[发明专利]一种红外精准多点触控平台

说明书

技术领域

本发明属于红外触摸技术领域，尤其涉及一种红外精准多点触控平台。

背景技术

红外多点触摸系统在硬件上是利用X、Y方向上密布的红外线矩阵来检测并定位人的触摸手势的电子设备。红外触摸屏在显示器的前面安装一个电路板外框，电路板在屏幕四边排布红外发射管和红外接收管，一一对应形成横竖交叉的红外线矩阵。手指在触摸屏幕时，就会挡住经过该位置的横竖两条红外线，因而可以判断出触摸点在屏幕的坐标位置，任何非透明物体都可改变触点上的红外线而实现触摸屏操作。

红外多点触摸系统是相对于单点红外屏和虚拟两点红外屏的一种触摸产品，是红外触摸屏的一种技术革新，它的原理主要靠固件中软件的算法来解决两点以上同时触摸操作的不干扰问题。真两点和虚拟两点的区别表现在高稳定性和快速响应上，不会跳点、跑点等误操作。

早期的红外触摸屏存在分辨率低、触摸方式受限制和易受环境干扰而误动作等技术上的局限，因而一度淡出过市场。此后第二代红外屏部分解决了抗光干扰的问题，第三代和第四代在提升分辨率和稳定性能上亦有所改进。红外触摸屏与电容电阻屏的明显优势是不受电流、电压和静电干扰，适宜恶劣的环境条件。红外线技术是触摸屏产品主流的发展趋势，采用声学和其它材料学技术的触屏都有其难以逾越的屏障，如单一传感器的受损、老化，触摸界面怕受污染、破坏性使用，维护繁杂等问题。红外线触摸屏只要真正实现了高稳定性能和高分辨率，必将替代其它技术产品而成为触摸屏市场主流。

随着科技的不断发展，多点触摸技术已经取得了巨大的发展，人们对于触摸的要求越来越高，传统的红外触摸已经无法满足市场的需要，多点触摸技术已经从传统的两点触摸时代进入了真正的多点触摸触控时代。

红外多点触摸屏凭借其体积小、稳定性强、抗光性高以及低成本的有利优势，可以轻易的集成在产品之中，相比较传统的红外触摸技术，红外多点触摸屏能够准确的检测多个触摸点，满足各个行业，各种产品的不同需求，必将在不久的将来取代传统的触摸技术。

红外多点触摸屏的产生与应用，方便了人们对于数字生活的操作使用，真正实现了一个完整的人机互动体系，红外多点触摸技术从各种触摸技术之中脱颖而出，已经开始取代鼠标、书写板甚至是键盘的使用，逐渐成为了触摸屏市场未来发展的方向。红外多点触摸屏的发展也越来越呈现出多元化、专业化、简单化和大屏幕化等趋势。

随着科技的不断发展与进步，触摸技术也获得了不断创新与发展，红外触屏技术也经历了从单点识别，到两点识别，再到目前的多点识别，然而目前市场上已有的多点红外触摸技术的产品，还没有一种既在硬件上能满足用户需求，也在软件上操作便捷，高移植性和高扩展性的红外精准多点触控平台出现。

发明内容

本发明的目的在于提供一种红外精准多点触控平台，从而解决背景技术中存在的问题。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种红外精准多点触控平台，包括硬件系统部分和软件系统部分，所述硬件系统部分包括红外光发射管阵列、触摸屏、摄像头、计算机和投影仪，所述软件系统部分包括触点追踪模块和手势识别模块，所述触点追踪模块包括图像处理子模块、触点轮廓提取子模块和触点追踪子模块，所述手势识别模块包括多点触摸手势分析定义子模块、手势识别判断子模块和手势驱动子模块。

所述红外光发射管阵列提供红外光源，所述触摸屏用于接收用户触摸操作，所述摄像头用于捕获手指反射的红外光图像，所述计算机完成触点跟踪，手势识别以及手势操作屏幕对象的点击、放大、缩小功能，所述投影仪则用于显示最终处理结果。

所述图像处理子模块的功能是进行图像预处理操作，包括视频流捕获，图像色彩空间转换和图像去除背景处理，然后对包含触点对象的前景图像进行处理，包括图像平滑、模糊处理，以及形态学操作，使图像中非主体部分的干扰程度达到最小。

所述触点轮廓提取子模块的功能是提取所有触点的外轮廓，计算并保存每个轮廓中心的x坐标和y坐标，在此过程中依据设置的轮廓阈值大小，排除无效触点。

所述触点追踪子模块的功能是依据连续两帧图像内触点中心坐标移动距离的长短，判断哪些触点是新出现的触点，哪些与之前存在的触点相同，追踪到图像中的触点对象后，还需要对其进行归一化处理，这样方便移植到其他尺寸的显示设备上，然后封装数据为TUIO 数据包并通过Socket 通信方式发送给手势识别模块。