專(zhuān)利名稱(chēng)：電子平面顯示觸摸定位系統(tǒng)的坐標(biāo)校準(zhǔn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電子平面顯示觸摸定位技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是電子平面顯示觸摸定位系統(tǒng)中的坐標(biāo)校準(zhǔn)方法。
背景技術(shù)：
隨著電子、計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，尤其是計(jì)算機(jī)視窗操作系統(tǒng)的出現(xiàn)，各 類(lèi)用途的電子平面顯示觸摸定位系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。所謂“電子平面顯示觸摸定位系統(tǒng)”(以下 在不引起混淆的情況下，有時(shí)稱(chēng)系統(tǒng)或觸摸定位系統(tǒng))是指以電子平面顯示為顯示方式， 并且在電子平面顯示范圍內(nèi)具有觸摸定位功能的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。比如各種觸摸屏系統(tǒng)、交互 式電子白板系統(tǒng)、具有觸摸、書(shū)寫(xiě)功能的手機(jī)等等。使用過(guò)這些系統(tǒng)的人都知道(1)電子 平面顯示觸摸定位系統(tǒng)的功能就是通過(guò)點(diǎn)取顯示屏上圖像“位置”，實(shí)現(xiàn)選擇圖像所表示的 功能或點(diǎn)取某一位置實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)賦予該位置的特殊操作；(2)為實(shí)現(xiàn)這些功能，系統(tǒng)都需要 “校準(zhǔn)”。在電子平面顯示觸摸定位系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)“系統(tǒng)軟件”認(rèn)為的輸出顯示區(qū)是一個(gè)一 定比例的標(biāo)準(zhǔn)矩形，它有自己的坐標(biāo)系統(tǒng)，它以“數(shù)據(jù)”的方式存在于計(jì)算機(jī)“系統(tǒng)軟件”的 生命期中，它是不能看到的，我們稱(chēng)作它為邏輯顯示區(qū)或邏輯矩形，稱(chēng)它的坐標(biāo)系統(tǒng)為邏輯 坐標(biāo)系統(tǒng)。邏輯顯示區(qū)的內(nèi)容最終要通過(guò)各種原理各種尺寸的電子平面顯示“裝置”顯示 出來(lái)，我們稱(chēng)平面顯示“裝置”中看到的顯示區(qū)域?yàn)槲锢盹@示區(qū)或物理矩形，物理顯示區(qū)或 也有坐標(biāo)系統(tǒng)我們稱(chēng)為物理坐標(biāo)系統(tǒng)。對(duì)于邏輯顯示區(qū)的任何一點(diǎn)、任何一個(gè)圖像在物理 顯示區(qū)都有一對(duì)應(yīng)的點(diǎn)及圖像。在電子平面顯示觸摸定位系統(tǒng)中，物理顯示區(qū)中點(diǎn)的物理 坐標(biāo)是在人們觸摸它時(shí)，通過(guò)系統(tǒng)配備的專(zhuān)用電路獲取的。在電子平面顯示觸摸定位系統(tǒng)中，因?yàn)槠矫骘@示“裝置”的顯示原理及制造精度 限制，再加上物理坐標(biāo)接受專(zhuān)用電路精度誤差的原因，被“系統(tǒng)軟件”感知的物理顯示區(qū)已 經(jīng)不是標(biāo)準(zhǔn)矩形，它相對(duì)邏輯顯示區(qū)同時(shí)發(fā)生了線性的和非線性的變形，這種變形對(duì)不同 的系統(tǒng)是不一樣的。例如手機(jī)的顯示屏、計(jì)算機(jī)的觸摸屏變形小一點(diǎn)，而投影機(jī)的顯示變 形很大(見(jiàn)圖1、2，圖1是系統(tǒng)的邏輯顯示區(qū)、圖2是顯示方式為投影機(jī)時(shí)的可能的變形圖 像)。從系統(tǒng)的功能可以看出，這種系統(tǒng)必須做到將物理顯示區(qū)某一顯示點(diǎn)的物理坐標(biāo)轉(zhuǎn) 換為這一點(diǎn)的邏輯坐標(biāo)。