自动校准的触摸系统及方法技术方案

一种包括触摸表面（６０，１６０，２６０）的触摸系统（１０，１５０，２５０），在触摸表面上显示图像，并且至少一个照相机（６６，１７０，２６６）获取触摸表面的图像。触控笔接触数据生成器响应触控笔与触摸表面的接触，生成触控笔位置数据。触控笔位置数据表示触控笔在触摸表面进行触控笔接触的位置。处理器（５６，１５６，２５６）与至少一个照相机和触控笔接触数据生成器通信。处理器利用所显示图像中已知的点来自动校准触摸系统的坐标系，并利用经校准的触控笔位置数据来更新用于在触摸表面上呈现所显示图像的图像数据。在一个实施例中，触摸系统包括主动触摸敏感屏（２５２）。在另外的实施例中，当在由一对具有重叠视野的照相机（６６）拍摄的图像中获得触控笔时，触控笔接触数据生成器使用由该一对照相机生成的图像数据来产生触控笔位置数据。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及触摸系统，并且特别涉及自动校准的触摸系统以及自动校准触摸系统的方法。
技术介绍
触摸系统是本领域所熟知的，通常包括具有触摸表面的触摸屏，使用触控笔(pointer)在该触摸表面进行接触。检测触控笔与触摸表面的接触，并用来产生相应的输出触控笔位置数据，该数据表示触摸表面中进行触控笔接触的区域。基本上有两类可用的触摸系统，并且可以大略地分成“主动”触摸系统和“被动”触摸系统。主动触摸系统使得用户可通过利用特殊的触控笔来接触触摸表面，从而产生触控笔位置数据，该触控笔通常需要某种形式的自带电源，典型地是电池。该特殊的触控笔发出诸如红外光、可见光、超声频率、电磁频率等用来触发触摸表面的信号。被动触摸系统使得用户可使用被动触控笔接触触摸表面来产生触控笔位置数据，并且不需要为触发触摸表面而使用特殊触控笔。被动触控笔可以是手指、某种材料的柱体、或任何其他可用于在触摸表面上接触感兴趣的某个预定区域的合适的物体。由于在被动触摸系统中不需要特殊的主动触控笔，用户就不必关心电池的电平和/或触控笔的损坏、失窃或一时找不到触控笔等问题。国际PCT申请号PCT/CA01/00980、提交日2001年7月5日、国际公开号WO 02/0331公开日2002年1月10日、转让给本专利技术受让人的国际申请中公开了一种基于照相机的触摸系统，包括触摸屏，该触摸屏包含有触摸表面，在其上呈现计算机生成的图像。方形的边框或框架围绕该触摸表面并在其角落支持数码照相机。该数码照相机具有覆盖触摸表面以及沿着触摸表面观察的重叠的视野。数码照相机获取不同位置的图像并产生图像数据。由照相机获取的图像数据再由数字信号处理器来处理以确定在所拍摄的图像数据中是否存在触控笔。当确定在所拍摄的图像数据中存在触控笔，数字信号处理器把触控笔特征数据传送到主控制器，主控制器处理该触控笔特征数据以利用三角测量(triangulation)来确定该触控笔相对于触摸表面的位置。该触控笔位置数据被传送到执行一个或多个应用程序的计算机。该计算机使用该触控笔位置数据来更新在触摸表面上呈现的计算机生成的图像。在触摸表面上触控笔接触可以被记录成文字或图画，或用于控制由计算机执行的应用程序的执行。在这种被动式基于照相机的触摸系统中，并且事实上在所有触摸系统中，产生用于在触摸表面上显示的图像的机制与提供触摸能力的机制是相区分并且分离的。这样，触摸屏的坐标系就与图像生成器的坐标系不同。为了使触摸系统维持所期望的高分辨率，触摸系统的坐标系必须正确映射到图像生成器的坐标系。这种坐标系映射通常通过需要人工干预的校准过程来执行。例如，授予Martin并转让给本专利技术的受让人SMART技术公司的美国专利5,448,263公开了一种被动触摸系统，其耦合到执行校准例程的计算机，该校准例程把该触摸屏的坐标系映射到计算机显示的坐标系。在校准例程执行期间，把已知计算机显示坐标系上的参考标记显示在触摸屏的触摸表面上，并提示用户用触控笔来触摸该参考标记。响应该触控笔接触，触摸屏输出触控笔位置数据，该数据表示在触摸表面上进行触控笔接触的特定位置。由触摸屏输出的触控笔位置数据被传送到计算机。由于该参考标记的显示坐标是已知的，计算机可以利用由触摸屏输出的该触控笔位置数据把计算机显示坐标系映射到触摸屏坐标系。尽管这种校准例程可使计算机显示坐标系映射到触摸屏坐标系，但执行这种校准例程很不方便和麻烦，在使用独立的投影仪把计算机生成的图像投影到触摸表面的触摸系统中尤其如此。在这样的触摸系统中，如果投影仪和触摸屏相互之间稍稍移位，用户就必须中断所做的事情并启动校准例程以便重新把计算机显示坐标系映射到触摸屏坐标系。