CN103809910A - 一种通过触控终端输入设备进行交互的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种通过触控终端输入设备进行交互的方法，触控终端输入设备为条状，触控终端输入设备上依次间隔设有多个红外发射灯和红外接收灯，触控终端输入设备固定或悬挂在投影墙或显示器上方；所述方法包括：采集各红外接收灯的信号强度；将各红外接收灯的信号强度进行比较，根据比较结果来确定触摸点的水平坐标位置；根据信号强度最大的红外接收灯所对应的信号强度值来确定触摸点的垂直坐标位置；将触摸点的坐标通过无线传输方式传送给主机系统以进行交互。本发明还涉及一种实现上述方法的装置。实施本发明的无通过触控终端输入设备进行交互的方法及装置，具有以下有益效果：成本较低、触控精度较高、便于携带。

Description

一种通过触控终端输入设备进行交互的方法及装置

技术领域

本发明涉及触控交互领域，特别涉及一种通过触控终端输入设备进行交互的方法及装置。 

背景技术

中国触摸屏市场从90年代末期开始兴起至今已经十年有余，触摸技术也是层出不穷，而各种触摸屏的特点也是优缺参半，当前国内市场主流的触摸技术以红外、表面声波和电容屏为主，但这几种技术也都存在着瑕疵，如声波屏点击需要力度，电容屏性能不稳定等等。光学触摸屏存在不易批量生产，产品使用寿命短等缺点。 

目前使用较多的是电子白板和CCD光学触摸技术。对于电子白板，它可以与电脑进行信息通讯，将电子白板连接到PC，并利用投影机将PC上的内容投影到电子白板的屏幕上，在专门的应用程序的支持下，可以构造一个大屏幕、交互式的协作环境。利用特定的定位笔代替鼠标在电子白板上进行操作，可以运行任何应用程序，例如：可以对文件进行编辑、注释、保存等在计算机上利用键盘及鼠标可以实现的任何操作。但其存在如下问题：第一，需要特定白板，硬体成本较高，占用环境空间大，不易携带移动；第二，功耗高，尺寸不能改；第三，必须通过投影机实现交互，其环境受局限；第四，触控精度较差。 

对于CCD光学触摸技术，安装在顶部左右角的两个CCD摄像头可以检测出多个手指位置，不仅可以单击、拖拉，还可以自由旋转和放大图片，顶部左上角的LED灯发射出光线，经过四周反射条的反射，进入右上角的CCD摄像头中。同理，右上角的LED灯发射的光线传入左侧的CCD摄像头中，密布的光线在触摸区域内形成一张光线网。当触摸点进入该光线网时，该点的射出光线和接收光线形成一个夹角，同时两端的CCD摄像头与这两条光线以及两个摄像头之间构成的直线又会组成两个夹角，这样该点的坐标被控制器录入，实现多点触摸。其存在如下问题：第一，外形尺寸受限制，不易携带移动；第二，成本较高，不易维护，容易损坏；第三，摄像头寿命时间较短；第四，触控精度较差。 

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述成本较高、触控精度较差、不便于携带的缺陷，提供一种成本较低、触控精度较高、便于携带的通过触控终端输入设备进行交互的方法及装置。 

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种通过触控终端输入设备进行 交互的方法，所述触控终端输入设备为条状，所述触控终端输入设备上依次间隔设有多个用于发射红外光的红外发射灯和用于接收红外光的红外接收灯，所述触控终端输入设备固定或悬挂在投影墙或显示器上方；所述方法包括如下步骤： 