所謂觸摸定位系統(tǒng)坐標(biāo)校準(zhǔn)的含義是為“將物理顯示區(qū)某一顯示點(diǎn)的物理坐標(biāo) 轉(zhuǎn)換為這一點(diǎn)的邏輯坐標(biāo)”的目的，提供一組有限數(shù)量的確定的邏輯點(diǎn)的顯示圖像，通過(guò)點(diǎn) 取這些邏輯點(diǎn)在物理顯示區(qū)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)，獲得一組邏輯坐標(biāo)與物理坐標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。根據(jù)這 一組點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系用一種方法推導(dǎo)出所有點(diǎn)的物理坐標(biāo)與邏輯坐標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。觸摸定位系統(tǒng)的坐標(biāo)校準(zhǔn)方法的含義是通過(guò)“人機(jī)交互”方式提供“怎樣” 一組 有限數(shù)量的確定的邏輯點(diǎn)的顯示圖像，通過(guò)點(diǎn)取這些邏輯點(diǎn)在物理顯示區(qū)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)，獲得 一組邏輯坐標(biāo)與物理坐標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，根據(jù)這一組點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，用“什么方法”將任意點(diǎn) 的物理坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為它的邏輯坐標(biāo)。
目前，電子平面顯示與觸摸定位系統(tǒng)的坐標(biāo)校準(zhǔn)方法有很多種，但總的來(lái)看是兩 類(lèi)一類(lèi)比如兩點(diǎn)、三點(diǎn)、五點(diǎn)、九點(diǎn)的校準(zhǔn)方法。其主要思路是提供一組有限數(shù)量 的確定的邏輯點(diǎn)，這些邏輯點(diǎn)可以把邏輯矩形分為一個(gè)或若干個(gè)相等的小矩形，顯示、點(diǎn)取 這些邏輯點(diǎn)在物理顯示區(qū)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)，獲得一組邏輯坐標(biāo)與物理坐標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，然后把每 一塊邏輯矩形與對(duì)應(yīng)的物理矩形認(rèn)為是線性對(duì)應(yīng)。再用矩形與矩形線性對(duì)應(yīng)的簡(jiǎn)單規(guī)則來(lái) 實(shí)現(xiàn)物理坐標(biāo)向邏輯坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換，這類(lèi)方法存在的問(wèn)題是1.矩形對(duì)應(yīng)矩形不能精確反映邏輯顯示區(qū)變?yōu)槲锢盹@示區(qū)的變形規(guī)律。
2.變形情況越嚴(yán)重所分的塊數(shù)就會(huì)越多。3.因物理顯示區(qū)相對(duì)邏輯顯示區(qū)的變形是很復(fù)雜的線性與非線性變形的疊加，這 類(lèi)方法轉(zhuǎn)換精度很低。但是，這種方法在精確要求不太高，并且物理顯示區(qū)變形不太嚴(yán)重的場(chǎng)合，就一定 的應(yīng)用而言還是可行的。另外，還有一類(lèi)基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的電子平面顯示觸摸定位系統(tǒng)的坐標(biāo)校準(zhǔn)方法， 該方法的校準(zhǔn)過(guò)程采用了 RP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，即基于誤差反向傳播的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。該方法是首 先假設(shè)基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)化模型(或函數(shù))為坐標(biāo)轉(zhuǎn)化模型，然后通過(guò)對(duì)電子平面 顯示觸摸定位系統(tǒng)上選取N個(gè)點(diǎn)進(jìn)行物理坐標(biāo)測(cè)試(N為有限個(gè)邏輯點(diǎn))，對(duì)其轉(zhuǎn)化為邏輯 坐標(biāo)的準(zhǔn)確率進(jìn)行誤差分析、反饋，在對(duì)不滿足誤差要求的數(shù)據(jù)進(jìn)行反復(fù)反饋迭代，最終使 得每個(gè)測(cè)試點(diǎn)都滿足誤差要求。