专利名称：一种光学触控定位系统及方法
技术领域：
本发明涉及光学触控定位技术领域，具体涉及一种光学触控定位系统及方法。
背景技术：
随着触控屏幕在MP4、手机、平板电脑，一体机等科技产品中应用的增加，触控技术进入人们的视野中并逐渐占据主角的地位。触控作为一种全新的人机交流方式，能在没有传统输入设备(如鼠标、键盘等)下进行计算机的人机交互操作，有着生动直观的操作界面且符合人体的使用习惯，能让娱乐办公变得更加的生动和放松。目前，普遍使用的触控技术是单点触控，即能识别和支持每次一个点的触碰、点击，若同时有两个以上的点被触碰，就不能做出正确反应。为了进一步方便用户的使用，人们开始致力于研究应用多点触控技术，即对超过一个点(两点，三点甚至更多点)的同时触控进行识别并作出相应反应，尤其是在电器行业有着广阔的应用前景。公开号为CN101566898A的中国发明专利公开了一种电子显示系统的定位装置及方法，该方案在一显示屏的边缘的不同位置设置至少三个摄像装置，通过判断每个摄像装置的拍摄角度信息的个数，将具有拍摄角度个数较少的拍摄角度信息与其他摄像装置的拍摄角度信息组合求解，实现多点触摸定位。在该方案中，为了满足定位区域视场的需求，需要使用面阵摄像头，而且如果采用三个摄像头，则中间的摄像头必须采用视场角为180度的广角鱼眼镜头，不仅成本高，而且在某些区域畸变会比较大，影响定位精度，无法满足定位精度要求较高的应用。另外，该方案的识别计算复杂，工作量较大。
发明内容
本发明实施例针对上述现有技术存在的问题，提供一种光学触控定位系统及方法，提高定位精度并减少识别运算量。为此，本发明实施例提供如下技术方案一种光学触控定位系统，用于对触控屏上的一个或多个触控点进行定位，包括至少四个设置在所述触控屏一侧边缘不同位置的摄像头，以及图像处理器；所述摄像头，用于拍摄所述触控屏上所述摄像头视场区域的图像，并且所述至少四个摄像头形成的视场区域覆盖所述触控屏的所有区域；所述图像处理器，用于利用各摄像头拍摄的图像对所述触控屏上的触控点进行定位，所述图像处理器包括信息获取模块，用于提取各摄像头拍摄的图像中包含触控点的图像信息，并根据所述图像信息确定对应各摄像头的拍摄角度信息；触控点区域确定模块，用于根据所述信息获取模块确定的对应各摄像头的拍摄角度信息确定触控点所在区域；触控点定位模块，用于根据所述触控点区域确定模块确定的触控点所在区域，选取所述信息获取模块确定的对应不同摄像头的拍摄角度信息进行组合，并根据组合结果确定触控点的位置。优选地，所述四个摄像头中的第一摄像头和第三摄像头形成的视场区域与第二摄像头和第四摄像头形成的视场区域部分重叠。优选地，所述图像处理器还包括检查模块，用于检查所述信息获取模块确定的对应各摄像头的拍摄角度信息中是否有多个拍摄角度信息对应一个摄像头；所述触控点区域确定模块在所述检查模块的检查结果是有多个拍摄角度信息对应一个摄像头时，根据所述信息获取模块确定的对应各摄像头的拍摄角度信息确定触控点所在区域；所述触控点定位模块，还用于在所述检查模块的检查结果是没有多个拍摄角度信息对应一个摄像头时，选取所述信息获取模块确定的对应不同摄像头的拍摄角度信息中的任意两个拍摄角度信息确定触控点的位置。优选地，所述触控点区域确定模块，具体用于根据所述信息获取模块确定的对应各摄像头的拍摄角度信息的个数确定触控点所在区域。优选地，所述摄像头为线阵摄像头。一种光学触控定位方法，用于对触控屏上的一个或多个触控点进行定位，所述方法包括通过设置在所述触控屏一侧边缘不同位置的至少四个摄像头拍摄所述触控屏上所述摄像头视场区域的图像；提取各摄像头拍摄的图像中包含触控点的图像信息，并根据所述图像信息确定对应各摄像头的拍摄角度信息；根据所述对应各摄像头的拍摄角度信息确定触控点所在区域；根据所述触控点所在区域，选取所述对应不同摄像头的拍摄角度信息进行组合， 并根据组合结果确定触控点的位置。