一种基于摄像定位的触摸屏系统

1.一种基于摄像定位的触摸屏系统，包括：设置用于采集动作信号的若干个摄像头，以及用于处理摄像头所采集信号的处理模块，其特征在于：所述若干个摄像头包括设置在目标触摸区域背面的一个第一组摄像头和设置在目标触摸区域表面的至少两个第二组摄像头，该第一组摄像头用于采集投射到目标触摸区域的光斑动作信号，该第二组摄像头用于采集进入第二组摄像头摄像区域空间的触摸动作信号；此外该系统还包括至少一个切换装置，切换装置包括用于发射设定或固定频率音频的音频发射部件，且该系统还包括音频检测装置；处理模块还用于判断该音频检测装置的所接收的音频信号是否为该音频发射部件所发出的音频信号，从而决定第一组摄像头还是第二组摄像头采集动作信号。
2.根据权利要求1所述的基于摄像定位的触摸屏系统，其特征在于：所述音频发射部件为超声波发射器或蜂鸣器。
3.根据权利要求2所述的基于摄像定位的触摸屏系统，其特征在于：所述切换装置还包括发光部件，以及用于同时开启或同时关闭该发光部件和所述音频发射部件的开关。
4.根据权利要求3所述的基于摄像定位的触摸屏系统，其特征在于：该系统包括多个切换装置，且任一切换装置上的音频发射部件所发射的音频频率不同。
5.根据权利要求1至4任一所述的基于摄像定位的触摸屏系统，其特征在于：该系统还包括设置在目标触摸区域侧面的红外发射光管，所述第二组摄像头上还设有红外滤光片。

一种基于摄像定位的触摸屏系统\n技术领域\n[0001] 本发明涉及图形用户界面的交互控制，尤其是一种适用于大屏幕的基于摄像定位的触摸屏系统。\n背景技术\n[0002] 随着计算机多媒体技术的发展，交互式电子白板作为一种先进的教育或会议辅助人机交互设备，可以实现无尘书写、随意书写、远程交流等功能。从硬件原理上，交互式电子白板融合了大屏幕显示技术、精确定位测试技术等，有多种技术可以实现电子白板精确定位，具有代表性的是电磁感应、红外线、电阻、超声波、CCD等技术。每种技术都有不同的特点和优势，在电子白板市场上占有一定的份额。基于CCD摄像定位的触摸屏系统具有分辨率高、定位精确、结构简单、成本低等特点，在大屏幕触摸定位方面具有广阔的应用空间，技术人员对其技术和方法不断改进，现已应用于多种计算机多媒体交互系统中。\n[0003] 基于摄像定位的触摸屏原理是利用显示屏幕边框处一个或多个摄像头从不同视角拍摄显示屏幕，使屏幕完全处于取景范围内，采集有触摸时的图像与无触摸时的图像进行比较，分析遮挡物体所形成的图像光斑对应于显示屏幕表面的坐标位置，通过计算处理装置进行识别分析并转化为响应的指令加以执行，从而完成人机交互操作。\n[0004] 中国专利CN200510089933.3公开一种基于摄像头的虚拟触摸屏系统，利用两个或两个以上摄像头从不同视角拍摄手指在平行于显示屏的虚拟屏幕上的移动或点击动作，并通过计算装置识别这些动作并将其转化为相应的指令加以执行。\n[0005] 但是上述专利存在一些缺陷：在实际应用中，当人站在交互式电子白板的大屏幕前进行教学或会议时，会进行一些误操作，例如整个手掌或身体的某一部分而不仅是一个手指接触屏幕，或者应用者的一些习惯如手指随意指定屏幕的某处位置或区域。然而此时摄像头仍然会采集并通过计算装置处理执行这一操作。\n发明内容\n[0006] 本发明要解决的技术问题是，提供一种基于摄像定位的触摸屏系统，使其可以防止用户不用于控制图像用户界面的动作，即非指令操作被采集和处理。