CN111489355B - 一种高精度红外触摸框触摸物体尺寸识别方法 - Google Patents

一种高精度红外触摸框触摸物体尺寸识别方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高精度红外触摸框触摸物体尺寸识别方法，以相似三角形的理论为基础，快速计算出触摸点的尺寸，并大大提高触摸点尺寸识别的准确度，本发明涉及软件识别算法技术领域。该高精度红外触摸框软件的触摸物体尺寸识别算法，不再采用平面扫描的方式，而是采用多个发射对一个接收的扫描方式，通过以多个发射灯连续的向接收灯发射红外光，得出的结果是相同大小的遮挡物体，能够遮挡红外光线的概率加大，计算速度快，且计算相对准确，能够很好的应用于高精度红外触摸框，避免了同样大小的遮挡物体落到空里，导致不能求出对应的点的宽度的情况发生，从而保证了红外触摸框软件的触摸物体尺寸识别算法的准确度。

Description

一种高精度红外触摸框触摸物体尺寸识别方法
技术领域
本发明涉及软件识别算法技术领域，具体为一种高精度红外触摸框触摸物体尺寸识别方法。
背景技术
非高精度红外触摸框都是采用红外灯管等间距的排列方式，目前主流方案采用9毫米等间距的布管方式，如图1所示，上面一排为黑色的接收灯，下面一排白色的为发射灯，程序根据被遮挡的红外灯求出触摸点，找出经过该触摸点的所以线段，这些是带宽度的，如图2所示，图中虚线为被触摸物体遮挡的线，实线为未被触摸物体遮挡的线，通常情况下，为了在嵌入式或单片机程序中快速计算，而对计算的精度要求又不高的情况下，会使用近似计算。在此近似计算方法为描述为，由于B、C、F被遮挡，而B、C是连通的，且为同一个方向，所以B、C被记为2个单位灯距，F这个方向没有连通，只有一个灯被遮挡，所以F方向被记为1个单位灯距。所以被遮挡物体的近似宽度L=（2*Dis+1*Dis)/2，这里的Dis为灯距，计算可得L=1.5*Dis，Dis为9mm，被遮挡物体的近似宽度为13.5mm。
高精度的红外框如果沿用以上这种方式，会存在诸多问题。由于高精度红外框的布管方式必须是非等间距的,且灯间距相对较大，高精度红外框布管方式如图3所示，以这种布管方式设计出来的高精度红外触摸框，如果再用这种方式来计算触摸物体宽度就会出现相当大的误差，极端情况下可能不能求出对应的点的宽度，这种情况如图4所示，同样大小的遮挡物体，在这种灯的布局方式下，有可能落到空里。
目前高精度红外触摸框都会实现触摸物体的尺寸识别，对应于应用为识别小笔头、大笔头和手指等功能，现有技术的缺点：通过经过该点的被遮挡的所有平行线宽度的平均数来确认该点的尺寸，这种方式在低精度的红外触摸框能适用，识别准确度比较高。但是对于高精度红外触摸框而言，由于高清度触摸框的灯管布管的方式和低精度红外触摸框有着很大的差别，所以将这种经过该点的平行线宽度的平均数作为触摸点的尺寸的方式应用于高精度红外触摸框，其识别准确度大大下降。
发明内容
（一）解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种高精度红外触摸框触摸物体尺寸识别方法，以相似三角形的理论为基础，快速计算出触摸点的尺寸，并大大提高触摸点尺寸识别的准确度。
（二）技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种高精度红外触摸框触摸物体尺寸识别方法，具体包括以下步骤：
S1、首先将三个接收灯分别标记为A、B、C，并将三个发射灯分别标记为J、G、H，三个接收灯A、B、C都有光线被点D(x,y)遮挡；
S2、通过前期的计算，计算出点D(x,y)的坐标，同时分别获取已知接收灯A、B、C和发射灯J、G、H的坐标参数；
S3、将点D的水平直径线与遮挡发射灯G向接收灯A发射光线的交点记为E点，并将点D的水平直径线与遮挡发射灯H向接收灯A发射光线的交点记为F点，同时EF连接线的延长线与射灯J向接收灯A发射光线的交点记为I点，然后利用相似三角形的性质或点E、F坐标计算法来计算接收灯A对应点D的宽度，记计算线段EF的长度；
S4、以步骤S3同样的方法分别计算出接收灯B、C点对应点D的宽度，然后通过取平均得到点D准确的宽度数据。
优选的，所述步骤S3中采用相似三角形的性质进行接收灯A对应点D的宽度计算方法的步骤具体如下：