优选地，所述方法还包括在所述根据所述对应各摄像头的拍摄角度信息确定触控点所在区域之前，检查所述对应各摄像头的拍摄角度信息中是否有多个拍摄角度信息对应一个摄像头；如果有多个拍摄角度信息对应一个摄像头，则根据所述触控点所在区域，选取所述对应不同摄像头的拍摄角度信息进行组合，并根据组合结果确定触控点的位置如果没有多个拍摄角度信息对应一个摄像头，则选取所述对应不同摄像头的拍摄角度信息中的任意两个拍摄角度信息确定触控点的位置。优选地，所述根据所述对应各摄像头的拍摄角度信息确定触控点所在区域具体为根据对应各摄像头的拍摄角度信息的个数确定触控点所在区域。优选地，所述摄像头为四个，依次为第一摄像头、第二摄像头、第三摄像头和第四摄像头；所述第一摄像头和第三摄像头形成的视场区域与第二摄像头和第四摄像头形成的视场区域部分重叠，形成重叠区域；第一摄像头形成的视场区域除所述重叠区域之外的区域作为第一区域；第四摄像头形成的视场区域除所述重叠区域之外的区域作为第二区域；所述根据对应各摄像头的拍摄角度信息的个数确定触控点所在区域包括如果对应第一摄像头和第四摄像头的拍摄角度信息的个数为2，并且对应第二摄像头和第三摄像头的拍摄角度信息的个数为1，则确定两个触控点所在区域分别为所述第一区域和所述第二区域；如果对应第一摄像头和第四摄像头的拍摄角度信息的个数为2，并且对应第二摄像头和第三摄像头中的一个的拍摄角度信息的个数为2，另一个的拍摄角度信息的个数为 1，则确定两个触控点所在区域为所述第一摄像头和第三摄像头形成的视场区域或者为所述第二摄像头和第四摄像头形成的视场区域；如果对应第一摄像头和第四摄像头的拍摄角度信息的个数为2，并且对应第二摄像头和第三摄像头中的一个的拍摄角度信息的个数为2，另一个的拍摄角度信息的个数为 0，则确定两个触控点所在区域为所述第一区域或者为所述第二区域；如果对应所述四个摄像头的拍摄角度信息的个数均为2，则确定两个触控点在所述重叠区域。优选地，所述根据所述触控点所在区域，选取所述对应不同摄像头的拍摄角度信息进行组合，并根据组合结果确定触控点的位置包括如果两个触控点所在区域分别为所述第一区域和所述第二区域，则选取对应第一摄像头和第四摄像头的拍摄角度信息进行组合，并根据组合结果确定触控点的位置；如果两个触控点所在区域为所述第一摄像头和第三摄像头形成的视场区域或者为所述第二摄像头和第四摄像头形成的视场区域，则选取对应第一摄像头和第四摄像头的拍摄角度信息进行组合，并根据组合结果确定触控点的位置；如果两个触控点所在区域为所述第一区域，则选取对应第三摄像头和第四摄像头的拍摄角度信息进行组合，并根据组合结果确定触控点的位置；如果两个触控点所在区域为所述第二区域，则选取对应第一摄像头和第二摄像头的拍摄角度信息进行组合，并根据组合结果确定触控点的位置；如果两个触控点在所述重叠区域，则选取对应第一摄像头和第四摄像头的拍摄角度信息进行组合，得到第一组交点坐标；选取对应第二摄像头和第三摄像头的拍摄角度信息进行组合，得到第二组交点坐标；选取所述第一组交点坐标和第二组交点坐标中相同的坐标，得到触控点的位置。本发明实施例提供的光学触控定位系统及方法，通过设置在所述触控屏一侧边缘不同位置的至少四个摄像头拍摄所述触控屏上所述摄像头视场区域的图像；提取各摄像头拍摄的图像中包含触控点的图像信息，并根据所述图像信息确定对应各摄像头的拍摄角度信息；根据所述拍摄角度信息确定触控点所在区域；根据所述触控点所在区域，选取所述对应不同摄像头的拍摄角度信息进行组合，并根据组合结果确定触控点的位置。上述四个摄像头可以任意设置在触控屏一侧边缘的不同位置上，只要使上述四个摄像头形成的视场区域能够覆盖到整个触控屏即可，因此，各摄像头可以采用视场角大于等于90度的线阵摄像头，相对于现有技术中面阵摄像头，可以提高系统处理效率，集成度高，尤其适用于各种体积较小的电子设备。利用本发明实施例的系统及方法，可以有效提高定位精度并减少识别运算量。
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是现有技术中单点触控定位的原理示意图；图2是本发明实施例光学触控定位系统的一种结构示意图；图3是两个摄像头对两个触控点的探测情况示意图；图4是本发明实施例光学触控定位系统的另一种结构示意图；图5是本发明实施例光学触控定位方法的一种流程图；图6是本发明实施例光学触控定位方法的另一种流程图；图7是本发明实施例中拍摄角度的示意图；图8至图11是本发明实施例中触控点在触控屏不同区域时的示意图。