A）采集各红外接收灯的信号强度； 

B）将各红外接收灯的信号强度进行比较，根据比较结果来确定触摸点的水平坐标位置； 

C）根据信号强度最大的红外接收灯所对应的信号强度值来确定所述触摸点的垂直坐标位置； 

D）将所述触摸点的坐标通过无线传输方式传送给主机系统以进行交互。 

在本发明所述的通过触控终端输入设备进行交互的方法中，在所述步骤A）之前还包括预处理步骤： 

A0）建立信号强度与距离的对照表，并将所述对照表事先保存到数据库中。 

在本发明所述的通过触控终端输入设备进行交互的方法中，所述步骤B）进一步包括： 

B1）比较各红外接收灯的信号强度的大小； 

B2）找到信号强度较大的两个红外接收灯，断定触摸点的水平坐标位置处在所述两个红外接收灯之间；所述两个红外接收灯之间间隔有一个红外发射灯； 

B3）比较所述两个红外接收灯的信号强度，找到其中信号强度最大的红外接收灯，断定所述触摸点的水平坐标位置处在所述信号强度最大的红外接收灯与所述两个红外接收灯所间隔的红外发射灯之间。 

在本发明所述的通过触控终端输入设备进行交互的方法中，所述步骤C）进一步包括： 

C1）根据最大信号强度值，通过查找所述对照表得到信号强度最大的红外接收灯与所述触摸点之间的距离； 

C2）根据所述距离、触摸点的水平坐标位置以及所述信号强度最大的红外接收灯的位置，经过运算得到所述触摸点的垂直坐标位置。 

在本发明所述的通过触控终端输入设备进行交互的方法中，所述无线传输方式为Miracast或Wi-Fi Direct或DLNA或蓝牙传输方式。 

本发明还涉及一种实现上述通过触控终端输入设备进行交互的方法的装置，所述触控终端输入设备为条状，所述触控终端输入设备上依次间隔设有多个用于发射红外光的红外发射灯和用于接收红外光的红外接收灯，所述触控终端输入设备固定或悬挂在投影墙或显示器上方；所述装置包括： 

采集单元：用于采集各红外接收灯的信号强度； 

水平坐标位置取得单元：用于将各红外接收灯的信号强度进行比较，根据比较结果来确定触 摸点的水平坐标位置； 

垂直坐标位置取得单元：用于根据信号强度最大的红外接收灯所对应的信号强度值来确定所述触摸点的垂直坐标位置； 

传输单元：用于将所述触摸点的坐标通过无线传输方式传送给主机系统以进行交互。 

在本发明所述的实现上述通过触控终端输入设备进行交互的方法的装置中，还包括：对照表建立单元：用于建立信号强度与距离的对照表，并将所述对照表事先保存到数据库中。 

在本发明所述的实现上述通过触控终端输入设备进行交互的方法的装置中，所述水平坐标位置取得单元进一步包括： 

比较模块：用于比较各红外接收灯的信号强度的大小； 

第一水平坐标位置判定模块：用于找到信号强度较大的两个红外接收灯，断定触摸点的水平坐标位置处在所述两个红外接收灯之间；所述两个红外接收灯之间间隔有一个红外发射灯；第二水平坐标位置判定模块：用于比较所述两个红外接收灯的信号强度，找到其中信号强度最大的红外接收灯，断定所述触摸点的水平坐标位置处在所述信号强度最大的红外接收灯与所述两个红外接收灯所间隔的红外发射灯之间。 

在本发明所述的实现上述通过触控终端输入设备进行交互的方法的装置中，所述垂直坐标位置取得单元进一步包括： 

查找模块：用于根据最大信号强度值，通过查找所述对照表得到信号强度最大的红外接收灯与所述触摸点之间的距离； 

运算模块：用于根据所述距离、触摸点的水平坐标位置以及所述信号强度最大的红外接收灯的位置，经过运算得到所述触摸点的垂直坐标位置。 

在本发明所述的实现上述通过触控终端输入设备进行交互的方法的装置中，所述无线传输方式为Miracast或Wi-Fi Direct或DLNA或蓝牙传输方式。 

实施本发明的通过触控终端输入设备进行交互的方法的装置，具有以下有益效果:由于触控终端输入设备为条状，所以便于携带，同时由于触控终端输入设备上依次间隔设有多个红外发射灯和红外接收灯，所以成本较低，通过采集各红外接收灯的信号强度并进行对比，最终可得到触摸点的水平坐标位置和垂直坐标位置，由于红外发射灯和红外接收灯的间距较小，所以触控精度较高。 

