[发明专利]一种基于图像处理技术的便捷式触控交互系统

权利要求书

1.一种基于图像处理技术的便捷式触控交互系统，用于在交互载体上的人机交互，其特征在于，包括投影仪、摄像头、处理中心和舵机云台，所述的处理中心分别连接投影仪、摄像头和舵机云台，所述的舵机云台分别连接投影仪和摄像头；

舵机云台跟踪交互载体，并控制投影仪将交互界面投影到交互载体上，同时控制摄像头的拍摄角度，摄像头拍摄人机交互过程传递给处理中心，处理中心对接收到的图像进行预处理，采用指尖识别算法识别人的手势。

2.根据权利要求1所述的一种基于图像处理技术的便捷式触控交互系统，其特征在于，所述的交互载体包括手掌、书本、打印稿或白板。

3.根据权利要求1所述的一种基于图像处理技术的便捷式触控交互系统，其特征在于，所述的处理中心包括FPGA芯片和处理器，所述的FPGA芯片与处理器通过PCIe总线通信连接，所述的处理器与投影仪连接，所述的FPGA芯片分别连接摄像头和舵机云台。

4.根据权利要求3所述的一种基于图像处理技术的便捷式触控交互系统，其特征在于，所述的FPGA芯片包括视频解码单元、PWM发生单元和同步存储单元，所述的同步存储单元与视频解码单元连接，所述的视频解码单元与摄像头连接，所述的PWM发生单元与舵机云台连接。

5.根据权利要求3所述的一种基于图像处理技术的便捷式触控交互系统，其特征在于，所述的舵机云台为两自由度舵机云台，该舵机云台上设有舵机摄像头。

6.根据权利要求5所述的一种基于图像处理技术的便捷式触控交互系统，其特征在于，所述的舵机云台跟踪交互载体的具体步骤为：

11)对交互载体进行平面分割，取出交互载体的中心点P；

12)舵机摄像头采集交互载体的图像；

13)对采集到的图像进行标定，去除水平和垂直方向的畸变；

14)根据标定的图像采用以下公式计算舵机的转向量θ：

θ=arctana(1-c)b(1+c)]]>

其中，c＝L_CP：L_PB，θ_O为舵机摄像头的视场角，舵机摄像头位于O点，B、C为图像的边缘点。

7.根据权利要求3所述的一种基于图像处理技术的便捷式触控交互系统，其特征在于，所述的FPGA芯片与舵机云台间连接有电平变换单元，该电平变换单元由两个三极管连接而成。

8.根据权利要求1所述的一种基于图像处理技术的便捷式触控交互系统，其特征在于，所述的指尖识别算法包括直接识别步骤和间接识别步骤，所述的直接识别步骤具体为：在指尖进行交互载体前，采用特征向量法识别出指尖，选取两个参考点，计算并记录识别出的指尖与两个参考点的距离和角度信息；

所述的间接识别步骤具体为：指尖进行交互载体后，首先识别出两个参考点的位置，根据直接识别步骤记录的距离和角度信息以及当前参考点的位置重构出指尖，并计算当前指尖的位置。

9.根据权利要求8所述的一种基于图像处理技术的便捷式触控交互系统，其特征在于，所述的特征向量法具体为：

21)在经预处理后得到的二值图像中，以白色像素点作为前景，黑色像素点作为背景；

22)假设要计算的像素点为(i0，j0)，以(i0，j0)为中心画n个正方形，n为特征向量的维度，第k个正方形的边到(i0，j0)的棋盘距离为k个像素点，k＝1，2，…，n；

23)对各正方形的边长经过的前景像素点的个数进行计数，第k个正方形的计数值对应特征向量第k维的值；

24)将计算得到的特征向量与标准模板的特征值采用平方差匹配法进行匹配，识别出指尖。