具体实施例方式为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例的方案，下面结合附图和实施方式对本发明实施例作进一步的详细说明。首先，对现有技术中单点触控定位的原理进行简单说明。如图1所示，是现有技术中单点触控定位的原理示意图。在触控屏两个角端11、12的位置各放置一个LED (Light Emitting Diode，发光二极管)及摄像头，LED的发散角度为90度或以上，摄像头的拍摄角度为90度或以上；屏幕三边13、14、15放置回归反射条，其作用是可以将光朝着原来的方向反射回去。当屏幕中有触控点(即任意的遮光物体)时，摄像头会拍摄到光场发生变化，根据此光场的变化可计算出触控点所在的角度；通过两个摄像头则可确定触控点在屏幕的位置。这种定位方式中，需要确定触控点10与屏幕边缘的夹角，根据此夹角从两个摄像头处各自引出一条射线，从两摄像头处引出的两条射线的交点即为触控点所在的位置。依照上述原理，本发明实施例光学触控定位系统及方法，设置四个摄像头进行拍摄光场分布，利用四个摄像头得到的图像确定触控点的坐标，从而实现多点触控定位。如图2所示，是本发明实施例光学触控定位系统的结构示意图。该系统可以对触控屏上的一个或多个触控点进行定位，如图2中触控屏200上的两上触控点Pl和P2。该系统包括至少四个依次设置在触控屏200 —侧边缘不同位置的摄像头，以及图像处理器300。其中，所述摄像头用于拍摄触控屏200上所述摄像头视场区域的图像，并且所述至少四个摄像头形成的视场区域需要覆盖触控屏200的所有区域；图像处理器300 用于利用各摄像头拍摄的图像对触控屏200上的触控点进行定位。在图2中示出了四个摄像头的情况，分别如图中所示的摄像头201、202、203和 204，这些摄像头用于拍摄所述触控屏上所述摄像头视场区域的图像。当然，在有两个以上触控点的情况，还可以增加摄像头的数量，以实现准确定位，本发明实施例不做限定。为了描述方便，下面以四个摄像头的情况为例进行说明。上述四个摄像头用于拍摄触控屏上摄像头视场区域的图像，包括无遮光物体(即触控物体)时的图像和有遮光物体时的图像，以便图像处理器300根据这两种图像获取包含触控点的图像信息。上述四个摄像头可以任意设置在触控屏200 —侧边缘的不同位置上，只要使上述四个摄像头形成的视场区域能够覆盖到整个触控屏200即可，因此，各摄像头可以采用视场角大于等于90度的线阵摄像头，相对于现有技术中面阵摄像头，大大降低了设备成本。 而且，从电学角度来说，线阵摄像头的图像处理复杂度及处理时间都大大优于面阵摄像头， 可以提高系统处理效率；从结构角度来说，线阵摄像头的大小大约仅有3mm高，体积小，便于集成，尤其适用于各种体积较小的电子设备。在实际应用中，为了方便图像处理器300对各摄像头拍摄图像的处理，简化运算量，可以使第一摄像头201和第三摄像头203形成的视场区域与第二摄像头202和第四摄像头204形成的视场区域有部分重叠。比如，图2中的四个摄像头可以按照以下方式来设置第一摄像头201和第四摄像头204设置在一侧边缘的两端，第二摄像头202和第三摄像头203设置在中间，比如，上述一侧边缘的长度为L，则第二摄像头202和第三摄像头 203可分别设置在距离第一摄像头201为L/3和2L/3的位置。当然，上述设置方式只是一种举例，具体还可以有其它设置方式，对此本发明实施例不做限定。需要说明的是，上述触控屏200可以应用于各种类型的电子显示系统，其形状可以是矩形显示屏，如图2中所示，当然，也可以是其它形状。另外，在实际应用中，与现有技术类似，需要在触控区域上方放置红外光源如LED， 以照射整个触控区域。在图2中示出了将红外光源安装在LED灯板212上的情况。在触控屏200除安装摄像头的一侧之外的其它三个边缘放置对红外的吸光材料。