a1、根据相似三角形的性质，由于三角形AEF相握于三角形AGH，得出线段AE/线段AG=线段DF/线段GH，同理三角形AIE与三角形AJG相似，得出线段AI/线段AJ=线段AE/线段AG，所以线段AI/线段AJ=线段EF/线段GH；
a2、所以要求出线段EF的长度，只需要求出线段GH、线段AI和线段AJ的长度，而通过步骤S2获取的点D、A、B、C、J、G、H的已知坐标能够求出线段GH、线段AI和线段AJ的长度，然后通过线段EF长度的计算公式进行求解。
优选的，所述步骤a1中所利用的相似三角形的性质为：相似三角形对应角相等,且对应边成比例。
优选的，所述步骤a2中线段EF长度的计算公式为：
Figure SMS_1
。
优选的，所述步骤S3中采用点E、F坐标计算法进行接收灯A对应点D的宽度计算的步骤具体如下：
b1、通过计算线段AG与线段EF的交点坐标E（x1,y1)，计算线段AH与线段EF的交点F（x2,y2)；
b2、再通过E、F两个点的X坐标相减得到线段EF的长度。
优选的，所述步骤b2的计算公式为：Lef=Fx2-Ex1。
（三）有益效果
本发明提供了一种高精度红外触摸框触摸物体尺寸识别方法。与现有技术相比具备以下有益效果：该高精度红外触摸框软件的触摸物体尺寸识别算法，具体包括以下步骤：S1、首先将三个接收灯分别标记为A、B、C，并将三个发射灯分别标记为J、G、H，三个接收灯A、B、C都有光线被点D(x,y)遮挡，S2、通过前期的计算，计算出点D(x,y)的坐标，同时分别获取已知接收灯A、B、C和发射灯J、G、H的坐标参数，S3、将点D的水平直径线与遮挡发射灯G向接收灯A发射光线的交点记为E点，并将点D的水平直径线与遮挡发射灯H向接收灯A发射光线的交点记为F点，同时EF连接线的延长线与射灯J向接收灯A发射光线的交点记为I点，然后利用相似三角形的性质或点E、F坐标计算法来计算接收灯A对应点D的宽度，记计算线段EF的长度，S4、以步骤S3同样的方法分别计算出接收灯B、C点对应点D的宽度，然后通过取平均得到点D准确的宽度数据，可实现以相似三角形的理论为基础，快速计算出触摸点的尺寸，并大大提高触摸点尺寸识别的准确度，本发明不再采用平面扫描的方式，而是采用多个发射对一个接收的扫描方式，这种方式以多个发射灯连续的向接收灯发射红外光，得出的结果是相同大小的遮挡物体，能够遮挡红外光线的概率加大，计算速度快，且计算相对准确，能够很好的应用于高精度红外触摸框，避免了同样大小的遮挡物体落到空里，导致不能求出对应的点的宽度的情况发生，从而很好的保证了红外触摸框软件的触摸物体尺寸识别算法的准确度。
附图说明
图1为本发明现有等间距9mm灯距布管示意图；
图2为本发明现有等间距低精度方案求触点宽度示意图；
图3为本发明现有高精度非等间距方案布管示意图；
图4为本发明现有等间距高精度方案求触点宽度示意图；
图5为本发明多个发射对一个接收的扫描方式示意图；
图6为本发明计算线段EF的长度示意图；
图7为本发明算法的原理图。
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做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。
请参阅图1-7，本发明实施例提供两种技术方案：一种高精度红外触摸框触摸物体尺寸识别方法，具体包括以下实施例：
实施例1
S1、首先将三个接收灯分别标记为A、B、C，并将三个发射灯分别标记为J、G、H，三个接收灯A、B、C都有光线被点D(x,y)遮挡；
S2、通过前期的计算，计算出点D(x,y)的坐标，同时分别获取已知接收灯A、B、C和发射灯J、G、H的坐标参数；
S3、将点D的水平直径线与遮挡发射灯G向接收灯A发射光线的交点记为E点，并将点D的水平直径线与遮挡发射灯H向接收灯A发射光线的交点记为F点，同时EF连接线的延长线与射灯J向接收灯A发射光线的交点记为I点，然后利用相似三角形的性质来计算接收灯A对应点D的宽度，记计算线段EF的长度；
S4、以步骤S3同样的方法分别计算出接收灯B、C点对应点D的宽度，然后通过取平均得到点D准确的宽度数据。
本发明中采用相似三角形的性质进行接收灯A对应点D的宽度计算方法的步骤具体如下：
a1、根据相似三角形的性质，由于三角形AEF相握于三角形AGH，得出线段AE/线段AG=线段DF/线段GH，同理三角形AIE与三角形AJG相似，得出线段AI/线段AJ=线段AE/线段AG，所以线段AI/线段AJ=线段EF/线段GH，所利用的相似三角形的性质为：相似三角形对应角相等,且对应边成比例；