\n[0007] 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：\n[0008] 一种基于摄像定位的触摸屏系统，包括：设置用于采集动作信号的若干个摄像头，以及用于处理摄像头所采集信号的处理模块，其中：所述若干个摄像头包括设置在目标触摸区域背面的至少一个第一组摄像头和设置在目标触摸区域表面的至少一个第二组摄像头，该第一组摄像头用于采集投射到目标触摸区域的光斑动作信号，该第二组摄像头用于采集进入第二组摄像头摄像区域空间的触摸动作信号；此外该系统还包括至少一个切换装置，所述处理模块还根据该切换装置的指令决定第一组摄像头还是第二组摄像头采集动作信号。上述的光斑动作信号是指发光器件投射到目标触摸区域的光斑信号，用户既可以用发光笔等器件，也可以用其他器件时间这一效果。上述的触摸动作是指人的手指或人手持握的触控装置，例如触控笔等，在第二组摄像头摄像区域空间内的动作。\n[0009] 作为本发明的改进之一：所述切换装置包括用于发射设定或固定频率音频的音频发射部件，且该系统还包括音频检测装置，所述处理模块还用于判断该音频检测装置的所接收的音频信号是否为该音频发射部件所发出的音频信号，从而决定第一组摄像头还是第二组摄像头采集动作信号。\n[0010] 作为本发明的改进之二：所述音频发射部件为超声波发射器或蜂鸣器。\n[0011] 作为本发明的改进之三：所述切换装置还包括发光部件，以及用于同时开启或同时关闭该发光部件和所述音频发射部件的开关。当切换装置上的开关开启时，其上的音频发射部件和发光部件同时工作，所述处理模块将根据第一组摄像头所采集的该发光部件的光斑动作信号对图形界面进行相应操作；当任一切换装置上的开关关闭时，其上的音频发射部件和发光部件同时停止工作，所述处理模块将根据第二组摄像头所采集的直接触碰目标触摸区域的触摸动作信号对图形界面进行相应操作。也就是说，当开启切换装置时，切换装置中的音频发射部件将会发出某一设定或固定音频的声波，而音频检测装置将检测到的音频信号传输给处理模块，处理模块确认是切换装置中音频发射部件所发出的音频信号后，将控制启用第一组摄像头并关闭第二组摄像头。此时使用者只需将切换装置中的发光部件照射在目标触摸区域的表面，即可对图形用户界面进行相应操作。\n[0012] 作为本发明的改进之四：该系统包括多个切换装置，且任一切换装置上的音频发射部件所发射的音频频率不同。如果有两个以上的切换装置，当各个切换装置所发出的音频信号相同时，第一组摄像头拍摄所有的切换装置的触摸位置完成多点同时触摸定位；当各个切换装置所发出的音频信号不同时，音频接收装置接收到的不同波形和接收时间等标志，使得处理模块不仅能够识别不同的触摸笔的触摸动作，还可以增加摄像头后定位原理触摸屏的定位点个数。\n[0013] 作为本发明的改进之五：该系统还包括设置在目标触摸区域侧面的红外发射光管，所述第二组摄像头上还设有红外滤光片。在室内光源或自然光的环境下，用户动作在摄像头中形成的光斑与背景颜色的区别不稳定。为此，通过在摄像头的一侧边缘安装红外发射光管，增强触摸笔光斑图像。\n[0014] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：使用者可以通过切换装置决定触摸屏系统的是通过进入目标触摸区域的光斑动作信号还是通过进入目标触摸区域空间内的触摸动作，来操控制图形用户界面。当系统处于光斑动作信号模式时，系统仅能识别进入目标触摸区域的光斑动作信号，而人的肢体或人持握的其他物品并不能对图形用户界面进行操作，从而防止了用户的非指令操作给用户带来的不便。\n具体实施方式\n[0015] 下面对本发明的技术方案做进一步的说明。\n[0016] 本发明的基于摄像定位的触摸屏系统，包括：设置用于采集动作信号的若干个摄像头，以及用于处理摄像头所采集信号的处理模块。其中：\n[0017] 所述若干个摄像头包括设置在目标触摸区域背面的至少一个第一组摄像头和设置在目标触摸区域表面的至少一个第二组摄像头，该第一组摄像头用于采集投射到目标触摸区域的光斑动作信号，该第二组摄像头用于采集进入第二组摄像头摄像区域空间的触摸