当无触控物体时，各摄像头拍摄到的是一片暗场，当触控屏200上出现了触控物体时，由于触控物体具有漫反射效果，使得照射到触控物体的红外光反射到摄像头并被其探测到，从而引起摄像头所对应像素探测到的光强发生变化，根据光强的变化，即可确定触控点与触控区域边沿的夹角，如图2中的角度β。需要说明的是，本发明实施例光学触控定位系统并不限于上述暗场拍摄的环境， 也可以应用于亮场环境，比如，在触控屏200除安装摄像头的一侧之外的其它三个边缘放置回归反射条，摄像头探测从摄像头处发射到回归反射条中反射回来的光，当有触控物体时，摄像头探测至的光会被遮挡，从而可以得到触控物体的坐标。对于有两个触控点的情况，由于两个摄像头可以探测到四个触控点，其中两个为鬼点，如图3所示，两个摄像头31和32会探测到四个触控点々^丄力，其中^』为真触控点，而C、D为鬼点。针对这种情况，本发明实施例的系统中的图像处理器300，可以在触控区域中出现两点的触控物体时，使每个触控物体都会被三个或以上的摄像头探测到，因此可以将每两个摄像头为一组，根据其光场变化可得出四个点，取两组摄像头得出的值对比则可去掉鬼点得出真正的触控点。
如图2所示，上述图像处理器300包括信息获取模块301、触控点区域确定单元 302和触控点定位单元303。其中信息获取模块301，用于提取各摄像头拍摄的图像中包含触控点的图像信息，并根据所述图像信息确定对应各摄像头的拍摄角度信息；触控点区域确定模块302，用于根据信息获取模块301确定的对应各摄像头的拍摄角度信息确定触控点所在区域；触控点定位模块303，用于根据触控点区域确定模块302确定的触控点所在区域， 选取信息获取模块301确定的对应不同摄像头的拍摄角度信息进行组合，并根据组合结果确定触控点的位置。需要说明的是，上述拍摄角度是指触控物体在每个摄像头的视场区域内的相对角度，它可以采用多种不同的定义方式，比如触控物体与一个摄像头的连线与触控屏一侧边界的夹角，如图2中的角度β ；或者触控物体与两个摄像头之间的连线的夹角等。对于不同的坐标系，可以选择不同的拍摄角度定义，以使计算更简单。上述触控点定位模块303根据触控点所在区域，选取对应不同摄像头的拍摄角度信息进行组合，并根据组合结果确定触控点的位置的详细过程将在后面详细描述。本发明实施例的系统中的图像处理器300，可以简单、方便地实现对多个触控点的定位，当然，对于有一个触控点的情况同样也适用。在单点触控的情况下，由于每个摄像头只是拍摄到一个触控点，因此，为了进一步兼容并简化这种情况下的计算过程，在本发明光学触控定位系统的另一实施例中，如图4 所示，所述图像处理器400不仅包括信息获取模块401、触控点区域确定单元402、触控点定位单元403，还可进一步包括检查模块404，用于检查信息获取模块401确定的对应各摄像头的拍摄角度信息中是否有多个拍摄角度信息对应一个摄像头。相应地，在该实施例中信息获取模块401，用于提取各摄像头拍摄的图像中包含触控点的图像信息，并根据所述图像信息确定对应各摄像头的拍摄角度信息；触控点区域确定模块402，具体用于在检查模块404的检查结果是有多个拍摄角度信息对应一个摄像头时，根据信息获取模块401确定的对应各摄像头的拍摄角度信息确定触控点所在区域；触控点定位模块403，还用于在检查模块404的检查结果是没有多个拍摄角度信息对应一个摄像头时，选取信息获取模块401确定的对应不同摄像头的拍摄角度信息中的任意两个拍摄角度信息确定触控点的位置。也就是说，在该实施例中，图像处理器400在确定对应各摄像头的拍摄角度信息后，需要先检查对应各摄像头的拍摄角度信息中是否有多个拍摄角度信息对应一个摄像头，如果有，表明有多个触控点，则需要先确定触控点所在区域，然后再根据触控点所在区域选取对应不同摄像头的拍摄角度信息进行组合，并根据组合结果确定触控点的位置；如果没有，表明只有单个触控点，则无需对触控点区域进行定位，而是直接从对应不同摄像头的拍摄角度信息中任意选取两个拍摄角度信息即可确定触控点的位置，进一步简化了定位处理过程。
