專利名稱：一種實(shí)現(xiàn)紅外掃描與攝像頭同步工作的方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及觸摸屏圖像定位技術(shù)，特別涉及一種實(shí)現(xiàn)紅外掃描與攝像頭同 步工作的方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，為了實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)觸摸，有采用紅外掃描與攝像頭結(jié)合的方式， 如圖l所示，為現(xiàn)有技術(shù)的紅外掃描與攝像頭結(jié)合定位的硬件結(jié)構(gòu)示意圖，其
中101、 102為拍攝輔助條，其作用是在拍攝圖像中突出觸摸物，有助于在圖 像中對觸摸物進(jìn)行檢測和定位；103為攝像模塊，包括攝像頭及微處理芯片， 微處理芯片用于讀取和分析處理攝像頭拍攝得到的圖像數(shù)據(jù)；104和105為紅 外接收模塊，106和107為紅外發(fā)射模塊。其原理是通過紅外掃描，紅外接收 模塊104、 105中的二極管初步確定觸摸點(diǎn)的A、 B、 C、 D坐標(biāo)，然后結(jié)合攝
像頭檢測觸摸物，進(jìn)一步得出圖像中觸摸物的位置信息，從中提取角度信息， 再與紅外掃描得出的初步觸摸點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行綜合分析，排除B點(diǎn)和C點(diǎn)，最終
得出正確的觸摸點(diǎn)A、 D坐標(biāo)信息。
這種采用紅外掃描與攝像頭結(jié)合進(jìn)行觸摸定位的方式，要求紅外掃描與攝 像頭拍攝嚴(yán)格的同步，若不能確保同步，例如，攝像頭拍攝到在t,時(shí)刻觸摸點(diǎn) 在A位置，而紅外掃描由于要進(jìn)行整個(gè)紅外框的掃描，掃描時(shí)間一般比攝像 頭拍攝的時(shí)間要長，導(dǎo)致在t2時(shí)刻才檢測到觸摸點(diǎn)位置，但此時(shí)可能觸摸點(diǎn)位 置已經(jīng)發(fā)生了移動，變成紅外掃描檢測到的觸摸點(diǎn)在B位置，當(dāng)進(jìn)行綜合紅 外掃描與攝像頭的分析確定最終坐標(biāo)時(shí)，就會出現(xiàn)誤差，影響觸摸的定位精度。 而目前現(xiàn)有的紅外掃描與攝像頭結(jié)合的系統(tǒng)普遍存在這個(gè)問題，使得對觸摸點(diǎn) 的位置判斷不夠準(zhǔn)確，其判斷的時(shí)間也大大延長。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種實(shí)現(xiàn)紅外掃描與攝 像頭同步工作的方法，該方法對觸摸點(diǎn)的位置判斷精確，紅外掃描時(shí)間短、觸 摸點(diǎn)圖像分析處理速度快。
本發(fā)明的另一 目的在于提供一種用于上述方法的實(shí)現(xiàn)紅外掃描與攝像頭 同步工作的系統(tǒng)，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、響應(yīng)速度快。
本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種實(shí)現(xiàn)紅外掃描與攝像頭同步工作的方 法，包括以下步驟
(1) 啟動攝像頭，同時(shí)以攝像頭的場掃描輸出信號作為紅外掃描單元的 觸發(fā)信號，啟動紅外掃描單元中的紅外發(fā)射模塊及紅外接收模塊；
(2) 攝像頭拍攝觸摸點(diǎn)圖像后，將圖像數(shù)據(jù)送至數(shù)據(jù)緩存器中進(jìn)行緩存， 緩存過程中，總微處理器對數(shù)據(jù)緩存器中的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行讀??；同時(shí)，各紅外 接收模塊中的從微處理器對各紅外接收管的ADC值進(jìn)行處理，初步確定觸摸 點(diǎn)處被遮擋的紅外發(fā)射管的起始位置和終止位置；
