一种基于多点触摸的令牌标定方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种基于多点触摸的令牌标定方法及装置，该装置包括电容触摸屏、令牌、控制主机。该方法包括算法参数初始化设置；采集触点的位置信息，计算触点距离，确定合法的位置信息；确定令牌的朝向向量集合；采集旋转状态的令牌的连续多帧样本；判断每一帧样本是否符合算法参数，确定样本为合法样本；确定样本为误差样本，直至合法样本的帧数与误差样本的帧数之和等于令牌标定采集样本数；对合法样本求均值，将令牌的均值触点位置信息与数据库中存储的已有令牌做匹配，判断令牌与已有令牌是否属于易混淆令牌；若否，为令牌分配唯一身份标识，存至数据库。本发明专利技术容错性好，计算量小，运行效率高；提供了自适应算法参数阈值调试方法，对用户友好。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多点触摸的令牌标定方法及装置
本专利技术涉及触摸屏的令牌标定
，特别是涉及一种基于多点触摸的令牌标定方法及装置。
技术介绍
TUI(TangibleUserInterface，实体用户界面)原称GUI(GraspableUserInterface，手持式用户界面)，指直接将用户在现实生活中和物体、环境的交互动作映射为和信息空间的交互过程，其目的在于尽量将用户原有的生活体验应用于人机交互，降低信息系统使用和学习门槛，增加交互的自然性。现有技术中采用基于图像特征的令牌标定方式对多点触摸模式进行标定，其主要依赖于图像的形态，计算量大导致运行效率低，且容错性较差。因此本领域有必要提供一种新的多点触摸标定方式以解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于多点触摸的令牌标定方法及装置，以实现容错性好，计算量小和运行效率高的目的。为实现上述目的，本专利技术提供了一种基于多点触摸的令牌标定装置，所述装置包括：电容触摸屏，设于所述电容触摸屏上的令牌，与所述电容触摸屏通信连接的控制主机；所述电容触摸屏支持多个触点识别，用于感知所述令牌的触点信息；所述令牌包括多个触点，所述触点为导电体，多个所述触点的排列方式固定；所述控制主机用于通过电容触摸屏采集所述令牌的样本，并对所述令牌进行标定。本专利技术还提供了一种基于多点触摸的令牌标定方法，利用上述的装置进行标定，所述方法包括：算法参数初始化设置，所述算法参数包括单个令牌触点个数、最大允许单边的误差、最大允许单边的方差、最大允许所有边之和的误差、最大允许所有边方差之和的误差和令牌标定采集样本数；采集所述令牌的各个触点的位置信息，计算各所述触点间的触点距离，并判断所述令牌的各个触点的合法性，若合法，确定合法的位置信息；根据所述合法的位置信息确定所述令牌的朝向向量集合；采集旋转状态的所述令牌的连续多帧样本，每帧所述样本包括所述令牌各个触点的位置信息；判断每一帧所述样本是否符合所述算法参数，若符合，确定所述样本为合法样本；若不符合，确定所述样本为误差样本，直至所述合法样本的帧数与所述误差样本的帧数之和等于所述令牌标定采集样本数，且所述合法样本的帧数与所述误差样本的比例关系满足设定比例关系；对所述合法样本求均值，得到所述令牌的均值触点位置信息；将所述令牌的均值触点位置信息与数据库中存储的已有令牌做匹配，判断所述令牌与所述已有令牌是否属于易混淆令牌；若否，为所述令牌分配唯一身份标识，存至所述数据库。根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：1.容错性好。根据不同的使用环境，同样的电容触摸屏可能受到不同的电磁干扰，在调节硬件参数的基础之上，本专利技术利用采集样本并根据算法参数进行判断样本的种类是合法样本还是误差样本，根据该判断结果能够自适应调整算法参数阈值，保证标定的容错性。2.效率高。与传统基于图像特征的令牌特征标定方法相比，本专利技术采用触点的方式进行标定，触点的数量少，因此本专利技术的标定方法计算量小，运算简单，运行效率高。3.用户友好。本产品步骤简单，思路清晰，无需用户了解专业算法知识，自适应给出阈值参数调整建议，对用户友好。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的基于多点触摸的令牌标定装置的结构图；图2为本专利技术实施例提供的基于多点触摸的令牌标定方法的流程图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。如图1所示，本实施例提供的基于多点触摸的令牌标定装置包括电容触摸屏2，设于所述电容触摸屏2上的令牌1，与所述电容触摸屏2通信连接的控制主机3、放置所述控制主机3的外壳4和支撑所述外壳4的支架5；所述电容触摸屏2支持多个触点识别，用于感知所述令牌1的触点信息；本实施例中，电容触摸屏支持40-100个触点的识别，通过USB和HDMI接口与所述控制主机连接。