該過(guò)程其實(shí)是一種循環(huán)迭代計(jì)算方法，是尋找一組“指定的 非線性函數(shù)”的線性變換逼近邏輯顯示區(qū)變?yōu)槲锢盹@示區(qū)的非線性現(xiàn)象?；贐P神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 的電子平面顯示觸摸定位系統(tǒng)的坐標(biāo)校準(zhǔn)方法是一種寬泛化的一般方法，這種方法能用于 任何的圖形變換，它回避了電子平面顯示觸摸定位系統(tǒng)圖像變形的特殊規(guī)律，這種方法也 僅優(yōu)于上述的兩點(diǎn)、三點(diǎn)校準(zhǔn)方法。它所存在的缺點(diǎn)和不足是1、由于回避了邏輯顯示區(qū)變?yōu)槲锢盹@示區(qū)的特殊變換規(guī)律，校準(zhǔn)誤差很大。2、應(yīng)用過(guò)程較為繁雜，為了獲取高精度，該方法犧牲了快速性能。對(duì)每次校準(zhǔn)需要 選取大量的測(cè)試點(diǎn)，并且對(duì)每個(gè)測(cè)試點(diǎn)需要進(jìn)行大量的循環(huán)計(jì)算(循環(huán)迭代計(jì)算時(shí)間相對(duì) 較長(zhǎng))，影響了電子平面顯示觸摸定位系統(tǒng)的即時(shí)性。隨著電子平面顯示分辨率的提高與觸摸屏手寫(xiě)識(shí)別技術(shù)的發(fā)展，尤其是交互式電 子白板系統(tǒng)的出現(xiàn)，人們需要精確書(shū)寫(xiě)與操作，對(duì)電子平面顯示觸摸定位系統(tǒng)中物理坐標(biāo) 與邏輯坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換精確要求越來(lái)越高。為此，上述的兩類(lèi)方法，在交互式電子白板系統(tǒng)應(yīng)用 中已不得不發(fā)展為20點(diǎn)、40點(diǎn)甚至80點(diǎn)的校正算法。通過(guò)對(duì)現(xiàn)行電子平面顯示與觸摸定位系統(tǒng)的校準(zhǔn)方法的研究與分析上述現(xiàn)有的 兩種方法，在要求精確書(shū)寫(xiě)，并且物理顯示區(qū)的線性與非線性變形及物理坐標(biāo)的采集系統(tǒng) 的線性與非線性變形嚴(yán)重的場(chǎng)合，都存在著以下的共同的缺點(diǎn)和不足1、定位不準(zhǔn)確不能滿足精確書(shū)寫(xiě)的需要。2、定位過(guò)程需要校準(zhǔn)點(diǎn)數(shù)量太多。3、在顯示圖象嚴(yán)重變形時(shí)系統(tǒng)基本不能使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有電子平面顯示觸摸定位系統(tǒng)的校準(zhǔn)方法的缺點(diǎn)和 不足，提供一種定位準(zhǔn)確，定位過(guò)程需要校準(zhǔn)點(diǎn)數(shù)量少，校準(zhǔn)即時(shí)性強(qiáng)，并在顯示圖象嚴(yán)重 變形時(shí)也能使用的電子平面顯示觸摸定位系統(tǒng)的校準(zhǔn)方法。本發(fā)明的電子平面顯示觸摸定位系統(tǒng)的校準(zhǔn)方法是電子平面顯示觸摸定位系統(tǒng)中的坐標(biāo)校準(zhǔn)方法，該方法是獲取物理顯示區(qū)中的任 意一點(diǎn)的物理坐標(biāo)后，由電子平面顯示觸摸定位系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)程序使用邏輯坐標(biāo)計(jì)算方 法，計(jì)算出邏輯顯示區(qū)中對(duì)應(yīng)于物理顯示區(qū)該任意一點(diǎn)所對(duì)應(yīng)點(diǎn)的邏輯坐標(biāo)進(jìn)行電子平面 顯示觸摸定位系統(tǒng)中的坐標(biāo)校準(zhǔn)；其特征是所述的物理顯示區(qū)為任意四邊形B，物理顯示區(qū)中的任意一點(diǎn)WL的物理坐標(biāo)WLx， WLy ； 所述的邏輯顯示區(qū)為矩形A，將邏輯顯示區(qū)矩形A的四頂點(diǎn)與四邊中點(diǎn)，通過(guò)電子平面 顯示裝置顯示在所述的物理顯示區(qū)，并通過(guò)人機(jī)交互的方式，得到邏輯顯示區(qū)矩形A的四 