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明 的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 

图1为本发明通过触控终端输入设备进行交互的方法及装置一个实施例中触控终端输入设备固定在显示器上方的位置示意图； 

图2为所述实施例中手指在投影墙触摸的示意图； 

图3为所述实施例中通过触控终端输入设备进行交互的方法的流程图； 

图4为所述实施例中确定触摸点的水平坐标位置的示意图； 

图5为所述实施例中将各红外接收灯的信号强度进行比较并确定触摸点的水平坐标位置的具体流程图； 

图6为所述实施例中确定触摸点的垂直坐标位置的示意图； 

图7为所述实施例中根据信号强度最大的红外接收灯所对应的信号强度值来确定触摸点的垂直坐标位置的具体流程图； 

图8为所述实施例中装置的结构示意图。 

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 

在本发明通过触控终端输入设备进行交互的方法及装置实施例中，触控终端输入设备固定在显示器上方的位置示意图如图1所示，图1中，触控终端输入设备1为条状，所以其便于携带，成本较低；本实施例中，该触控终端输入设备1可以固定或悬挂在投影墙上，也可以固定或悬挂在显示器上方，例如：电视机的显示器上方；该触控终端输入设备1在图1中固定在显示器上方。 

本实施例中，触控终端输入设备1上依次间隔设有多个红外发射灯和红外接收灯，如图2中的红外发射灯和红外接收灯2，其中，红外发射灯用于发射红外光，当有物体阻断红外发射光发出的红外光时，红外接收灯用于接收反射回来的红外光。由于使用红外发射灯和红外接收灯，红外发射灯功耗低，功率最低为0.6mW/sr，且工作方式为脉冲方式，红外接收灯使用寿命可达到10万小时以上，所以其功耗较低、寿命较长。图2中，红外发射灯和红外接收灯间隔排布，且间距较小。当手指在投影墙3上触摸时，手指阻断红外发射光发出的红外光，这时红外接收灯接收反射回来的红外光。 

本实施例中，上述通过触控终端输入设备进行交互的方法的流程图如图3所示。图3中，上述方法包括如下步骤： 

步骤S01采集各红外接收灯的信号强度：本步骤中，当手指在投影墙上触摸时，采集各红外接收灯的信号强度（即各红外接收灯接收的红外光的灯光强度）。 

步骤S02将各红外接收灯的信号强度进行比较，根据比较结果来确定触摸点的水平坐标位置：本步骤中，将采集的各红外接收灯的信号强度进行比较，然后根据比较结果来确定触摸点的水平坐标位置。本实施例中，触摸点指的是手指在投影墙上的触摸位置。关于如何具体的确定触摸点的水平坐标位置，稍后会进行详细描述。 

步骤S03根据信号强度最大的红外接收灯所对应的信号强度值来确定触摸点的垂直坐标位置：本步骤中，首先找到信号强度最大的红外接收灯，然后根据该红外接收灯的信号强度值来确定触摸点的垂直坐标位置。关于如何具体的确定触摸点的垂直坐标位置，稍后会进行详细描述。 

步骤S04将触摸点的坐标通过无线传输方式传送给主机系统以进行交互：当得到触摸点的水平坐标位置和垂直坐标位置后，本步骤中，将触摸点的坐标（水平坐标及垂直坐标）通过无线传输方式传送给主机系统，以进行交互。本实施例中，无线传输方式有做种，例如：可以为Miracast或Wi-Fi Direct或DLNA或蓝牙传输方式。当然，无线传输方式也可以是除了上述几种传输方式以外的其他无线传输方式。本实施例通过采集各红外接收灯的信号强度并进行对比，最终可得到触摸点的水平坐标位置和垂直坐标位置，由于红外发射灯和红外接收灯的间距较小，所以触控精度较高。 