(3) 總微處理器對讀取到的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，計(jì)算攝像頭到觸摸點(diǎn)的 拍攝角度；同時(shí)紅外掃描單元的主微處理器綜合紅外接收模塊中各從微處理器 的計(jì)算結(jié)果，確定觸摸點(diǎn)的中心位置，然后發(fā)送給總微處理器；
(4) 總微處理器根據(jù)計(jì)算得到的攝像頭到觸摸點(diǎn)的拍攝角度和紅外掃描 單元得到的觸摸點(diǎn)的中心位置，綜合分析確定觸摸點(diǎn)坐標(biāo)，最后發(fā)送給計(jì)算機(jī)。
其中，所述步驟(1)具體為攝像頭啟動時(shí)，輸出場掃描信號，攝像頭 開始進(jìn)行場掃描，同時(shí)觸發(fā)紅外掃描單元中的紅外發(fā)射模塊和紅外接收模塊開 始掃描工作，紅外接收模塊中的從微處理器開始采集各紅外接收管的ADC值， 其中，紅外發(fā)射模塊的每個(gè)二極管與相對應(yīng)的紅外接收模塊的每個(gè)二極管同步 工作。
所述步驟(2)中對各紅外接收管的ADC值的處理具體為各紅外接收 模塊中的從微處理器讀取各紅外接收管的ADC值，并將各ADC值放入其各 自的隊(duì)列中，然后從微處理器的計(jì)算功能模塊從各ADC值隊(duì)列中讀取數(shù)據(jù)進(jìn) 行計(jì)算，從而初步得出觸摸點(diǎn)處被遮擋的紅外發(fā)射管的起始位置和終止位置。本發(fā)明一種用于上述方法的實(shí)現(xiàn)紅外掃描與攝像同步工作的系統(tǒng)，包括攝 像頭、緩存器、紅外掃描單元、總微處理器及計(jì)算機(jī)，其中攝像頭、緩存器、 總微處理器和計(jì)算機(jī)依次連接，紅外掃描單元一端與攝像頭的場掃描輸出端連 接，另一端與總微處理器連接。
所述紅外掃描單元包括對應(yīng)設(shè)置的紅外發(fā)射模塊和紅外接收模塊，紅外發(fā) 射模塊與紅外接收模塊中分別設(shè)有從微處理器，且其中設(shè)于紅外接收模塊中的 一個(gè)從微處理器同時(shí)為整個(gè)紅外掃描單元的主微處理器。
所述總微處理器和從微處理器均可為單片機(jī)、ARM芯片或DSP芯片。 所述緩存器為FIFO緩存器。 所述攝像頭為CMOS攝像頭。
本發(fā)明的系統(tǒng)工作時(shí)，其過程為攝像頭啟動時(shí)，其場掃描輸出信號觸發(fā) 場掃描輸出端開始工作，同時(shí)觸發(fā)紅外掃描單元開始工作；根據(jù)攝像頭的時(shí)鐘 脈沖，攝像頭的寫數(shù)據(jù)端將圖像數(shù)據(jù)送至緩存器進(jìn)行緩存；當(dāng)一行數(shù)據(jù)緩存完 畢，攝像頭的行掃描輸出端發(fā)出換行信號，繼續(xù)進(jìn)行下一行的數(shù)據(jù)緩存；總微 處理器在其讀使能端有效的情況下，根據(jù)總微處理器時(shí)鐘，對緩存器的數(shù)據(jù)通 過讀數(shù)據(jù)端進(jìn)行讀入，然后計(jì)算攝像頭到觸摸點(diǎn)的拍攝角度，同時(shí)紅外掃描單 元計(jì)算得到的觸摸點(diǎn)中心位置的數(shù)據(jù)通過串口用中斷方式發(fā)送給總微處理器； 最后總微處理器根據(jù)攝像頭和紅外掃描單元得到的數(shù)據(jù)，綜合分析計(jì)算，最終 得出觸摸點(diǎn)的坐標(biāo)，發(fā)送給計(jì)算機(jī)。
本發(fā)明相對于上述現(xiàn)有技術(shù)，具有如下優(yōu)點(diǎn)效果
(1) 本發(fā)明通過以攝像頭的場掃描輸出信號作為紅外掃描單元開始掃描 的觸發(fā)信號，實(shí)現(xiàn)了攝像頭與紅外掃描單元同步開始工作，提高了對觸摸點(diǎn)位 置判斷的準(zhǔn)確性，系統(tǒng)響應(yīng)也快。
(2) 本發(fā)明將采集到的各紅外接收管的ADC值放入隊(duì)列，計(jì)算功能塊 同時(shí)進(jìn)行取數(shù)據(jù)計(jì)算的方式，大大縮短了紅外掃描時(shí)間。