頂點(diǎn)與四邊中點(diǎn)的八點(diǎn)邏輯坐標(biāo)與物理坐標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系；在邏輯顯示區(qū)中對(duì)應(yīng)于物理顯示 區(qū)的任意四邊形中的任意一點(diǎn)WL的對(duì)應(yīng)點(diǎn)LJ，對(duì)應(yīng)點(diǎn)LJ的邏輯坐標(biāo)LJx，LJy ；所述的邏輯 坐標(biāo)計(jì)算方法是(1)、對(duì)應(yīng)點(diǎn)LJ的邏輯坐標(biāo)LJx，LJy中邏輯橫坐標(biāo)LJx的解法，包括以下步驟在物理坐標(biāo)系內(nèi)第一步求得B1B4、B2B3直線的交點(diǎn)I ；第二步求IWL直線分別于B1B2、B4B3直線相交點(diǎn)P和相交點(diǎn)Q ；第三步求得d4d2直線與IWL直線的相交點(diǎn)S ；第四步設(shè)PQ線段是由邏輯矩形區(qū)某一均分為N份的LK水平線段變換而來(lái)，那么LK 水平線段的中點(diǎn)T在PQ線段上的對(duì)應(yīng)顯示點(diǎn)是S ；在PQ線段上有N個(gè)線段與LK水平線段的N 份小線段對(duì)應(yīng)；設(shè)PQ線段上N個(gè)線段中第一個(gè)線段長(zhǎng)度為al，N份線段長(zhǎng)度的公比為q ；第五步算出PS線段與PQ線段的長(zhǎng)度；第六步通過(guò)PS線段、PQ線段長(zhǎng)度及PQ線段份數(shù)N，PQ線段份數(shù)N是任一指定的 數(shù)，用等比數(shù)列公式列出方程組，求出首項(xiàng)al及公比q ；第七步利用已經(jīng)求得的首項(xiàng)al及公比q，用等比數(shù)列公式計(jì)算PWL線段在PQ線 段上所占的份數(shù)n，份數(shù)η是小數(shù)；在邏輯坐標(biāo)區(qū)第八步根據(jù)LK線段份數(shù)N、PWL線段在PQ線段上所占的份數(shù)η及邏輯顯示區(qū)矩 形的四個(gè)頂點(diǎn)邏輯坐標(biāo)，計(jì)算對(duì)應(yīng)點(diǎn)LJ點(diǎn)的邏輯橫坐標(biāo)LJx ；(2)、對(duì)應(yīng)點(diǎn)LJ的邏輯坐標(biāo)LJx，LJy中邏輯縱坐標(biāo)LJy的解法，與上述邏輯橫坐標(biāo) LJx的解法類(lèi)同，即使用上述類(lèi)似的八個(gè)步驟求解邏輯縱坐標(biāo)LJy。其中所述的PQ線段份數(shù)N是取50-500之間的一個(gè)定數(shù)。所述的物理顯示區(qū)為任意四邊形可以是整個(gè)顯示區(qū)，也可以是邏輯顯示區(qū)分塊后 在物理顯示區(qū)中所對(duì)應(yīng)的小塊任意四邊形。本發(fā)明的電子平面顯示與觸摸定位系統(tǒng)的校準(zhǔn)方法與現(xiàn)有技術(shù)相比較，其實(shí)質(zhì)性 的特點(diǎn)和顯著的有益效果是定位準(zhǔn)確，定位過(guò)程需要校準(zhǔn)點(diǎn)數(shù)量少，校準(zhǔn)即時(shí)性強(qiáng)，并在 顯示圖象嚴(yán)重變形時(shí)也能進(jìn)行校準(zhǔn)。本發(fā)明可適應(yīng)于計(jì)算機(jī)的顯示系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)大屏幕投影顯示系統(tǒng)以及手機(jī)視屏顯示系統(tǒng)等各種帶有計(jì)算機(jī)的電子平面顯示觸摸定位系統(tǒng)。


圖1為本發(fā)明中邏輯顯示區(qū)、邏輯坐標(biāo)區(qū)示意圖。圖2為物理顯示區(qū)、物理坐標(biāo)區(qū)示意圖。圖3為邏輯顯示區(qū)(邏輯矩形A)向物理顯示區(qū)(任意四邊形B)變形規(guī)律示意圖。圖4為計(jì)算邏輯橫坐標(biāo)的原理示意圖。圖5為交互式電子白板定位系統(tǒng)校準(zhǔn)時(shí)邏輯顯示區(qū)四頂點(diǎn)和四中點(diǎn)在物理顯示 區(qū)的顯示情況圖。圖6為交互式電子白板定位系統(tǒng)坐標(biāo)校準(zhǔn)過(guò)程的主程序、計(jì)算邏輯橫坐標(biāo)子程序 的流程圖。圖7為交互式電子白板定位系統(tǒng)坐標(biāo)校準(zhǔn)通用流程圖，它是考慮到變形的各種嚴(yán) 重情況。