1.一种基于触摸方法准确识别变形投影中触点位置的方法,其特征在于,包括如下步骤:获取变形投影图像,通过激光雷达装置获取变形投影中四个顶点ABCD的坐标值;
通过触摸方式在投影屏幕上触摸屏幕,通过激光雷达装置获取变形投影图像内部任意触点E的坐标值;
选取两条穿过变形投影图像内部任意一点的横向线段和纵向线段,所述横向线段FG与变形投影图像相交于两点F、G,所述纵向线段MN与变形投影图像相交于两点M、N,根据所述变形投影图像确定在同一坐标系中通过F、G、M、N四点的投影边的变形投影比例值分别为na%、nb%、nc%、nd%;其中,na%=AF:AC,nb%=BG:BD,同时满足AF:AC=BG:BD;
nc%=AM:AB,nd%=CN:CD,同时满足AM:AB=CN:CD;
通过数据校准模块计算触点E在正投影屏幕中点E'的坐标值,实现触屏数据校准;
所述通过数据校准模块计算触点E在正投影屏幕中点E'的坐标值包括如下步骤:(1)表示出变形投影图像的横向线段FG中触点E的坐标假设横向线段FG中的F点在投影边AC上,则G点在投影边BD上,点E在线段FG上,其中,ABCD四个顶点的坐标值分别为A(x0,y0),B(x1,y1),C(x2,y2),D(x3,y3),通过线性关系获取两点F、G的坐标值,分别为(xF,yF),(xG,yG),根据斜率相同关系表示触点E坐标(xE,yE);
(2)表示出正投影图像中与变形投影图像横向线段FG中触点E对应的点E'坐标(x求,y求)中y求将正投影图像按比例压缩为边长为1的正方形,其中A'点为坐标原点,则四个顶点的坐标值分别为A'(0,0),B'(1,0),C'(0,1),D'(1,1);
表示出经过点E'的线段F'G'上的两点F'、G'的坐标(xF′,yF′),(xG′,yG′),F'点在投影边A'C'上,G'点在投影边B'D'上,此时线段F'G'平行于x轴,xF′=0+(0‑0)×na%;yF′=0+(1‑0)×na%;
xG′=1+(1‑1)×nb%;yG′=0+(1‑0)×nb%;
由于正投影为边长为1的正方形,所以yF′=yG′=y求;
即na%=nb%=y求(3)
将公式(3)和(1)代入公式(2),经过整理得到如下方程式:2
上述方程式满足一元二次方程式ay求+by求+c=0形式,其中,系数a,b,c分别为,a=(y2‑y0)(x3‑x1+x0‑x2)‑(x2‑x0)(y3‑y1+y0‑y2)b=(xE‑x0)(y3‑y1+y0‑y2)‑(y1‑y0)(x2‑x0)+(x1‑x0)(y2‑y0)‑(yE‑y0)(x3‑x1+x0‑x2)c=(xE‑x0)(y1‑y0)‑(yE‑y0)(x1‑x0)根据求根公式 由此求得触点E在正投影图像中的点E'的纵坐标y求;
(3)表示出变形投影图像的纵向线段MN中触点E的坐标假设纵向线段MN中的M点在投影边AB上,则N点在投影边CD上,点E在线段MN上,其中,ABCD四个顶点的坐标值分别为A(x0,y0),B(x1,y1),C(x2,y2),D(x3,y3),通过线性关系获取两点MN的坐标值,分别为(xM,yM),(xN,yN),根据斜率相同关系表示触点E坐标(xE,yE);
(4)表示出正投影图像中与变形投影图像纵向线段MN中触点E对应的点E'坐标(x求,y求)中x求将正投影图像按比例压缩为边长为1的正方形,其中A'点为坐标原点,则四个顶点的坐标值分别为A'(0,0),B'(1,0),C'(0,1),D'(1,1);
表示出经过点E'的线段M'N'上的两点M'、N'的坐标(xM′,yM′),(xN′,yN′),M'点在投影边A'B'上,N'点在投影边C'D'上,此时线段M'N'平行于y轴,xM′=0+(1‑0)×nc%;yM′=0+(0‑0)×nc%;
xN′=0+(1‑0)×nd%;yN′=1+(1‑1)×nd%;
由于正投影为边长为1的正方形,所以xM′=xN′=x求;
即nc%=nd%=x求(6)
将公式(6)和(4)代入公式(5),经过整理得到如下方程式:2
上述方程式满足一元二次方程式a′x求+b′x求+c′=0形式,其中,系数a',b',c'分别为,a′=(y1‑y0)(x3‑x1+x0‑x2)‑(x1‑x0)(y3‑y1+y0‑y2)b′=(xE‑x0)(y3‑y1+y0‑y2)‑(x1‑x0)(y2‑y0)+(y1‑y0)(x2‑x0)‑(yE‑y0)(x3‑x1+x0‑x2)c′=(xE‑x0)(y2‑y0)‑(yE‑y0)(x2‑x0)根据求根公式 由此求得触点E在正投影图像中的点E'的横坐标x求。
2.根据权利要求1所述的基于触摸方法准确识别变形投影中触点位置的方法,其特征在于,所述在同一坐标系中通过F、G、M、N四点的投影边的变形投影比例值分别为na%、nb%、nc%、nd%,其中所述变形投影比例值包括像素变形与线段斜率变形总变形比例值。
3.根据权利要求1所述的基于触摸方法准确识别变形投影中触点位置的方法,其特征在于,变形投影图像为任意四边形变形投影图像。
4.根据权利要求1所述的基于触摸方法准确识别变形投影中触点位置的方法,其特征在于,x求,y求选取0~1之间数值。
5.根据权利要求1所述的基于触摸方法准确识别变形投影中触点位置的方法,其特征在于,所述变形投影图像为漏斗状或交叉状四边形时,当 时,
当 时,
6.一种基于触摸方法准确识别变形投影中触点位置的系统,其特征在于,包括激光雷达装置、数据校准模块、投影装置、存储器与处理器,所述投影装置用于投影图像同时获取变形投影图像;
所述激光雷达装置用于测量变形投影图像中四个顶点、以及四边形内部任意触点的坐标值;
所述数据校准模块存储在所述存储器中并在所述处理器上运行,所述数据校准模块被所述处理器执行时实现如权利要求1或5中计算触点E在正投影图像中点E'的坐标值,实现触点的精确感知识别。
7.根据权利要求6所述的基于触摸方法准确识别变形投影中触点位置的系统,其特征在于,所述激光雷达装置安装在与投影图像平面平行的方向上。
8.根据权利要求6所述的基于触摸方法准确识别变形投影中触点位置的系统,其特征在于,所述激光雷达装置通过USB或网线与所述处理器线连接。
9.根据权利要求6所述的基于触摸方法准确识别变形投影中触点位置的系统,其特征在于,所述激光雷达装置选用G4型号雷达。