多點(diǎn)光學(xué)觸摸技術(shù)研究.pdf

1、多點(diǎn)觸摸技術(shù)是新一代人機(jī)交互技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，以用戶(hù)為中心，通過(guò)構(gòu)建一種能同時(shí)檢測(cè)到多個(gè)觸點(diǎn)的觸摸平臺(tái)，允許使用雙指甚至多指進(jìn)行復(fù)雜的交互方式。它以用戶(hù)本能的交互手勢(shì)進(jìn)行交互，改變了用戶(hù)的認(rèn)知方式，有效降低用戶(hù)負(fù)擔(dān)，同時(shí)也很好地滿(mǎn)足了用戶(hù)的需求，因此成為人機(jī)交互技術(shù)的一大研究熱點(diǎn)。光學(xué)觸摸技術(shù)相對(duì)于傳統(tǒng)的電容、電阻等觸摸技術(shù)而言具有構(gòu)建簡(jiǎn)單、安裝方便、便于移植、成本低廉等諸多優(yōu)點(diǎn)。本文針對(duì)光學(xué)觸摸平臺(tái)上的多觸點(diǎn)檢測(cè)定位跟蹤及手勢(shì)識(shí)別進(jìn)行了

2、研究。
　　本文所完成的主要工作如下：
　　光學(xué)觸摸平臺(tái)的構(gòu)建。市面上現(xiàn)有的很多光學(xué)觸摸平臺(tái)都存在遮擋多、定位精度不高、移植不方便及安裝成本高等缺點(diǎn)。為了改善這種缺點(diǎn)，本文經(jīng)過(guò)研究和調(diào)查，搭建了一種基于四個(gè)攝像頭的光學(xué)觸摸平臺(tái)。通過(guò)位置約束確定矩形交互區(qū)域的長(zhǎng)寬尺寸，將四個(gè)攝像頭分別安裝在區(qū)域的四個(gè)角來(lái)對(duì)區(qū)域上發(fā)生的遮擋進(jìn)行信息采集及數(shù)據(jù)處理。這種搭建方法有效地解決了多觸點(diǎn)之間存在的遮擋問(wèn)題，可以精確定位出觸點(diǎn)坐標(biāo)。本文所搭

3、建的光學(xué)觸摸平臺(tái)，成本低廉、便于移植、對(duì)所處環(huán)境及用戶(hù)無(wú)其他特殊要求，并且有利于構(gòu)建大面積的交互平臺(tái)。在搭建過(guò)程中，對(duì)攝像頭進(jìn)行了標(biāo)定，并用查找表法對(duì)平臺(tái)進(jìn)行了標(biāo)定。
　　基于四路攝像頭的光學(xué)觸摸平臺(tái)的多觸點(diǎn)檢測(cè)定位跟蹤方法。利用位于交互區(qū)域四角的四個(gè)攝像頭對(duì)平臺(tái)觸摸信息進(jìn)行采集，通過(guò)遮擋分析和數(shù)據(jù)處理，對(duì)觸點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)定位，利用基于梯度的單幀的觸摸點(diǎn)檢測(cè)算法來(lái)實(shí)現(xiàn)多觸點(diǎn)的檢測(cè)；利用線性插值查表法來(lái)構(gòu)建每條通過(guò)觸點(diǎn)及攝像頭的直線信息

4、，通過(guò)聯(lián)立方程法來(lái)定位出觸點(diǎn)在交互區(qū)域上的精確位置，并排除鬼點(diǎn)；最后采用二部圖法，結(jié)合卡爾曼濾波器來(lái)預(yù)測(cè)縮小搜索空間，提高求解速度，實(shí)現(xiàn)多觸摸點(diǎn)的穩(wěn)定跟蹤。
　　基于四路攝像頭的光學(xué)觸摸平臺(tái)的觸摸手勢(shì)識(shí)別算法。本文對(duì)要研究的觸摸手勢(shì)進(jìn)行了定義和范圍界定，用一張圖詳細(xì)介紹了日常生活中常用到的十個(gè)核心觸摸手勢(shì)。在觸摸手勢(shì)識(shí)別算法的研究中，分析研究了多手多指的算法，將多點(diǎn)觸摸與用戶(hù)的意圖最大限度結(jié)合起來(lái)，重點(diǎn)分析了觸點(diǎn)的觸摸狀態(tài)、位移和