一种屏幕表面定位装置及其实现方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种屏幕表面定位装置及其实现方法，图像传感器负责把触摸屏表面的图像信息转换为电信号，经过Ａ／Ｄ转换后送给数据处理模块。数据处理模块根据主控制模块设定的参数对拍摄到的图像进行二值化处理，找出亮点或暗点所在的图像虚拟坐标信息，处理完一帧图片后把虚拟坐标信息经过数据传输模块通过低速的传输通道发送给主控制模块，主控制模块实时的读取每路图像采集处理模块计算后的信息，同时把信息通过数据接口模块发送给处理器，本发明专利技术大大减少数据传输量，达到了降低系统的复杂程度和设备成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及触摸屏
，具体涉及。
技术介绍
现有的使用摄像头的触摸屏定位装置，其系统组成主要有两种形式一种是使用 两个或两个以上的面阵摄像头连续获取目标图像，并将采集到的图像信息分别通过较高带 宽的数据线传输到数字信号处理器上，然后利用数字信号处理器对每个摄像头获得的图 像进行集中处理，最后对图像进行合成分析计算出目标物在屏幕上的位置坐标。采用这 种方案，存在以下不足由于每个摄像头和主控制模块之间的距离比较远(65寸的屏幕基 本要1米)，每个摄像头都需要有的高速的数据传输通道用来传输图像数据，设在定位拍 摄时每个摄像头拍摄的图像分辨率为1280x16，为了计算的精度一般采用每个像素lObit 的数据输出，则每帧图像有1280x16x10 = 200kbit，为了能较快的定位物体每一秒钟需要 拍摄120幅图像(鼠标每秒就是定位120次)，这样的话每一秒钟需要传输的数据量为 1280xl6xl0(bit)x120(帧)=23.4375Mbit。这个只是图像的实际数据，而图像传感器输 出的数据远远大于这个数据量，即使每秒钟把23. 5Mbits的数据传输到远端(至少1米以 外)也需要一个很高带宽的数据传输通道。如下图1，主控制模块也需要有快速的数据接收 通道。如果一个系统采用三个摄像头来定位的话，这主控板上要有三套高速的数据接收通 道。为了能处理两路以上的图像数据，则对主控制模块里面的数据处理模块要求非常高，采 用这种方案的缺点在于需要有很多的高速数据收发通道，提高了系统的复杂程度和设备成 本。因此，对现有技术进行改进，能够提供一种结构简单、成本较低屏幕表面定位装置 是很有必要的。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是为了克服现有技术中的上述缺点和不足，提供一种结 构简单、成本较低、容易实现的屏幕表面定位装置及屏幕表面定位方法。本专利技术通过以下技术方案予以实现的本专利技术提供一种屏幕表面定位装置，主要包括1)用于采集触摸屏表面的图像信息并且进行处理的图像采集处理模块；2)用于连接图像采集处理模块和主控制模块，并且用于传输数据的传输线缆；3)用于读取每路图像采集处理模块计算后的信息，同时把信息通过数据接口模块 发送给处理器的主控制模块；该定位装置还包括1)所述图像采集处理模块包跨用于采集触摸屏表面的图像信息的面阵CMOS摄像 头；用于对所采集的图像信息进行处理的FPGA芯片；用于发送经过处理的图像信息的发送 模块；2)所述图像采集处理模块还包括用于外接一图像调试设备的图像调试接口 ；3)所述图像采集处理模块还连接一个用于对触摸屏上的触摸点的虚拟坐标信息 进行一个时钟同步处理的时钟控制模块；4)所述主控制模块包括数据接收模块以及数据接口模块。本专利技术还提供一种屏幕表面方法，如下如图2，图像传感器负责把触摸屏表面的图像信息转换为电信号，经过A/D转换后 送给数据处理模块。数据处理模块根据主控制模块设定的参数对拍摄到的图像进行二值化 处理，找出亮点或暗点所在的虚拟坐标信息，所述亮点或暗点所在的虚拟坐标信息为触摸 屏上的触摸点的虚拟坐标信息，处理完一帧图片后把触摸屏上的触摸点的虚拟坐标信息通 过通过低速的传输通道发送给主控制模块。主控制模块实时的读取每路图像采集处理模块计算后的触摸屏上的触摸点的虚 拟坐标信息，并将这些坐标信息最终送到处理器做计算和坐标校正，得出遮挡物在处理器 屏幕上的真正坐标，完成遮挡物的定位功能，或者主控制模块在硬件上加入计算和校正功 能，根据各个图像采集处理模块所得到虚拟坐标信息计算出所述触摸物的物理坐标，最后 再把这个物理坐标发送给处理器。本专利技术相对现有技术，具有以下优点与现有技术相比，本专利技术把亮点或暗点在图片里面的坐标计算功能放在摄像 头上完成，计算完的坐标可以用4个字节的数据来表示，即每幅图像只用4个字节来表 示暗点和亮点的坐标，这样的话每秒钟拍摄120帧图像，每秒钟传输的数据的数据量为 4(byte)x8 (bit)xl20 = 3. 75kbit，这个数据量是原先的 1/6400 ((4 (byte) x8 (bit) xl20) / (1280xl6xl0(bit)x120(帧))=1/6400)。