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式本發(fā)明的電子平面顯示觸摸定位系統(tǒng)是指計(jì)算機(jī)的顯示系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)大屏幕投影 顯示系統(tǒng)、手機(jī)視屏顯示系統(tǒng)等觸摸定位系統(tǒng)、及交互式電子白板定位系統(tǒng)，而交互式電子 白板定位系統(tǒng)是一個(gè)典型的電子平面顯示觸摸定位系統(tǒng)。本發(fā)明的實(shí)施方式是交互式電子白板定位系統(tǒng)的校準(zhǔn)為實(shí)施例的。交互式電子白板定位系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件認(rèn)為的輸出顯示區(qū)是一個(gè)4 3或 16 9比例的標(biāo)準(zhǔn)矩形，它有自己的坐標(biāo)系統(tǒng)，它以“數(shù)據(jù)”的方式存在于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件 的生命期中，它是不能看到的，我們稱(chēng)作它為邏輯顯示區(qū)或邏輯矩形，稱(chēng)它的坐標(biāo)系統(tǒng)為邏 輯坐標(biāo)系統(tǒng)，如圖一所示。在交互式電子白板定位系統(tǒng)中邏輯顯示區(qū)的內(nèi)容最終要通過(guò)投 影機(jī)顯示在裝有物理坐標(biāo)接受系統(tǒng)的電子白板板面上，我們稱(chēng)看到的顯示區(qū)域?yàn)槲锢盹@示 區(qū)或物理矩形，物理顯示區(qū)或也有坐標(biāo)系統(tǒng)我們稱(chēng)為物理坐標(biāo)系統(tǒng)，如圖2所示。對(duì)于邏輯 顯示區(qū)的任何一點(diǎn)、任何一個(gè)圖像在物理顯示區(qū)都有一對(duì)應(yīng)的點(diǎn)及圖像，而在交互式電子 白板定位系統(tǒng)中平面顯示“裝置”是投影機(jī)，由于投影機(jī)的顯示原理、吊裝位置，再加上物理 坐標(biāo)接受系統(tǒng)精度誤差等原因，被系統(tǒng)軟件感知的物理顯示區(qū)已經(jīng)不是標(biāo)準(zhǔn)矩形，它相對(duì) 邏輯顯示區(qū)同時(shí)發(fā)生了線性的和非線性的變形，并且這種變形非常嚴(yán)重。如圖1和圖2所 示，邏輯顯示區(qū)、物理顯示區(qū)。在交互式電子白板定位系統(tǒng)是以觸摸實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的功能、精確書(shū)寫(xiě)為目標(biāo) 的，它需要將物理坐標(biāo)精確地轉(zhuǎn)換為邏輯坐標(biāo)。為了實(shí)現(xiàn)這種精確轉(zhuǎn)換克服現(xiàn)有兩類(lèi)校準(zhǔn) 方法的不足，通過(guò)幾年時(shí)間對(duì)大量變形圖像的研究，如圖3所示，我們發(fā)現(xiàn)了邏輯顯示區(qū)變 型為物理顯示區(qū)的變型規(guī)律，我們稱(chēng)作為“非線性均勻性”即邏輯顯示區(qū)與物理顯示區(qū)在 整塊上或在均分后所對(duì)應(yīng)的局部小塊上總能滿足下述六條(1)邏輯顯示區(qū)為矩形A變?yōu)槿我馑倪呅蜝，并且對(duì)于矩形A中的直線線段經(jīng)過(guò)變 形后在任意四邊形B中還是一條直線線段，矩形A的四個(gè)頂點(diǎn)為A1、A2、A3、A4。(2)物理顯示區(qū)B為任意四邊形，任意四邊形B的四個(gè)頂點(diǎn)為B1、B2、B3、B4，任意四邊形的水平兩邊B1B4、B2B3的延長(zhǎng)線相交于一點(diǎn)，任意四邊形B的垂直兩邊B1B2、B4B3 延長(zhǎng)線相交于一點(diǎn)。(3)矩形A中的任意一條水平線段在任意四邊形B中的變換線段所在直線都通過(guò) B1B4、B2B3的延長(zhǎng)線交點(diǎn)，矩形A中的任意一條垂直線段在任意四邊形B中的變換線段所 在直線都通過(guò)B1B2、B4B3的延長(zhǎng)線交點(diǎn)。(4)將矩形A中水平、垂直方向的每一條線段，平均分成N段，在經(jīng)過(guò)顯示系統(tǒng)變形 后，在任意 四邊形B中得到所得到該N個(gè)段，其長(zhǎng)度成一定規(guī)律變化的。(5)對(duì)任意四邊形的兩對(duì)邊來(lái)講，得到該N個(gè)段的變形圖像，它的長(zhǎng)度變化方向是 一致的。矩形A中水平、垂直方向的每一條線段在任意四邊形B中得到該N個(gè)段的變形圖 像的長(zhǎng)度變化方向與其對(duì)應(yīng)對(duì)邊的變化方向一致。