[发明专利]投影触摸板中用户手指参数的获取方法和系统

说明书

本发明提供一种投影触摸板中用户手指参数的获取方法和系统，包括：拍摄投影平面的当前图像，对当前图像的俯视图和对比图像做差值运算得到差值图像，判断差值图像中是否包含用户手指轮廓，如果是，提取差值图像中的用户手指轮廓，解码用户手指轮廓上每个点在差值图像上的二维坐标，确定用户手指的主方向和指腹宽度a；根据主方向，确定用户手指轮廓最远端的指尖点P_f和平面中轴线，取平面中轴线上的N个点为参考点，计算差值图像中P_f和N个参考点的三维坐标；根据P_f和N个参考点的三维坐标计算用户手指参数P_i的三维坐标。基于本发明的方法，解决了投影触摸板上用户如何操控光标的问题。

技术领域

本发明涉及人机交互领域，特别涉及一种投影触摸板中用户手指参数的获取方法和系统。

背景技术

从计算机发明至今，人和机器如何更加自然、更加方便的交互一直是人们在探索的热点方向。传统的人机交互方式比如键盘，鼠标等，是利用外接硬件设备，与机器进行交互。

随着人机交互技术和终端设备的发展，便携式智能设备成为了人们生活中必不可少的产品，比如智能手机，平板电脑等。因智能设备对便携性的要求，导致设备越做越小，传统的人机交互方式不够便携，已经不能适合如今的交互场景，很多种新型的交互方式被应用到各种便携式智能设备上，比如触摸屏，手势和语音等。

但是现有的人机交互技术也存在相应的缺陷，比如在触摸屏越来越小的设备上，交互界面也越来越小，触摸屏的交互技术就无法实现。另一方面，手势交互如今只能实现比较简单的交互方式，而语音交互在嘈杂环境下方法的鲁棒性不好，也不利于保护隐私。因此，新的便携的人机交互技术的研发迫在眉睫。

发明内容

本发明提供一种投影触摸板中用户手指参数的获取方法和系统，增大了人机交互的交互界面，可以基于图像快速获得的用户手指参数，实时追踪用户手指的位置和轨迹，进而解决用户在投影触摸板上操控光标的问题。

本发明提供一种投影触摸板中用户手指参数的获取方法，用户手指参数为触碰判断点P_i的三维坐标(x_Pi,y_Pi,H_Pi)，该方法包括：

步骤A-1：拍摄投影平面的当前图像，投影平面同时为颜色编码结构光和触摸板的投影平面，对当前图像的俯视图和对比图像做差值运算得到差值图像，对比图像为用户手指未进入投影平面时投影平面的俯视图，判断差值图像中是否包含用户手指轮廓，如果是执行步骤A-2；

步骤A-2：提取差值图像中的用户手指轮廓，解码用户手指轮廓上每个点在差值图像上的二维坐标，根据用户手指轮廓及其二维坐标，确定用户手指轮廓的主方向和指腹宽度a；

步骤A-3：根据主方向，确定用户手指轮廓最远端的指尖点P_f，令经过指尖点P_f的主方向上的直线为用户手指轮廓的平面中轴线，取平面中轴线上的N个点为参考点，基于颜色编码结构光三维坐标测量原理，计算差值图像中P_f和N个参考点的三维坐标；

步骤A-4：根据N个参考点和P_f的三维坐标，利用最小二乘法用计算用户手指的俯仰角根据计算当前P_i的高度P_i和P_f在平面中轴线上的距离根据P_f的二维坐标、D_p以及平面中轴线得到P_i的x_Pi和y_Pi。。

本发明还提供一种投影触摸板中用户手指参数的获取系统，用户手指参数为触碰判断点P_i的三维坐标(x_Pi,y_Pi,H_Pi)，该系统包括：