采用本专利技术的方法可以省去比较复杂的高速数 据传输部分，用通用的低速串行数据传输方式就可以满足数据传输的要求(如串口、IIC、 SPI等)。主控制模块接收到这些坐标数据后立即发送给处理器完成后期的计算和坐标校 正工作(也可以在硬件上加入计算和校正功能，直接送出计算好的坐标信息)。这样的话可以省去比较复杂的高速数据传输部分，用中低速的数据传输方式就可 以满足数据传输的要求了，达到了降低系统的复杂程度和设备成本。附图说明图1是现有方式中屏幕表面定位装置的结构示意图；图2是本专利技术屏幕表面定位装置的结构示意图；图3是本专利技术实施例二的示意图；图4是本专利技术实施例三的示意具体实施例方式下面结合附图详细说明下本专利技术的具体实施方式。实施例一如图2所示，一种屏幕表面定位装置结构示意图其包括图像采集处理模块，所述图像采集处理模块由图像传感器、FPGA芯片集成，所述图 像传感器采用面阵CMOS摄像头，用于采集触摸屏表面的图像信息并把外部光信号转换为电信号，经过A/D转换后送给FPGA芯片，所述FPGA芯片用于对所采集的图像信息进行二值 化处理，并得出当有物体触摸触摸屏时触摸物在触摸屏上的虚拟坐标信息；主控制模块，分别连接所述图像采集处理模块，用于接收各个图像采集处理模块 所得到虚拟坐标信息，同时快速的把这些坐标信息通过USB接口发送给处理器，由处理器 完成后期的计算和坐标校正得到所述触摸物的物理坐标，或根据各个图像采集处理模块所 得到虚拟坐标信息计算出所述触摸物的物理坐标，最后再把这个物理坐标发送给处理器。图像传感器首先是从各个摄像头拍摄到的图像里提取触摸点的信息。在本实施例 中主要分为两种情况，一是有物体遮挡时拍摄到的是亮点，没有物体遮挡时拍摄到的是暗 点，提取亮点在图片里面的坐标；二是有物体遮挡时拍摄到的是暗点，没有物体遮挡时拍摄 到的是亮点，提取暗点在图片里面的坐标。不管是暗点还是亮点，都采用FPGA芯片进行二 值化处理并提取这些点在图片里面的坐标(即虚拟坐标信息)，并将这些坐标信息最终送 到处理器做计算和坐标校正(或者在硬件上加入计算和校正功能)，得出遮挡物在处理器 屏幕上的真正坐标，完成遮挡物的定位功能。在本实施例还包括发送模块以及接收模块；所述发送模块主要用于发送图像采集 处理模块所处理得到的虚拟坐标信息；所述接收模块主要用于接收发送模块所发送过来的 数据。实施例二如图3所示，在实施例一的基础上，所述图像采集处理模块还包括图像调试接口， 用于外接一图像调试设备；所述图像调试设备用于摄像头安装、调试等需要观察CMOS图像 时使用。由于我们在前面去掉了各个摄像头传输图像数据的高速数据传输通道，摄像头定 位设备在生产调试时需要得到摄像头拍摄到的图像，通过拍摄到的图像查看摄像头是否能 正常的拍摄到屏幕表面，是否安装正确。可以在摄像头上预留一个图像输出接口，只用把图 像传感器输出地数据连接到图像输出接口上即可，这样不会增加整个摄像头的设计难度和 成本。调试接口可以采用14pin的IDC插座即可。实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种屏幕表面定位装置，包括：图像采集处理模块、数据传输线缆及主控制模块，图像采集处理模块通过数据传输线缆与主控制模块连接，主控制模块与处理器连接，其特征在于，所述图像采集处理模块包括图像传感器及连接图像传感器的数据处理模块，所述图像传感器用于采集触摸屏表面的图像信息，所述数据处理模块用于对所采集的图像信息进行处理，并得出触摸物在触摸屏上的虚拟坐标信息，所述主控制模块用于读取每路图像采集处理模块得出的触摸屏上的触摸点的虚拟坐标信息并发送到处理器。

【技术特征摘要】
一种屏幕表面定位装置，包括图像采集处理模块、数据传输线缆及主控制模块，图像采集处理模块通过数据传输线缆与主控制模块连接，主控制模块与处理器连接，其特征在于，所述图像采集处理模块包括图像传感器及连接图像传感器的数据处理模块，所述图像传感器用于采集触摸屏表面的图像信息，所述数据处理模块用于对所采集的图像信息进行处理，并得出触摸物在触摸屏上的虚拟坐标信息，所述主控制模块用于读取每路图像采集处理模块得出的触摸屏上的触摸点的虚拟坐标信息并发送到处理器。2.根据权利要求1所述的屏幕表面定位装置，其特征在于，所述图像传感器采用面阵 CMOS摄像头，所述数据处理模块是FPGA芯片。3.根据权利要求1所述的屏幕表面定位装置，其特征在于，所述图像采集处理模块还 包括图像调试接口，用于外接一图像调试设备；所述图像采集处理模块还连接一个时钟控 制模块，用于对触摸屏上的触摸点的虚拟坐标信息进行一个时钟同步处理。4.根据权利要求1所述的屏幕表面定位装置，其特征在于，所述数据传输线缆为普通 数据传输线缆。5.根据权利要求1所述的屏幕表...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵群英，曾昭兴，
申请(专利权)人：广东威创视讯科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：81[]