器采样 计算得到的预设点物理坐标与预先存储在系统中的各个预设点的逻辑坐标之间 可能有较大的误差，通过待定系数法得到校准参数也会出现较大的误差。较大 误差的校准参数运算会影响系统定位的精确度，降低了系统的性能。图像传感 器式触摸屏可以为前投影或背投影模式，并且，图像传感器式触摸屏的尺寸可 以做到很大，可以是单个大尺寸的触摸屏，也可以是多个大尺寸触摸屏拼接成 的触摸系统。在前投影触摸屏中，假如图像传感器或投影机4的位置不固定， 将会造成用户每次使用必须手动进行n点触摸屏坐标校准。同时，如果屏幕的 位置比较高、比较大，将给用户的手动校准操作带来极大的不便。在多个触摸 单元拼接的大屏幕触摸系统中，假设每个单元均有n个点，m个单元就有n×m 个点，点太多了，也造成了手工校准的困难和精确度不确定的情况。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种图像传感器 式触摸屏的自动校准方法，本发明方法排除了现有图像传感器式触摸屏校准时 人为触摸点击的自由度，可以得到比较一致的校准参数。