(6)通過(guò)反復(fù)試驗(yàn)，最后確定該N條線段變形后的長(zhǎng)度呈數(shù)列變化規(guī)律，并且等比 數(shù)列最逼近。本發(fā)明的電子平面顯示觸摸定位系統(tǒng)中的坐標(biāo)校準(zhǔn)方法該方法是獲取物理顯示區(qū)中的任意一點(diǎn)的物理坐標(biāo)后，由交互式電子白板定位系 統(tǒng)的計(jì)算機(jī)程序使用邏輯坐標(biāo)計(jì)算方法，計(jì)算出邏輯顯示區(qū)中對(duì)應(yīng)于物理顯示區(qū)該任意一 點(diǎn)所對(duì)應(yīng)點(diǎn)的邏輯坐標(biāo)進(jìn)行交互式電子白板定位系統(tǒng)中的坐標(biāo)校準(zhǔn)。以上所述的物理顯示區(qū)為任意四邊形B，邏輯顯示區(qū)為矩形A ；對(duì)于交互式電子白 板定位系統(tǒng)的投影區(qū)域即為物理顯示區(qū)，在交互式電子白板定位系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)程序中認(rèn)為 的輸出區(qū)域?yàn)檫壿嬶@示區(qū)。如圖4所示，邏輯顯示區(qū)的四邊中點(diǎn)分別表示為cl、c2、c3、c4，物理矩形中對(duì)應(yīng)的 四邊中點(diǎn)分別表示為dl、d2、d3、d4。對(duì)于邏輯顯示區(qū)的邏輯矩形，通過(guò)投影裝置顯示在所述的物理顯示區(qū)，并通過(guò)人 機(jī)交互的方式，得到邏輯顯示區(qū)矩形A的四頂點(diǎn)與四邊中點(diǎn)的八點(diǎn)邏輯坐標(biāo)與物理坐標(biāo)的 對(duì)應(yīng)關(guān)系，如圖5所示。在邏輯顯示區(qū)中對(duì)應(yīng)于物理顯示區(qū)的任意四邊形中的任意一點(diǎn)WL 的對(duì)應(yīng)點(diǎn)LJ，對(duì)應(yīng)點(diǎn)LJ的邏輯坐標(biāo)LJx，LJy ；所述的邏輯坐標(biāo)計(jì)算方法是(1)、對(duì)應(yīng)點(diǎn)LJ的邏輯坐標(biāo)LJx、LJy中邏輯橫坐標(biāo)LJx的解法，如圖4所示，包括 以下步驟在物理坐標(biāo)系內(nèi)第一步求得B1B4、B2B3直線的交點(diǎn)I ；第二步求IWL直線分別于B1B2、B4B3直線相交點(diǎn)P和相交點(diǎn)Q ；第三步求得d4d2直線與IWL直線的相交點(diǎn)S ；第四步設(shè)PQ線段是由邏輯矩形區(qū)某一均分為N份的LK水平線段變換而來(lái)，那么 LK水平線段的中點(diǎn)T在PQ線段上的對(duì)應(yīng)顯示點(diǎn)是S，即與d4d2直線與IWL直線的相交點(diǎn) ⑶為同一點(diǎn)，如圖4所示；在PQ線段上有N個(gè)線段與LK水平線段的N份小線段對(duì)應(yīng)；設(shè) PQ線段上N個(gè)線段中第一個(gè)線段長(zhǎng)度為al，N份線段長(zhǎng)度的公比為q ；第五步算出PS線段與PQ線段的長(zhǎng)度；第六步通過(guò)PS線段、PQ線段長(zhǎng)度及PQ線段份數(shù)N，PQ線段份數(shù)N是任一指定的 數(shù)，用等比數(shù)列公式列出方程組，求出首項(xiàng)al及公比q;其中PQ線段份數(shù)N—般取100-1000 之間的一個(gè)定數(shù)；
第七步利用已經(jīng)求得的首項(xiàng)al及公比q，用等比數(shù)列公式計(jì)算PWL線段在PQ線 段上所占的份數(shù)n，份數(shù)n是小數(shù)；在邏輯坐標(biāo)區(qū)第八步根據(jù)PQ線段份數(shù)N、PQ線段上所占的份數(shù)n及邏輯顯示區(qū)矩形的四個(gè)頂 點(diǎn)邏輯坐標(biāo)，計(jì)算對(duì)應(yīng)點(diǎn)LJ點(diǎn)的邏輯橫坐標(biāo)LJx ；(2)、對(duì)應(yīng)點(diǎn)LJ的邏輯坐標(biāo)LJx，LJy中邏輯縱坐標(biāo)LJy的解法，邏輯縱坐標(biāo)LJy的 解法與上述邏輯橫坐標(biāo)LJx的解法類(lèi)同，即使用上述八個(gè)步驟求解邏輯縱坐標(biāo)LJy。以上所述的物理顯示區(qū)為任意四邊形可以是整個(gè)顯示區(qū)，也可以是邏輯顯示區(qū)分 塊后在物理顯示區(qū)中所對(duì)應(yīng)的小塊任意四邊形。