因此可以理解，很希望改进触摸系统中计算机显示坐标系到触摸屏坐标系的校准处理。本专利技术的一个目的是提供一种新颖的自动校准触摸系统和自动校准触摸系统的方法。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，提供一种把触摸屏坐标系自动映射到显示坐标系的方法，该方法用在具有触摸屏的触摸系统中，该触摸屏具有触摸表面，在该触摸表面上显示图像，所述方法包括步骤在所述被显示图像中包括至少一个参考标记，该至少一个参考标记的位置在所述显示坐标系中是已知的；获取包括所述被显示图像的所述触摸表面的图像；确定所述获取的图像中的所述至少一个参考标记相对于所述触摸屏坐标系的位置；以及利用所述确定的位置和该至少一个参考标记在所述显示坐标系中的位置，把所述触摸屏坐标系自动映射到所述显示坐标系。在优选的实施例中，所述至少一个参考标记是固有的计算机操作系统显示图元，例如图标或工具条部分。在该优选的实施例中，还优选所显示的图像包括多个参考标记，每个参考标记在所述显示坐标系中的位置是已知的。根据本专利技术的另一方面，提供一种触摸系统，包括 具有触摸表面的触摸屏，在该触摸表面上显示图像；至少一个照相机，获取包括所述被显示图像的所述触摸表面的图像；触控笔接触数据生成器，响应触控笔与所述触摸表面的接触生成触控笔位置数据，所述触控笔位置数据表示在所述触摸表面上进行触控笔接触的所述触控笔的位置；以及处理器，与所述至少一个照相机和所述触控笔接触数据生成器通信，所述处理器使用所述被显示图像中的已知点来自动校准所述触摸系统的坐标系，并使用校准的触控笔位置数据来更新图像数据，该图像数据用于在所述触摸表面上呈现所显示图像。根据本专利技术的又另一个方面，提供一种更新图像数据的方法，该图像数据用于响应触控笔在触摸表面上的接触在所述触摸表面上呈现被显示图像，所述方法包括步骤把图像显示在所述触摸表面；获取包括所述被显示图像的所述触摸表面的图像；响应触控笔与所述触摸表面的接触生成触控笔接触数据；利用所述被显示图像中的已知图元和所述触摸系统的坐标系自动映射触摸表面和显示坐标系；以及利用已经使用所述映射校准过的触控笔接触数据来更新用于在所述触摸表面上呈现该被显示图像的图像数据。本专利技术提供了有益的效果，因可以根据拍摄的图像数据来确定已知点在所显示的图像中和在已知的触摸屏坐标系中之间的偏离，因此可把图像坐标系自动且实时地映射到触摸屏坐标系，而不需要用户干预。附图说明将参考附图详细说明本专利技术的实施例，其中图1是根据本专利技术的基于照相机的触摸系统的侧视图； 图2是图1的基于照相机的触摸系统的触摸屏构成部件的前视图；图3是根据本专利技术的基于照相机的触摸系统的另外实施例的示意图；图4是图3的基于照相机的触摸系统的触摸屏构成部件的透视图；图5是图3的触摸系统的侧视图；图6是根据本专利技术的触摸系统的又另外实施例的侧视图；图7是图6的触摸系统的触摸屏构成部件的前视图。具体实施例方式本专利技术一般涉及触摸系统及方法，所述系统及方法使用所获取的触摸表面的图像通过把触摸屏坐标系映射到显示坐标系来自动校准该触摸系统，该触摸表面上呈现了具有至少一个已知参考标记的图像。这样，当在触摸屏的触摸表面上进行触控笔接触时就可以实时地校准触摸系统，因此维持高分辨率并避免了执行需要人工干预的校准例程的需求。本专利技术基本上可适用于对触摸表面的显示图像做校准的任何应用，例如，电子白板、触摸液晶显示(LCD)屏、个人数字助理(PDA)以及便携触摸系统。下面说明本专利技术的优选实施例。参见图1和图2，其中示出了根据本专利技术的基于照相机的触摸系统，并一般地用参考标号5本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种把触摸屏坐标系自动映射到显示坐标系的方法，该方法用于具有触摸屏的触摸系统，该触摸屏具有触摸表面，图像被显示在该触摸表面上，所述方法包括步骤：在所述被显示图像中包括至少一个参考标记，该至少一个参考标记在所述显示坐标系中的位置是已知 的；获取包括所述被显示图像的所述触摸表面的图像；确定所述获取的图像中的所述至少一个参考标记相对于所述触摸屏坐标系的位置；以及利用所述确定的位置和该至少一个参考标记在所述显示坐标系中的位置，把所述触摸屏坐标系自动映射到 所述显示坐标系。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：杰拉尔德D莫里森，
申请(专利权)人：智能技术公司，
类型：发明
国别省市：CA[加拿大]