相应地，本发明实施例还提供一种光学触控定位方法，用于对触控屏上的一个或多个触控点进行定位。如图5所示，是本发明实施例光学触控定位方法的流程图，包括以下步骤步骤501，通过设置在所述触控屏一侧边缘不同位置的至少四个摄像头拍摄所述触控屏上所述摄像头视场区域的图像。步骤502，提取各摄像头拍摄的图像中包含触控点的图像信息，并根据所述图像信息确定对应各摄像头的拍摄角度信息。前面提到，在无触控物体时，摄像头拍摄到的是一片暗场，当触控屏上出现了触控物体时，由于触控物体具有漫反射效果，使得照射到触控物体的红外光反射到摄像头并被其探测到，从而引起摄像头所对应像素探测到的光强发生变化，根据光强的变化，即可从各摄像头拍摄的图像中提取出包含触控点的图像信息，进而可以根据这些图像信息确定对应各摄像头的拍摄角度信息。所述拍摄角度是指触控物体在每个摄像头的视场区域内的相对角度，它可以采用多种不同的定义方式，具体可参照前面的描述，在此不再赘述。步骤503，根据对应各摄像头的拍摄角度信息确定触控点所在区域。步骤504，根据所述触控点所在区域，选取所述对应不同摄像头的拍摄角度信息进行组合，并根据组合结果确定触控点的位置。在实际应用中，上述四个摄像头可以任意设置在触控屏一侧边缘的不同位置上， 只要使上述四个摄像头形成的视场区域能够覆盖到整个触控屏即可，因此，各摄像头可以采用视场角大于等于90度的线阵摄像头，相对于现有技术中面阵摄像头，大大降低了设备成本。而且，从电学角度来说，线阵摄像头的图像处理复杂度及处理时间都大大优于面阵摄像头，可以提高系统处理效率；从结构角度来说，线阵摄像头的大小大约仅有3mm高，体积小，便于集成，尤其适用于各种体积较小的电子设备。利用本发明实施例的方法，可以有效提高定位精度并减少识别运算量。需要说明的是，针对只有一个触控点的情况，同样可以按照上述流程确定触控点的位置。但是在单点触控的情况下，由于每个摄像头只是拍摄到一个触控点，因此，为了进一步兼容并简化这种情况下的计算过程，本发明实施例光学触控定位方法的另一种流程如图6所示，包括以下步骤步骤601，通过设置在所述触控屏一侧边缘不同位置的至少四个摄像头拍摄所述触控屏上所述摄像头视场区域的图像。步骤602，提取各摄像头拍摄的图像中包含触控点的图像信息，并根据所述图像信息确定对应各摄像头的拍摄角度信息。步骤603，检查对应各摄像头的拍摄角度信息中是否有多个拍摄角度信息对应一个摄像头；如果是，则执行步骤604 ；否则，执行步骤606。步骤604，根据对应各摄像头的拍摄角度信息确定触控点所在区域。步骤605，根据所述触控点所在区域，选取所述对应不同摄像头的拍摄角度信息进行组合，并根据组合结果确定触控点的位置。步骤606，选取所述对应不同摄像头的拍摄角度信息中的任意两个拍摄角度信息确定触控点的位置。
需要说明的是，上述拍摄角度是指触控物体在每个摄像头的视场区域内的相对角度，它可以采用多种不同的定义方式，比如触控物体与一个摄像头的连线与触控屏一侧边界的夹角，如图2中的角度β ；或者触控物体与两个摄像头之间的连线的夹角等。对于不同的坐标系，可以选择不同的拍摄角度定义，以使计算更简单。比如，将拍摄角度定义为触控物体与一个摄像头的连线与触控屏一侧边界的夹角，则可以按以下方式确定对应各摄像头的拍摄角度信息如图7所示，由于摄像头的视场角大于等于90度，相当于摄像头的每一个像素等分了其视场角。假如摄像头的像素为512，其视场角为90度，每个像素所占的角度为90度 /512。如图7所示，当屏幕中存在一个触控点，那么两个角端的摄像头可以拍摄到其图像的变化。根据图像的变化可得出哪个像素所在的角度存在触控点。假如得出的触控点像素值的变化量为η，则θ可Φ的值可以根据公式η*90度/512算出。相应地，可以将触屏区域定义为一个坐标图，A点为坐标原点(0，0)，触控区域的H 和L为触控区域的长和宽，此值可实际测量得到。根据上面得到的拍摄角度θ和Φ，则求出χ，y的值，从而得到触控点的坐标值(χ，y)。下面以四个摄像头的情况为例，对本发明实施例光学触控定位方法中对两个触控点进行定位的过程做进一步详细说明。如图8所示，四个摄像头的位置如下摄像头A、B、C、D等距离的设置在触控屏的一侧，摄像头A、D作为主摄像头设置在两端，摄像头B、C作为辅助摄像头设置在中间。假设触控屏为矩形，设置摄像头的一侧长度为L，则四个摄像头将触控屏等分为三个视场区域，如图8中所示的区域71、72、73。