(3) 本發(fā)明通過邊緩存數(shù)據(jù)邊讀取分析的方式，提高了觸摸點(diǎn)圖像分析 處理速度，加快了系統(tǒng)的響應(yīng)。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)的紅外掃描與攝像頭結(jié)合定位的硬件結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明系統(tǒng)的硬件連接示意圖3是本發(fā)明中紅外掃描單元的結(jié)構(gòu)示意圖4是本發(fā)明方法的工作流程圖5是本發(fā)明攝像頭與紅外掃描單元同步開始工作的工作時(shí)序圖6是本發(fā)明總微處理器從緩存器中讀圖像數(shù)據(jù)的工作時(shí)序圖7是本發(fā)明系統(tǒng)進(jìn)行角度計(jì)算及觸摸點(diǎn)中心位置計(jì)算的工作時(shí)序圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例及附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實(shí) 施方式不限于此。
實(shí)施例
本實(shí)施例一種實(shí)現(xiàn)紅外掃描與攝像頭同步工作的方法，如圖4所示，包括 以下步驟
(O啟動攝像頭，同時(shí)以攝像頭的場掃描輸出信號作為紅外掃描單元的 觸發(fā)信號，啟動紅外掃描單元中的紅外發(fā)射模塊及紅外接收模塊；如圖5的時(shí) 序圖所示，該過程具體為
攝像頭啟動時(shí)，輸出場掃描信號，攝像頭開始進(jìn)行場掃描，同時(shí)觸發(fā)紅外 掃描單元中的紅外發(fā)射模塊和紅外接收模塊開始掃描工作，紅外接收模塊中的 從微處理器開始采集各紅外接收管的ADC值，其中，紅外發(fā)射模塊的每個(gè)二 極管與相對應(yīng)的紅外接收模塊的每個(gè)二極管同步工作。
(2)攝像頭拍攝觸摸點(diǎn)圖像后，將圖像數(shù)據(jù)送至數(shù)據(jù)緩存器中進(jìn)行緩存， 緩存過程中，總微處理器對數(shù)據(jù)緩存器中的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取，此過程的工作 時(shí)序如圖6所示；同時(shí)，各紅外接收模塊中的從微處理器對各紅外接收管的 ADC值進(jìn)行處理，初步確定觸摸點(diǎn)處被遮擋的紅外發(fā)射管的起始位置和終止 位置；(3) 總微處理器對讀取到的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，計(jì)算攝像頭到觸摸點(diǎn)的
拍攝角度；同時(shí)紅外掃描單元的主微處理器綜合紅外接收模塊中各從微處理器 的計(jì)算結(jié)果，確定觸摸點(diǎn)的中心位置，然后發(fā)送給總微處理器；此過程的工作 時(shí)序如圖7所示；
(4) 總微處理器根據(jù)計(jì)算得到的攝像頭到觸摸點(diǎn)的拍攝角度和紅外掃描 單元得到的觸摸點(diǎn)的中心位置，綜合分析確定觸摸點(diǎn)坐標(biāo)，最后發(fā)送給計(jì)算機(jī)。
其中，步驟(2)中對各紅外接收管的ADC值的處理具體為各紅外接 收模塊中的從微處理器讀取各紅外接收管的ADC值，并將各ADC值放入其 各自的隊(duì)列中，然后從微處理器的計(jì)算功能模塊從各ADC值隊(duì)列中讀取數(shù)據(jù) 進(jìn)行計(jì)算，從而初步得出觸摸點(diǎn)處被遮擋的紅外發(fā)射管的起始位置和終止位 置。
本實(shí)施例一種用于上述方法的實(shí)現(xiàn)紅外掃描與攝像同步工作的系統(tǒng)，如圖 2所示包括攝像頭、緩存器、紅外掃描單元、總微處理器及計(jì)算機(jī)，其中攝像 頭、緩存器、總微處理器和計(jì)算機(jī)依次連接，紅外掃描單元一端與攝像頭的場 掃描輸出端連接，另一端與總微處理器連接。