a2、所以要求出线段EF的长度，只需要求出线段GH、线段AI和线段AJ的长度，而通过步骤S2获取的点D、A、B、C、J、G、H的已知坐标能够求出线段GH、线段AI和线段AJ的长度，然后通过线段EF长度的计算公式进行求解，线段EF长度的计算公式为：
Figure SMS_2
。
实施例2
S1、首先将三个接收灯分别标记为A、B、C，并将三个发射灯分别标记为J、G、H，三个接收灯A、B、C都有光线被点D(x,y)遮挡；
S2、通过前期的计算，计算出点D(x,y)的坐标，同时分别获取已知接收灯A、B、C和发射灯J、G、H的坐标参数；
S3、将点D的水平直径线与遮挡发射灯G向接收灯A发射光线的交点记为E点，并将点D的水平直径线与遮挡发射灯H向接收灯A发射光线的交点记为F点，同时EF连接线的延长线与射灯J向接收灯A发射光线的交点记为I点，然后利用点E、F坐标计算法来计算接收灯A对应点D的宽度，记计算线段EF的长度；
S4、以步骤S3同样的方法分别计算出接收灯B、C点对应点D的宽度，然后通过取平均得到点D准确的宽度数据。
本发明中采用点E、F坐标计算法进行接收灯A对应点D的宽度计算的步骤具体如下：
b1、通过计算线段AG与线段EF的交点坐标E（x1,y1)，计算线段AH与线段EF的交点F（x2,y2)；
b2、再通过E、F两个点的X坐标相减得到线段EF的长度，计算公式为：Lef=Fx2-Ex1。
综上，本发明可实现以相似三角形的理论为基础，快速计算出触摸点的尺寸，并大大提高触摸点尺寸识别的准确度，本发明不再采用平面扫描的方式，而是采用多个发射对一个接收的扫描方式，这种方式以多个发射灯连续的向接收灯发射红外光，得出的结果是相同大小的遮挡物体，能够遮挡红外光线的概率加大，计算速度快，且计算相对准确，能够很好的应用于高精度红外触摸框，避免了同样大小的遮挡物体落到空里，导致不能求出对应的点的宽度的情况发生，从而很好的保证了红外触摸框软件的触摸物体尺寸识别算法的准确度。
同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种高精度红外触摸框触摸物体尺寸识别方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
S1、首先将三个接收灯分别标记为A、B、C，并将三个发射灯分别标记为J、G、H，三个接收灯A、B、C都有光线被点D(x,y)遮挡；
S2、通过前期的计算，计算出点D(x,y)的坐标，同时分别获取已知接收灯A、B、C和发射灯J、G、H的坐标参数；
S3、将点D的水平直径线与遮挡发射灯G向接收灯A发射光线的交点记为E点，并将点D的水平直径线与遮挡发射灯H向接收灯A发射光线的交点记为F点，同时EF连接线的延长线与射灯J向接收灯A发射光线的交点记为I点，然后利用相似三角形的性质或点E、F坐标计算法来计算接收灯A对应点D的宽度，记计算线段EF的长度；
S4、以步骤S3同样的方法分别计算出接收灯B、C点对应点D的宽度，然后通过取平均得到点D准确的宽度数据。
2.根据权利要求1所述的一种高精度红外触摸框触摸物体尺寸识别方法，其特征在于：所述步骤S3中采用相似三角形的性质进行接收灯A对应点D的宽度计算方法的步骤具体如下：
a1、根据相似三角形的性质，由于三角形AEF相握于三角形AGH，得出线段AE/线段AG=线段DF/线段GH，同理三角形AIE与三角形AJG相似，得出线段AI/线段AJ=线段AE/线段AG，所以线段AI/线段AJ=线段EF/线段GH；
a2、所以要求出线段EF的长度，只需要求出线段GH、线段AI和线段AJ的长度，而通过步骤S2获取的点D、A、B、C、J、G、H的已知坐标能够求出线段GH、线段AI和线段AJ的长度，然后通过线段EF长度的计算公式进行求解。
3.根据权利要求2所述的一种高精度红外触摸框触摸物体尺寸识别方法，其特征在于：所述步骤a1中所利用的相似三角形的性质为：相似三角形对应角相等,且对应边成比例。
4.根据权利要求1所述的一种高精度红外触摸框触摸物体尺寸识别方法，其特征在于：所述步骤S3中采用点E、F坐标计算法进行接收灯A对应点D的宽度计算的步骤具体如下：
b1、通过计算线段AG与线段EF的交点坐标E（x1,y1)，计算线段AH与线段EF的交点F（x2,y2)；
b2、再通过E、F两个点的X坐标相减得到线段EF的长度。
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