为了根据每个摄像头拍摄的图像信息方便计算触控点的位置，在本发明实施例中，可以触控屏所在的平面建立坐标系。具体地，可以触控屏所在的平面内的任何一点作为坐标原点，建立坐标系。比如，以摄像头A为坐标原点，建立直角坐标系，则摄像头A的坐标为(0，0)，摄像头B的坐标为(L/3，0)，摄像头C的坐标为(2L/3，0)，摄像头D的坐标为(L， 0)。触控点3和c的坐标为未知，分别设为(xl,yl)和(x2，y2)。在该实施例中，将拍摄角度定义为触控物体与一个摄像头的连线与触控屏一侧边界的夹角。拍摄角度信息的获取可以通过在触控屏边缘设置颜色线的方式，即根据摄像头拍摄到的有触控物体时的颜色线图案与无触控物体时的颜色线图案对比，获取对应各摄像头的拍摄角度信息。当然，也可以其它类似的方式或本领域公知的技术获取对应各摄像头的拍摄角度信息。对此，本发明实施例不做限定。如果对应每个摄像头的拍摄角度信息只有一个，则表明只有一个触控点，即单点触控，在这种情况下，可以任意选取其中的两个摄像头对应的角度信息即可确定触控点的位置，具体过程与现有技术中单点控触定位的过程类似，在此不再赘述。如果对应某个摄像头的拍摄角度信息有多个，则表明有多个触控点，在这种情况下，需要根据所述拍摄角度信息确定触控点所在区域，并根据所述触控点所在区域，选取所述对应不同摄像头的拍摄角度信息进行组合，根据组合结果确定触控点的位置。如图8所示，具体有以下几种情况
(1)摄像头A、D对应的拍摄角度信息分别有两个，而摄像头B、C对应的拍摄角度信息均只有一个，则可确定触控点的位置为一个在区域71，另一个在区域73，如图8所示。在这种情况下，选取摄像头A、D对应的拍摄角度信息进行计算可得出a，b，c，d四个交点，根据区域限制可确定点a，c为实际触控点，有效减少了运算过程。(2)摄像头A、C、D对应的拍摄角度信息分别有两个，摄像头B对应的拍摄角度信息只有一个，则可确定触控点的位置一个在区域71，另一个在区域72，如图9所示。在这种情况下，选取根据摄像头A、D对应的拍摄角度信息进行计算可以得出a，b， c，d四个交点，根据区域限制可以确定点交点a为实际触控点，而且，由于摄像头A、C、D对应的拍摄角度信息分别有两个，则可确定点c也是实际触控点。或者利用反推法，根据两直线相交于一点的原理，由于确定了交点a为实际触控点，如果假设交点d或b为实际触控点，则只能得出三个交点，而实际计算得到的是四个交点，由此也可以确定交点d和b为鬼点，另一个实际触控点为交点C。(3)摄像头A、B、D对应的拍摄角度信息分别有两个，摄像头C对应的拍摄角度信息只有一个，则确定触控点所在区域、以及根据触控点所在区域，选取对应不同摄像头的拍摄角度信息进行组合，根据组合结果确定触控点的位置的过程与上述第( 种情况类似， 在此不再详细描述。(4)摄像头A、C、D对应的拍摄角度信息分别有两个，摄像头B没有对应的拍摄角度信息，则可确定两个触控点皆在区域71中，如图10所示。在这种情况下，选取摄像头C、D对应的拍摄角度信息进行计算，可以算出a，b，e三个交点，根据区域限制可以剔除鬼点e，得到实际触控点a，b。(5)摄像头A、B、D对应的拍摄角度信息分别有两个，摄像头C没有对应的拍摄角度信息，则可确定两个触控点皆在区域73中。在这种情况下，根据触控点所在区域，选取对应不同摄像头的拍摄角度信息进行组合，根据组合结果确定触控点的位置的过程与上述第(4)种情况类似，在此不再详细描述。(6)摄像头A、B、C、D对应的拍摄角度信息分别有两个，则可以确定两个触控点皆在区域72中，如图11所示。在这种情况下，仅通过两个摄像头对应的拍摄角度信息无法准确定位触控点，所以可以先根据摄像头A、D对应的拍摄角度信息计算得出a，b，c，d四个交点，再根据摄像头 B、C对应的拍摄角度信息计算得出a，b，e, f四个点，根据两者的共同值即可确定出实际的触控点a，b。另外，需要说明的是，在根据对应不同摄像头的拍摄角度信息进行计算时，可能会得到触控屏之外的交点，对这样的交点，可根据触控屏的坐标直接排除。