紅外掃描單元的結(jié)構(gòu)如圖3所示，包括對應(yīng)設(shè)置的紅外發(fā)射模塊303、 304 和紅外接收模塊301、 302，紅外發(fā)射模塊303、 304與紅外接收模塊301、 302 中分別設(shè)有從微處理器，且其中對應(yīng)設(shè)于紅外接收模塊302中的從微處理器同 時(shí)作為整個(gè)紅外掃描單元的主微處理器。
本實(shí)施例采用的總微處理器和從微處理器均可為單片機(jī)、ARM芯片或 DSP芯片；緩存器可為FIFO緩存器；攝像頭可為CMOS攝像頭。
本發(fā)明的系統(tǒng)工作時(shí)，如圖2所示，其過程為攝像頭啟動時(shí)，其場掃描 輸出信號觸發(fā)場掃描輸出端開始工作，同時(shí)觸發(fā)紅外掃描單元開始工作；根據(jù) 攝像頭的時(shí)鐘脈沖，攝像頭的寫數(shù)據(jù)端將圖像數(shù)據(jù)送至緩存器進(jìn)行緩存；當(dāng)一 行數(shù)據(jù)緩存完畢，攝像頭的行掃描輸出端發(fā)出換行信號，繼續(xù)進(jìn)行下一行的數(shù) 據(jù)緩存；總微處理器在其讀使能端有效的情況下，根據(jù)總微處理器時(shí)鐘，對緩 存器的數(shù)據(jù)通過讀數(shù)據(jù)端進(jìn)行讀入，然后計(jì)算攝像頭到觸摸點(diǎn)的拍攝角度，同 時(shí)紅外掃描單元計(jì)算得到的觸摸點(diǎn)中心位置的數(shù)據(jù)通過串口用中斷方式發(fā)送給總微處理器；最后總微處理器根據(jù)攝像頭和紅外掃描單元得到的數(shù)據(jù)，綜合 分析計(jì)算，最終得出觸摸點(diǎn)的坐標(biāo)，發(fā)送給計(jì)算機(jī)。
如上所述，便可較好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，上述實(shí)施例僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，
并非用來限定本發(fā)明的實(shí)施范圍；即凡依本發(fā)明內(nèi)容所作的均等變化與修飾，
都為本發(fā)明權(quán)利要求所要求保護(hù)的范圍所涵蓋。
權(quán)利要求
1、一種實(shí)現(xiàn)紅外掃描與攝像頭同步工作的方法，其特征在于，包括以下步驟(1)啟動攝像頭，同時(shí)以攝像頭的場掃描輸出信號作為紅外掃描單元的觸發(fā)信號，啟動紅外掃描單元中的紅外發(fā)射模塊及紅外接收模塊；(2)攝像頭拍攝觸摸點(diǎn)圖像后，將圖像數(shù)據(jù)送至數(shù)據(jù)緩存器中進(jìn)行緩存，緩存過程中，總微處理器對數(shù)據(jù)緩存器中的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取；同時(shí)，各紅外接收模塊中的從微處理器對各紅外接收管的ADC值進(jìn)行處理，初步確定觸摸點(diǎn)處被遮擋的紅外發(fā)射管的起始位置和終止位置；(3)總微處理器對讀取到的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，計(jì)算攝像頭到觸摸點(diǎn)的拍攝角度；同時(shí)紅外掃描單元的主微處理器綜合紅外接收模塊中各從微處理器的計(jì)算結(jié)果，確定觸摸點(diǎn)的中心位置，然后發(fā)送給總微處理器；(4)總微處理器根據(jù)計(jì)算得到的攝像頭到觸摸點(diǎn)的拍攝角度和紅外掃描單元得到的觸摸點(diǎn)的中心位置，綜合分析確定觸摸點(diǎn)坐標(biāo)，最后發(fā)送給計(jì)算機(jī)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種實(shí)現(xiàn)紅外掃描與攝像頭同步工作的方法，其 特征在于，所述步驟(1)具體為攝像頭啟動時(shí)，輸出場掃描信號，攝像頭 開始進(jìn)行場掃描，同時(shí)觸發(fā)紅外掃描單元中的紅外發(fā)射模塊和紅外接收模塊開 始掃描工作，紅外接收模塊中的從微處理器開始采集各紅外接收管的ADC值， 其中，紅外發(fā)射模塊的每個(gè)二極管與相對應(yīng)的紅外接收模塊的每個(gè)二極管同步 工作。