图4是本实施例中确定触摸点的水平坐标位置的示意图，图4中，LED1、LED2、LED3、LED4和LED5为几个红外发射灯，PD1、PD2、PD3、PD4、PD5和PD6为几个红外接收灯，本实施例中，为了进行区分，将LED1、LED2、LED3、LED4和LED5分别称为第一红外发射灯、第二红外发射灯、第三红外发射灯、第四红外发射灯和第五红外发射灯，将PD1、PD2、PD3、PD4、PD5和PD6分别称为第一红外接收灯、第二红外接收灯、第三红外接收灯、第四红外接收灯和第五红外接收灯。当然，红外发射灯和红外接收灯的数目是可以变化的，根据实际情况来调整其数目。 

对于本实施例而言，上述步骤S02还可进一步细化，其细化后的流程图如图5所示。图5中，上述步骤S02进一步包括： 

步骤S21比较各红外接收灯的信号强度的大小：本步骤中，比较各红外接收灯的信号强度的大小，将PD1、PD2、PD3、PD4、PD5和PD6收到的信号强度分别标记为LS1、LS2、LS3、 LS4、LS5和LS6，本步骤中，也就是比较LS1、LS2、LS3、LS4、LS5和LS6的大小。 

步骤S22找到信号强度较大的两个红外接收灯，断定触摸点的水平坐标位置处在两个红外接收灯之间：本步骤中，找到信号强度较大的两个红外接收灯，断定触摸点4的水平坐标位置处在两个红外接收灯之间，上述两个红外接收灯之间间隔有一个红外发射灯。例如，某时刻当LED3发出红外光，则有：LS1<LS2<LS3=LS4>LS5>LS6，根据信号强度的大小，LS3、LS4是两个较大的，断定触摸点4的水平坐标位置（X轴坐标）在PD3、PD4之间。 

步骤S23比较两个红外接收灯的信号强度，找到其中信号强度最大的红外接收灯，断定触摸点的水平坐标位置处在信号强度最大的红外接收灯与上述两个红外接收灯所间隔的红外发射灯之间：本步骤中，例如，当LS3、LS4不相等时，比较LS3、LS4哪个更大，如果LS3最大，则将断定触摸点4的X轴坐标在PD3和LED3之间。值得一提的是，触摸点4的X轴坐标是个取值范围，不是具体的数值，因为各个灯之间的距离是比较小的，这样计算出来的精度是比较高的。 

本实施例中，在计算触摸点4的垂直坐标时，需要用到光线强度（红外接收灯的信号强度）与距离（触摸点与红外接收灯的距离）的关系表，这样，在步骤S01之前有个预处理步骤： 

建立信号强度与距离的对照表，并将上述对照表事先保存到数据库中：本步骤中，根据信号强度与距离的关系，建立一个信号强度与距离的对照表，然后将该对照表保存到数据库中，以待后续查找时用。 

图6是本实施例中确定触摸点的垂直坐标位置的示意图，图7中，当某时刻LED3发出红外光，假设PD3或PD4在虚心点5收到的信号强度为LS3_0，在触摸点4收到的信号强度为LS3_1。离触摸点4越远的红外接收灯，其接收的反射后的信号强度越弱。 

对于本实施例而言，上述步骤S03还可进一步细化，其细化后的流程图如图7所示。图7中，上述步骤S03进一步包括： 

步骤S31根据最大信号强度值，通过查找对照表得到信号强度最大的红外接收灯与触摸点之间的距离：本步骤中，根据最大信号强度值，通过查找对照表得到信号强度最大的红外接收灯与触摸点之间的距离，也就是，由信号强度最大的红外接收灯的信号强度值，在对照表中找到该信号强度值对应的距离值。 

步骤S32根据上述距离、触摸点的水平坐标位置以及信号强度最大的红外接收灯的位置，经过运算得到触摸点的垂直坐标位置：本步骤中，根据上述距离值、触摸点4的水平 坐标位置以及信号强度最大的红外接收灯的位置，经过运算得到触摸点4的垂直坐标位置，即触摸点4的Y轴坐坐标。这样，触摸点4的垂直坐标位置的精度也较高。 