本发明实施例提供的光学触控定位方法，通过设置在所述触控屏一侧边缘不同位置的至少四个摄像头拍摄所述触控屏上所述摄像头视场区域的图像；提取各摄像头拍摄的图像中包含触控点的图像信息，并根据所述图像信息确定对应各摄像头的拍摄角度信息； 根据所述拍摄角度信息确定触控点所在区域；根据所述触控点所在区域，选取所述对应不同摄像头的拍摄角度信息进行组合，并根据组合结果确定触控点的位置。上述四个摄像头可以任意设置在触控屏一侧边缘的不同位置上，只要使上述四个摄像头形成的视场区域能够覆盖到整个触控屏即可，因此，各摄像头可以采用视场角大于等于90度的线阵摄像头， 相对于现有技术中面阵摄像头，可以提高系统处理效率，集成度高，尤其适用于各种体积较小的电子设备。利用本发明实施例的方法，将触控点所在区域判定与对应不同摄像头的拍摄角度信息的组合相结合，可以有效提高定位精度并减少识别运算量。本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。以上对本发明实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体实施方式
对本发明进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及设备；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式
及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
权利要求
1.一种光学触控定位系统，用于对触控屏上的一个或多个触控点进行定位，其特征在于，包括至少四个设置在所述触控屏一侧边缘不同位置的摄像头，以及图像处理器；所述摄像头，用于拍摄所述触控屏上所述摄像头视场区域的图像，并且所述至少四个摄像头形成的视场区域覆盖所述触控屏的所有区域；所述图像处理器，用于利用各摄像头拍摄的图像对所述触控屏上的触控点进行定位， 所述图像处理器包括信息获取模块，用于提取各摄像头拍摄的图像中包含触控点的图像信息，并根据所述图像信息确定对应各摄像头的拍摄角度信息；触控点区域确定模块，用于根据所述信息获取模块确定的对应各摄像头的拍摄角度信息确定触控点所在区域；触控点定位模块，用于根据所述触控点区域确定模块确定的触控点所在区域，选取所述信息获取模块确定的对应不同摄像头的拍摄角度信息进行组合，并根据组合结果确定触控点的位置。
2.根据权利要求1所述的光学触控定位装置，其特征在于，所述四个摄像头中的第一摄像头和第三摄像头形成的视场区域与第二摄像头和第四摄像头形成的视场区域部分重叠。
3.根据权利要求1所述的光学触控定位装置，其特征在于，所述图像处理器还包括 检查模块，用于检查所述信息获取模块确定的对应各摄像头的拍摄角度信息中是否有多个拍摄角度信息对应一个摄像头；所述触控点区域确定模块在所述检查模块的检查结果是有多个拍摄角度信息对应一个摄像头时，根据所述信息获取模块确定的对应各摄像头的拍摄角度信息确定触控点所在区域；所述触控点定位模块，还用于在所述检查模块的检查结果是没有多个拍摄角度信息对应一个摄像头时，选取所述信息获取模块确定的对应不同摄像头的拍摄角度信息中的任意两个拍摄角度信息确定触控点的位置。
4.根据权利要求1所述的光学触控定位装置，其特征在于，所述触控点区域确定模块， 具体用于根据所述信息获取模块确定的对应各摄像头的拍摄角度信息的个数确定触控点所在区域。
5.根据权利要求1至4任一项所述的光学触控定位装置，其特征在于，所述摄像头为线阵摄像头。
6.一种光学触控定位方法，用于对触控屏上的一个或多个触控点进行定位，其特征在于，所述方法包括通过设置在所述触控屏一侧边缘不同位置的至少四个摄像头拍摄所述触控屏上所述摄像头视场区域的图像；提取各摄像头拍摄的图像中包含触控点的图像信息，并根据所述图像信息确定对应各摄像头的拍摄角度信息；根据所述对应各摄像头的拍摄角度信息确定触控点所在区域； 根据所述触控点所在区域，选取所述对应不同摄像头的拍摄角度信息进行组合，并根据组合结果确定触控点的位置。
