[发明专利]分布式红外视觉检测与投影融合自动矫正的触控显示系统

权利要求书

1.一种分布式红外视觉检测与投影融合自动矫正的触控显示系统，包括投影设备、视觉采集模块、红外发射器模块、摄像机标定模块，其特征在于，还包括检测处理客户端、数据融合模块、影像处理器、多线程投影渲染模块、自动投影融合校正模块；

所述投影设备为多台，用于投影影像；

所述视觉采集模块包括一个或多个摄像机，用于实时采集触控区域的图像；

所述红外发射器模块平行于触控平面，发射红外激光面并铺满整个触控区域；

摄像机标定模块，用于划分摄像机各自监视的触控区域，并标定摄像机与触控区域；

检测处理客户端，用于实时处理摄像机的图像，检测触摸位置的图像坐标，并计算图像坐标对应的触控区域坐标，将坐标信息发布到数据融合模块；

数据融合模块，用于并行接收检测处理客户端传送的数据，对不同检测处理客户端发送的数据进行融合处理发送到影像处理器；

影像处理器，用于接收数据融合模块发送的坐标数据，触发该坐标位置的设计的影像；

多线程投影渲染模块，用于实时捕捉影像处理器窗口，同步渲染多路投影影像；

自动投影融合校正模块，用于对多路投影进行几何和颜色矫正将影像投影准确投影到触控区域；

其中，所述自动投影融合校正模块包括可见光摄像机、融合矫正处理单元；所述可见光摄像机用于对投影区域进行图像采集；所述融合矫正处理单元对所述多台投影设备的多路投影进行几何和颜色矫正将影像投影准确投影到触控区域；

所述“对多路投影进行几何和颜色矫正将影像投影准确投影到触控区域”，其方法为：

将需要投影的触控区域平面通过网格化等分成若干大小相等的网格；

计算所述网格在投影平面的像，将投影的影像采用纹理贴图的方式映射到网格中，再根据相位信息调整颜色亮度；

所述“计算所述网格在投影平面的像”，其方法为：

根据下式计算触控区域平面的网格在投影平面的像：

其中，(μ,ν)为投影平面的像素坐标，(X,Y,0)为触控区域平面的坐标，H_p为触控区域平面到投影设备平面的单应矩阵；

触控区域平面到投影设备平面的单应矩阵H_p的计算方法为：

H_p＝H_c×H_cp

其中，H_c为触控区域平面到摄像机平面的单应矩阵，H_cp为相机平面到投影仪平面的单应矩阵；

所述“根据相位信息调整颜色亮度”，其方法为：

根据0＜θ＜180对投影融合区的亮度进行由强到弱衰减，进行颜色的拼接融合；或者

根据0＜θ＜180对投影融合区的亮度进行由弱到强增强，进行颜色的拼接融合；

其中，r为调节系数；

相机平面到投影仪平面的单应矩阵H_cp，其生成方法为：

通过投影设备向触控区域平面投影棋盘格，通过可见光摄像机采集棋盘格的角点，通过下式计算H_cp，

其中，

(μ_n,ν_n)为投影平面的第n个像素坐标，(X_n,Y_n,0)为触控区域平面的对应的第n个坐标。

2.根据权利要求1所述的分布式红外视觉检测与投影融合自动矫正的触控显示系统，其特征在于，触摸位置在投影平面的像素坐标(μ,ν)的计算方法为：

其中，f(i,j)为触摸位置区域的图像亮度，(i,j)为触摸区域图像像素坐标，Ω表示触摸位置区域。

3.根据权利要求1所述的分布式红外视觉检测与投影融合自动矫正的触控显示系统，其特征在于，根据下式对不同摄像机的监视融合区的数据判断：

其中，D_fusion＜d判定为同一个坐标，否则判断为不同的触摸坐标，d为预设数值，(x_i,y_i)、(x_j,y_j)分别为摄像机i与摄像机j的映射坐标。