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，以用戶為中心，通過構(gòu)建一種能同時(shí)檢測到多個(gè)觸點(diǎn)的觸摸平臺，允許使用雙指甚至多指進(jìn)行復(fù)雜的交互方式。它以用戶本能的交互手勢進(jìn)行交互，改變了用戶的認(rèn)知方式，有效降低用戶負(fù)擔(dān)，同時(shí)也很好地滿足了用戶的需求，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)相對于傳統(tǒng)的電容、電阻等觸摸技術(shù)而言具有構(gòu)建簡單、安裝方便、便于移植、成本低廉等諸多優(yōu)點(diǎn)。本文針對光學(xué)觸摸平臺上的多觸點(diǎn)檢測定位跟蹤及手勢識別進(jìn)行了

2、研究。
　　本文所完成的主要工作如下：
　　光學(xué)觸摸平臺的構(gòu)建。市面上現(xiàn)有的很多光學(xué)觸摸平臺都存在遮擋多、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。通過位置約束確定矩形交互區(qū)域的長寬尺寸，將四個(gè)攝像頭分別安裝在區(qū)域的四個(gè)角來對區(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，成本低廉、便于移植、對所處環(huán)境及用戶無其他特殊要求，并且有利于構(gòu)建大面積的交互平臺。在搭建過程中，對攝像頭進(jìn)行了標(biāo)定，并用查找表法對平臺進(jìn)行了標(biāo)定。
　　基于四路攝像頭的光學(xué)觸摸平臺的多觸點(diǎn)檢測定位跟蹤方法。利用位于交互區(qū)域四角的四個(gè)攝像頭對平臺觸摸信息進(jìn)行采集，通過遮擋分析和數(shù)據(jù)處理，對觸點(diǎn)進(jìn)行檢測定位，利用基于梯度的單幀的觸摸點(diǎn)檢測算法來實(shí)現(xiàn)多觸點(diǎn)的檢測；利用線性插值查表法來構(gòu)建每條通過觸點(diǎn)及攝像頭的直線信息

4、，通過聯(lián)立方程法來定位出觸點(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)合卡爾曼濾波器來預(yù)測縮小搜索空間，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)觸摸平臺的觸摸手勢識別算法。本文對要研究的觸摸手勢進(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。在觸摸手勢識別算法的研究中，分析研究了多手多指的算法，將多點(diǎn)觸摸與用戶的意圖最大限度結(jié)合起來，重點(diǎn)分析了觸點(diǎn)的觸摸狀態(tài)、位移和