7.根据权利要求6所述的光学触控定位方法，其特征在于，还包括在所述根据所述对应各摄像头的拍摄角度信息确定触控点所在区域之前，检查所述对应各摄像头的拍摄角度信息中是否有多个拍摄角度信息对应一个摄像头；如果有多个拍摄角度信息对应一个摄像头，则根据所述触控点所在区域，选取所述对应不同摄像头的拍摄角度信息进行组合，并根据组合结果确定触控点的位置如果没有多个拍摄角度信息对应一个摄像头，则选取所述对应不同摄像头的拍摄角度信息中的任意两个拍摄角度信息确定触控点的位置。
8.根据权利要求6或7所述的光学触控定位方法，其特征在于，所述根据所述对应各摄像头的拍摄角度信息确定触控点所在区域具体为根据对应各摄像头的拍摄角度信息的个数确定触控点所在区域。
9.根据权利要求8所述的光学触控定位方法，其特征在于，所述摄像头为四个，依次为第一摄像头、第二摄像头、第三摄像头和第四摄像头；所述第一摄像头和第三摄像头形成的视场区域与第二摄像头和第四摄像头形成的视场区域部分重叠，形成重叠区域；第一摄像头形成的视场区域除所述重叠区域之外的区域作为第一区域；第四摄像头形成的视场区域除所述重叠区域之外的区域作为第二区域； 所述根据对应各摄像头的拍摄角度信息的个数确定触控点所在区域包括 如果对应第一摄像头和第四摄像头的拍摄角度信息的个数为2，并且对应第二摄像头和第三摄像头的拍摄角度信息的个数为1，则确定两个触控点所在区域分别为所述第一区域和所述第二区域；如果对应第一摄像头和第四摄像头的拍摄角度信息的个数为2，并且对应第二摄像头和第三摄像头中的一个的拍摄角度信息的个数为2，另一个的拍摄角度信息的个数为1，则确定两个触控点所在区域为所述第一摄像头和第三摄像头形成的视场区域或者为所述第二摄像头和第四摄像头形成的视场区域；如果对应第一摄像头和第四摄像头的拍摄角度信息的个数为2，并且对应第二摄像头和第三摄像头中的一个的拍摄角度信息的个数为2，另一个的拍摄角度信息的个数为0，则确定两个触控点所在区域为所述第一区域或者为所述第二区域；如果对应所述四个摄像头的拍摄角度信息的个数均为2，则确定两个触控点在所述重叠区域。
10.根据权利要求9所述的光学触控定位方法，其特征在于，所述根据所述触控点所在区域，选取所述对应不同摄像头的拍摄角度信息进行组合，并根据组合结果确定触控点的位置包括如果两个触控点所在区域分别为所述第一区域和所述第二区域，则选取对应第一摄像头和第四摄像头的拍摄角度信息进行组合，并根据组合结果确定触控点的位置；如果两个触控点所在区域为所述第一摄像头和第三摄像头形成的视场区域或者为所述第二摄像头和第四摄像头形成的视场区域，则选取对应第一摄像头和第四摄像头的拍摄角度信息进行组合，并根据组合结果确定触控点的位置；如果两个触控点所在区域为所述第一区域，则选取对应第三摄像头和第四摄像头的拍摄角度信息进行组合，并根据组合结果确定触控点的位置；如果两个触控点所在区域为所述第二区域，则选取对应第一摄像头和第二摄像头的拍摄角度信息进行组合，并根据组合结果确定触控点的位置；如果两个触控点在所述重叠区域，则选取对应第一摄像头和第四摄像头的拍摄角度信息进行组合，得到第一组交点坐标；选取对应第二摄像头和第三摄像头的拍摄角度信息进行组合，得到第二组交点坐标；选取所述第一组交点坐标和第二组交点坐标中相同的坐标， 得到触控点的位置。
全文摘要
本发明涉及光学触控定位技术领域，公开了一种光学触控定位系统及方法，该系统包括至少四个设置在所述触控屏一侧边缘不同位置的摄像头，以及图像处理器；所述摄像头，用于拍摄所述触控屏上所述摄像头视场区域的图像，并且所述至少四个摄像头形成的视场区域覆盖所述触控屏的所有区域；所述图像处理器，用于利用各摄像头拍摄的图像对所述触控屏上的触控点进行定位，所述图像处理器包括信息获取模块，触控点区域确定模块和触控点定位模块。利用本发明，可以实现多点触控，提高触控点定位精度并减少识别运算量。
文档编号G06F3/042GK102364418SQ20111027846
公开日2012年2月29日 申请日期2011年9月19日 优先权日2011年9月19日
发明者任均宇, 叶耀斌, 韦宇 申请人:广东威创视讯科技股份有限公司