這里需要說(shuō)明一點(diǎn)，對(duì)于交互式電子白板定位系統(tǒng)一般來(lái)講它邏輯顯示區(qū)與物 理顯示區(qū)在整塊上就已滿足“非線性均勻性”。在變形非常嚴(yán)重的場(chǎng)合，最多需將邏輯顯示 區(qū)分為四塊。無(wú)論是分塊與否，校準(zhǔn)算法的核心都是任意四邊形中點(diǎn)的坐標(biāo)向矩形中點(diǎn)的 坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換。所以這里的校準(zhǔn)算法是以整塊上滿足“非線性均勻性”敘述的。在后面的交 互式電子白板定位系統(tǒng)坐標(biāo)校準(zhǔn)通用流程圖中給出了以下邏輯顯示區(qū)邏輯顯示區(qū)分為四 塊的情況。如圖6所示，為交互式電子白板定位系統(tǒng)坐標(biāo)校準(zhǔn)過(guò)程的主程序、計(jì)算邏輯橫坐 標(biāo)子程序的流程圖。對(duì)于交互式電子白板定位系統(tǒng)坐標(biāo)校準(zhǔn)在計(jì)算機(jī)的程序中還有實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，得 到選定的邏輯點(diǎn)的邏輯坐標(biāo)與物理坐標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系的程序。如圖7所示，為交互式電子白 板定位系統(tǒng)坐標(biāo)校準(zhǔn)通用流程圖。這是是考慮到變形的各種嚴(yán)重情況。交互式電子白板定 位系統(tǒng)應(yīng)用中校準(zhǔn)流程為第一步首先根據(jù)電子平面顯示顯示區(qū)域即物理顯示區(qū)的形狀進(jìn)行判斷是否需要 分塊，判斷的標(biāo)準(zhǔn)是物理顯示區(qū)是否是任意四邊形，是則不需要分塊，按提示輸入8點(diǎn)(邏 輯顯示區(qū)即邏輯矩形的4個(gè)頂點(diǎn)、4個(gè)中點(diǎn))的物理坐標(biāo)；否需要分塊，在邏輯顯示區(qū)用直 線連接對(duì)邊中點(diǎn)的方法分為四塊，，按提示輸入四塊圖形的頂點(diǎn)及中點(diǎn)共21點(diǎn)的物理坐 標(biāo)，這一步看上去好像校準(zhǔn)點(diǎn)也挺多，但實(shí)踐中很?chē)?yán)重的形變至多需要分四塊，校準(zhǔn) 點(diǎn)一般是8點(diǎn)，至多邏輯顯示區(qū)分四塊需輸入21點(diǎn)。第二步對(duì)每一個(gè)讀取的物理坐標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行判斷，對(duì)在有效的區(qū)內(nèi)點(diǎn)用任意四邊形 與矩形的變換算法求得該點(diǎn)的邏輯坐標(biāo)即調(diào)用交互式電子白板定位系統(tǒng)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換過(guò)程的 主程序，得到點(diǎn)的物理坐標(biāo)后，用它去設(shè)定鼠標(biāo)位置。
權(quán)利要求
一種電子平面顯示觸摸定位系統(tǒng)中的坐標(biāo)校準(zhǔn)方法，該方法是獲取物理顯示區(qū)中的任意一點(diǎn)的物理坐標(biāo)后，由電子平面顯示觸摸定位系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)程序使用邏輯坐標(biāo)計(jì)算方法，計(jì)算出邏輯顯示區(qū)中對(duì)應(yīng)于物理顯示區(qū)該任意一點(diǎn)所對(duì)應(yīng)點(diǎn)的邏輯坐標(biāo)進(jìn)行電子平面顯示觸摸定位系統(tǒng)中的坐標(biāo)校準(zhǔn)；其特征是所述的物理顯示區(qū)為任意四邊形(B)，物理顯示區(qū)中的任意一點(diǎn)(WL)的物理坐標(biāo)(WLx，WLy)；所述的邏輯顯示區(qū)為矩形(A)，將邏輯顯示區(qū)矩形(A)的四頂點(diǎn)與四邊中點(diǎn)，通過(guò)電子平面顯示裝置顯示在所述的物理顯示區(qū)，并通過(guò)人機(jī)交互的方式，得到邏輯顯示區(qū)矩形(A)的四頂點(diǎn)與四邊中點(diǎn)的八點(diǎn)邏輯坐標(biāo)與物理坐標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系；在邏輯顯示區(qū)中對(duì)應(yīng)于物理顯示區(qū)的任意四邊形中的任意一點(diǎn)WL的對(duì)應(yīng)點(diǎn)