本实施例还涉及一种实现上述通过触控终端输入设备进行交互的方法的装置，其结构示意图如图8所示。本实施例中，触控终端输入设备为条状，该触控终端输入设备上依次间隔设有多个红外发射灯和红外接收灯，其中，红外发射灯用于发射红外光，红外接收灯用于接收反射回来的红外光，该触控终端输入设备可以固定或悬挂在投影墙或显示器上方。图8中，该装置包括采集单元2、水平坐标位置取得单元3、垂直坐标位置取得单元4和传输单元5；其中，采集单元2用于采集各红外接收灯的信号强度；水平坐标位置取得单元3用于将各红外接收灯的信号强度进行比较，根据比较结果来确定触摸点的水平坐标位置；垂直坐标位置取得单元4用于根据信号强度最大的红外接收灯所对应的信号强度值来确定触摸点的垂直坐标位置；传输单元5用于将触摸点的坐标通过无线传输方式传送给主机系统以进行交互。无线传输方式可以为多种，例如：可以是Miracast或Wi-Fi Direct或DLNA或蓝牙传输方式。当然，无线传输方式也可以是除了上述几种传输方式以外的其他无线传输方式。 

在本实施例中，在计算触摸点的垂直坐标位置时，需要用到信号强度与距离的对照表，这时，该装置还包括对照表建立单元1，对照表建立单元1用于建立信号强度与距离的对照表，并将对照表事先保存到数据库中。本实施例通过采集各红外接收灯的信号强度并进行对比，最终可得到触摸点的水平坐标位置和垂直坐标位置，由于红外发射灯和红外接收灯的间距较小，所以触控精度较高。 

本实施例中，水平坐标位置取得单元3进一步包括比较模块31、第一水平坐标位置判定模块32和第二水平坐标位置判定模块33；其中，比较模块31用于比较各红外接收灯的信号强度的大小；第一水平坐标位置判定模块32用于找到信号强度较大的两个红外接收灯，断定触摸点的水平坐标位置处在两个红外接收灯之间；上述两个红外接收灯之间间隔有一个红外发射灯；第二水平坐标位置判定模块33用于比较两个红外接收灯的信号强度，找到其中信号强度最大的红外接收灯，断定触摸点的水平坐标位置处在信号强度最大的红外接收灯与两个红外接收灯所间隔的红外发射灯之间。 

本实施例中，垂直坐标位置取得单元4进一步包括查找模块41和运算模块42；其中，查找模块41用于根据最大信号强度值，通过查找对照表得到信号强度最大的红外接收灯与触摸点之间的距离；运算模块42用于根据上述距离、触摸点的水平坐标位置以及信号强度最大的红外接收灯的位置，经过运算得到触摸点的垂直坐标位置。 

总之，在本实施例中，当有物体阻断红外发射灯的红外光投射时，相应的红外接收 灯可收集到反射光并转换成电子信号，通过特有算法，计算出实际水平触控位置，通过将反射光的强度转化为信号的强度，从而计算出实际触控的垂直位置。本发明在任何平面上均可以触控操作，可以将触控的信息反馈到信号输出端设备（主机系统），可以灵活设计触控操作面积的实际使用大小。 

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 

Claims (10)

1.一种通过触控终端输入设备进行交互的方法，其特征在于，所述触控终端输入设备为条状，所述触控终端输入设备上依次间隔设有多个用于发射红外光的红外发射灯和用于接收红外光的红外接收灯，所述触控终端输入设备固定或悬挂在投影墙或显示器上方；所述方法包括如下步骤：