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種實(shí)現(xiàn)紅外掃描與攝像頭同步工作的方法，其 特征在于，所述步驟(2)中對各紅外接收管的ADC值的處理具體為各紅 外接收模塊中的從微處理器讀取各紅外接收管的ADC值，并將各ADC值放 入其各自的隊(duì)列中，然后從微處理器的計(jì)算功能模塊從各ADC值隊(duì)列中讀取 數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從而初步得出觸摸點(diǎn)處被遮擋的紅外發(fā)射管的起始位置和終止 位置。
4、 一種用于實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1 3任一項(xiàng)所述方法的實(shí)現(xiàn)紅外掃描與攝像頭同步工作的系統(tǒng)，其特征在于，包括攝像頭、緩存器、紅外掃描單元、總微處 理器及計(jì)算機(jī)，其中攝像頭、緩存器、總微處理器和計(jì)算機(jī)依次連接，紅外掃 描單元一端與攝像頭的場掃描輸出端連接，另一端與總微處理器連接。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述一種實(shí)現(xiàn)紅外掃描與攝像頭同步工作的系統(tǒng)，其 特征在于，所述紅外掃描單元包括對應(yīng)設(shè)置的紅外發(fā)射模塊和紅外接收模塊， 紅外發(fā)射模塊與紅外接收模塊中分別設(shè)有從微處理器，且其中設(shè)于紅外接收模 塊中的一個(gè)從微處理器同時(shí)為整個(gè)紅外掃描單元的主微處理器。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述一種實(shí)現(xiàn)紅外掃描與攝像頭同步工作的系統(tǒng)，其 特征在于，所述總微處理器為單片機(jī)、ARM芯片或DSP芯片。
7、 根據(jù)權(quán)利要求4所述一種實(shí)現(xiàn)紅外掃描與攝像頭同步工作的系統(tǒng)，其 特征在于，所述從微處理器為單片機(jī)、ARM芯片或DSP芯片。
8、 根據(jù)權(quán)利要求4所述一種實(shí)現(xiàn)紅外掃描與攝像頭同步工作的系統(tǒng)，其 特征在于，所述緩存器為FIFO緩存器。
9、 根據(jù)權(quán)利要求4所述一種實(shí)現(xiàn)紅外掃描與攝像頭同步工作的系統(tǒng)，其 特征在于，所述攝像頭為CMOS攝像頭。
全文摘要
本發(fā)明提供一種實(shí)現(xiàn)紅外掃描與攝像頭同步工作的方法及系統(tǒng)，其方法是以攝像頭的場掃描輸出信號作為紅外掃描單元的觸發(fā)信號，啟動攝像頭的同時(shí)啟動紅外掃描單元，使得攝像頭對觸摸點(diǎn)圖像的拍攝處理和紅外掃描單元對觸摸點(diǎn)的位置計(jì)算同時(shí)進(jìn)行，最后通過總微處理器綜合其信息確定觸摸點(diǎn)的精確位置；其系統(tǒng)包括依次連接的攝像頭、緩存器、總微處理器和計(jì)算機(jī)，紅外掃描單元一端與攝像頭的場掃描輸出端連接，另一端與總微處理器連接。本發(fā)明很好的實(shí)現(xiàn)了紅外掃描與攝像同步工作，其對觸摸點(diǎn)位置判斷的準(zhǔn)確性高，系統(tǒng)響應(yīng)也快。
文檔編號G06F3/041GK101566896SQ20091003981
公開日2009年10月28日 申請日期2009年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月31日
發(fā)明者周春景, 鐘杰婷 申請人:廣東威創(chuàng)視訊科技股份有限公司