(LJ)，對(duì)應(yīng)點(diǎn)(LJ)的邏輯坐標(biāo)(LJx，LJy)；所述的邏輯坐標(biāo)計(jì)算方法是(1)、對(duì)應(yīng)點(diǎn)(LJ)的邏輯坐標(biāo)(LJx，LJy)中邏輯橫坐標(biāo)(LJx)的解法，包括以下步驟在物理坐標(biāo)系內(nèi)第一步求得B1B4、B2B3直線的交點(diǎn)(I)；第二步求IWL直線分別于B1B2、B4B3直線相交點(diǎn)(P)和相交點(diǎn)(Q)；第三步求得d4d2直線與IWL直線的相交點(diǎn)(S)；第四步設(shè)PQ線段是由邏輯矩形區(qū)某一均分為N份的LK水平線段變換而來(lái)，那么LK水平線段的中點(diǎn)(T)在PQ線段上的對(duì)應(yīng)顯示點(diǎn)是(S)；在PQ線段上有N個(gè)線段與LK水平線段的N份小線段對(duì)應(yīng)；設(shè)PQ線段上N個(gè)線段中第一個(gè)線段長(zhǎng)度為a1，N份線段長(zhǎng)度的公比為q；第五步算出PS線段與PQ線段的長(zhǎng)度；第六步通過(guò)PS線段、PQ線段長(zhǎng)度及PQ線段份數(shù)N，PQ線段份數(shù)N是任一指定的數(shù)，用等比數(shù)列公式列出方程組，求出首項(xiàng)a1及公比q；第七步利用已經(jīng)求得的首項(xiàng)a1及公比q，用等比數(shù)列公式計(jì)算PWL線段在PQ線段上所占的份數(shù)n，份數(shù)n是小數(shù)；在邏輯坐標(biāo)區(qū) 第八步根據(jù)LK線段份數(shù)N、PWL線段在PQ線段上所占的份數(shù)n及邏輯顯示區(qū)矩形的四個(gè)頂點(diǎn)邏輯坐標(biāo)，計(jì)算對(duì)應(yīng)點(diǎn)(LJ)點(diǎn)的邏輯橫坐標(biāo)(LJx)；(2)、對(duì)應(yīng)點(diǎn)(LJ)的邏輯坐標(biāo)(LJx，LJy)中邏輯縱坐標(biāo)(LJy)的解法與上述邏輯橫坐標(biāo)(LJx)的解法類(lèi)同，即使用類(lèi)似上述八個(gè)步驟求解邏輯縱坐標(biāo)(LJy)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子平面顯示觸摸定位系統(tǒng)中的坐標(biāo)校準(zhǔn)方法，其特征是 所述的LK線段份數(shù)N是取50-500之間的一個(gè)定數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子平面顯示觸摸定位系統(tǒng)中的坐標(biāo)校準(zhǔn)方法，其特征是 所述的物理顯示區(qū)任意四邊形是整個(gè)物理顯示區(qū)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子平面顯示觸摸定位系統(tǒng)中的坐標(biāo)校準(zhǔn)方法，其特征是 所述的物理顯示區(qū)任意四邊形是邏輯顯示區(qū)分塊后在物理顯示區(qū)中所對(duì)應(yīng)的小塊任意四 邊形。
全文摘要
本發(fā)明提供了電子平面顯示觸摸定位系統(tǒng)中的坐標(biāo)校準(zhǔn)方法，其特點(diǎn)是獲取物理顯示區(qū)中的任意一點(diǎn)的物理坐標(biāo)，由電子平面顯示觸摸定位系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)程序使用邏輯坐標(biāo)計(jì)算方法，計(jì)算出邏輯顯示區(qū)中對(duì)應(yīng)于物理顯示區(qū)該任意一點(diǎn)所對(duì)應(yīng)點(diǎn)的邏輯坐標(biāo)進(jìn)行電子平面顯示觸摸定位系統(tǒng)中的坐標(biāo)校準(zhǔn)。本發(fā)明的方法定位準(zhǔn)確，定位過(guò)程需要校準(zhǔn)點(diǎn)數(shù)量少，校準(zhǔn)即時(shí)性強(qiáng)，并在顯示圖像嚴(yán)重變形時(shí)也能進(jìn)行校準(zhǔn)，可適各種電子平面顯示觸摸定位系統(tǒng)。
文檔編號(hào)G06F3/041GK101866242SQ20101021889
公開(kāi)日2010年10月20日 申請(qǐng)日期2010年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月2日
發(fā)明者梁吉業(yè), 陳紅星, 霍浩 申請(qǐng)人:山西大學(xué)