基于双摄像机视觉系统的多点触控屏设计

论文摘要

触控屏幕能为使用者带来更方便和更直觉的操作方式,进而增加使用者对于产品的使用经验,目前已被应用在许多领域,例如手机、导航器、自动提款机、自动售票机与游戏机台等。不同的应用对于触控屏幕有着不同的规格要求。传统的触控屏幕技术多以单点式触控技术为主,近年来人们对于触控屏幕的需求渐渐由单点式转向多点式触控屏幕。本文提出一个使用双摄像机为基础的多点式触控屏幕架构与触碰物侦测和定位的算法,并透过触控点追踪以解决真假点问题,达成多点触控的功能。此方法可使一般市售液晶屏幕外挂此一双摄像机模块即可具有多点式触控的功能,相较于目前的多点式触控技术,在亮度和显示画质都较佳,有着成本低和体积小的优点。此外,本文定义一组触控手势,并将其映射至鼠标操作的控制指令,使之可以用来控制为鼠标所设计的应用软件。还设计了触控侦测程序和触控软件之间的资料传输协定,由此实现一个使用多点输入手势操作的触控软件。最后分别在19时和42时的屏幕上的多点式触控系统上进行不同的应用软件的触控操作测试,以验证此触控方法的可行性。此外,本文以点击游戏测试来评估触控系统可用性和效能,测试结果显示所提出的触控方法具有良好的效能。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的目的及意义
• 1.2 国内外触摸屏发展现状及趋势
• 1.2.1 单点式触控屏幕技术
• 1.2.2 多点式触控屏幕技术
• 1.3 主要研究工作
• 第2章 计算机视觉式多点触控技术结构及原理
• 2.1 视觉式触控技术
• 2.2 单点式触控技术的改良
• 第3章 双摄像机视觉式多点触控系统设计
• 3.1 技术构架
• 3.2 硬设备及安装
• 3.3 触控侦测和定位算法
• 3.3.1 影像前处理
• 3.3.2 触碰物侦测
• 3.3.3 广角镜头校正与角度计算
• 3.3.4 触控点定位
• 3.3.5 假触控点问题
• 3.3.6 触控点追踪
• 3.3.7 平滑触控点轨迹
• 3.3.8 更新背景
• 第4章 触控软件设计
• 4.1 映射触控操作到鼠标
• 4.2 触控资料传输
• 4.3 触控侦测
• 4.4 触控手势分析
• 4.4.1 移动
• 4.4.2 旋转
• 4.4.3 缩放
• 4.4.4 翻面
• 第5章 系统测试与分析
• 5.1 测试设备与开发环境
• 5.2 触控操作映射鼠标操作测试
• 5.3 触控手势操作测试
• 5.4 触控效能测试与分析
• 5.4.1 Fitts’Law
• 5.4.2 测试方法
• 5.4.3 测试数据与分析
• 第6章 结论与未来方向
• 6.1 结论
• 6.2 未来方向
• 参考文献
• 致谢