A）采集各红外接收灯的信号强度；

B）将各红外接收灯的信号强度进行比较，根据比较结果来确定触摸点的水平坐标位置；

C）根据信号强度最大的红外接收灯所对应的信号强度值来确定所述触摸点的垂直坐标位置；

D）将所述触摸点的坐标通过无线传输方式传送给主机系统以进行交互。

2.根据权利要求1所述的通过触控终端输入设备进行交互的方法，其特征在于，在所述步骤A）之前还包括预处理步骤：

A0）建立信号强度与距离的对照表，并将所述对照表事先保存到数据库中。

3.根据权利要求2所述的通过触控终端输入设备进行交互的方法，其特征在于，所述步骤B）进一步包括：

B1）比较各红外接收灯的信号强度的大小；

B2）找到信号强度较大的两个红外接收灯，断定触摸点的水平坐标位置处在所述两个红外接收灯之间；所述两个红外接收灯之间间隔有一个红外发射灯；

B3）比较所述两个红外接收灯的信号强度，找到其中信号强度最大的红外接收灯，断定所述触摸点的水平坐标位置处在所述信号强度最大的红外接收灯与所述两个红外接收灯所间隔的红外发射灯之间。

4.根据权利要求2或3所述的通过触控终端输入设备进行交互的方法，其特征在于，所述步骤C）进一步包括：

C1）根据最大信号强度值，通过查找所述对照表得到信号强度最大的红外接收灯与所述触摸点之间的距离；

C2）根据所述距离、触摸点的水平坐标位置以及所述信号强度最大的红外接收灯的位置，经过运算得到所述触摸点的垂直坐标位置。

5.根据权利要求1所述的通过触控终端输入设备进行交互的方法，其特征在于，所述无线传输方式为Miracast或Wi-Fi Direct或DLNA或蓝牙传输方式。

6.一种实现如权利要求1所述的通过触控终端输入设备进行交互的方法的装置，其特征在于，所述触控终端输入设备为条状，所述触控终端输入设备上依次间隔设有多个用于发射红外光的红外发射灯和用于接收红外光的红外接收灯，所述触控终端输入设备固定或悬挂在投影墙或显示器上方；所述装置包括：

采集单元：用于采集各红外接收灯的信号强度；

水平坐标位置取得单元：用于将各红外接收灯的信号强度进行比较，根据比较结果来确定触摸点的水平坐标位置；

垂直坐标位置取得单元：用于根据信号强度最大的红外接收灯所对应的信号强度值来确定所述触摸点的垂直坐标位置；

传输单元：用于将所述触摸点的坐标通过无线传输方式传送给主机系统以进行交互。

7.根据权利要求6所述的实现上述通过触控终端输入设备进行交互的方法的装置，其特征在于，还包括：

对照表建立单元：用于建立信号强度与距离的对照表，并将所述对照表事先保存到数据库中。

8.根据权利要求7所述的实现上述通过触控终端输入设备进行交互的方法的装置，其特征在于，所述水平坐标位置取得单元进一步包括：

比较模块：用于比较各红外接收灯的信号强度的大小；

第一水平坐标位置判定模块：用于找到信号强度较大的两个红外接收灯，断定触摸点的水平坐标位置处在所述两个红外接收灯之间；所述两个红外接收灯之间间隔有一个红外发射灯；

第二水平坐标位置判定模块：用于比较所述两个红外接收灯的信号强度，找到其中信号强度最大的红外接收灯，断定所述触摸点的水平坐标位置处在所述信号强度最大的红外接收灯与所述两个红外接收灯所间隔的红外发射灯之间。

9.根据权利要求6或7所述的实现上述通过触控终端输入设备进行交互的方法的装置，其特征在于，所述垂直坐标位置取得单元进一步包括：

查找模块：用于根据最大信号强度值，通过查找所述对照表得到信号强度最大的红外接收灯与所述触摸点之间的距离；

运算模块：用于根据所述距离、触摸点的水平坐标位置以及所述信号强度最大的红外接收灯的位置，经过运算得到所述触摸点的垂直坐标位置。

10.根据权利要求6所述的实现上述通过触控终端输入设备进行交互的方法的装置，其特征在于，所述无线传输方式为Miracast或Wi-Fi Direct或DLNA或蓝牙传输方式。

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