所述令牌1包括多个触点，具体为三个触点或四个触点，所述触点为导电体，多个所述触点的排列方式固定；所述控制主机3用于通过电容触摸屏2采集所述令牌1的样本，并对所述令牌进行标定。所述控制主机设于所述外壳内，且所述电容触摸屏设于所述外壳顶部，所述电容触摸屏、所述控制主机和所述外壳构成一整体设于所述支架上表面。如图2所示，本实施例提供的基于多点触摸的令牌标定方法是利用权利要求1-4任一项所述的装置进行标定，该方法包括：步骤201：算法参数初始化设置。所述算法参数包括单个令牌触点个数、最大允许单边的误差、最大允许单边的方差、最大允许所有边之和的误差、最大允许所有边方差之和的误差和令牌标定采集样本数。其中，所述最大允许单边的误差指在令牌标定过程中两触点间距的最大允许误差；最大允许单边的方差指连续多次采集时，两触点在所述最大允许单边误差范围内，采集的两触点之间距离集合的方差；最大允许所有边之和的误差指在令牌标定过程中所述令牌触点组成的所有边之和允许的误差；最大允许所有边方差之和的误差指在令牌标定过程中，连续多次采集时，该令牌触点组成的所有边集合的方差误差；令牌标定采集样本数指在标定过程中需要采集的样本数量。步骤202：采集所述令牌的各个触点的位置信息，计算各所述触点间的触点距离，并判断所述令牌的各个触点的合法性，若合法，确定合法的位置信息。本实施采用以下方法进行令牌的各个触点的合法性的判断：获取各个所述触点顺次围成触点图形；判断所述触点图形是否为旋转对称图形；若是，则确定所述令牌的各个触点不合法，无法确定朝向向量；若否，当所述令牌包含三个触点时，确定所述令牌的各个触点合法；当所述令牌包含四个触点时，判断所述触点图形是否为凸四边形，若是，确定所述令牌的各个触点合法；若否，确定所述令牌的各个触点不合法，由于凹四边形对角线不存在交点，对角线的延长线存在交点，但该交点在凹四边形外。步骤203：根据所述合法的位置信息确定所述令牌的朝向向量集合。该步骤203具体包括：所述朝向向量是以所述令牌定位点为起点，以所述令牌的每一触点为终点的向量；当所述令牌的触点数为3时，确定3个触点为A，B，C；当三个所述触点构成的三角形ABC为钝角三角形或直角三角形时，确定所述令牌定位点为三角形ABC的外心O，确定所述朝向向量集合为OA，OB，OC，推荐顺序按其长度的降序；当三个所述触点构成的三角形ABC为锐角三角形，确定所述令牌定位点为三角形ABC的内心O’，朝向向量集合为O’A，O’B，O’C，推荐顺序按其长度的降序；当所述令牌的触点数为4时，确定4个触点为A，B，C，D；当所述4个触点共圆时，确定所述令牌定位点为四边形ABCD的外心O，朝向向量备选集合为OA，OB，OC，OD，推荐顺序按其长度的降序；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于多点触摸的令牌标定装置，其特征在于，所述装置包括：电容触摸屏，设于所述电容触摸屏上的令牌，与所述电容触摸屏通信连接的控制主机；所述电容触摸屏支持多个触点识别，用于感知所述令牌的触点信息；所述令牌包括多个触点，所述触点为导电体，多个所述触点的排列方式固定；所述控制主机用于通过电容触摸屏采集所述令牌的样本，并对所述令牌进行标定。

【技术特征摘要】
1.一种基于多点触摸的令牌标定装置，其特征在于，所述装置包括：电容触摸屏，设于所述电容触摸屏上的令牌，与所述电容触摸屏通信连接的控制主机；所述电容触摸屏支持多个触点识别，用于感知所述令牌的触点信息；所述令牌包括多个触点，所述触点为导电体，多个所述触点的排列方式固定；所述控制主机用于通过电容触摸屏采集所述令牌的样本，并对所述令牌进行标定。2.根据权利要求1所述的基于多点触摸的令牌标定装置，其特征在于，所述装置还包括放置所述控制主机的外壳和支撑所述外壳的支架；所述控制主机设于所述外壳内，且所述电容触摸屏设于所述外壳顶部，所述电容触摸屏、所述控制主机和所述外壳构成一整体设于所述支架上表面。3.根据权利要求1所述的基于多点触摸的令牌标定装置，其特征在于，所述电容触摸屏支持40-100个触点的识别，通过USB和HDMI接口与所述控制主机连接。4.根据权利要求1所述的基于多点触摸的令牌标定装置，其特征在于，所述令牌包括三个触点或四个触点。5.一种基于多点触摸的令牌标定方法，其特征在于，利用权利要求1-4任一项所述的装置进行标定，所述方法包括：算法参数初始化设置，所述算法参数包括单个令牌触点个数、最大允许单边的误差、最大允许单边的方差、最大允许所有边之和的误差、最大允许所有边方差之和的误差和令牌标定采集样本数；采集所述令牌的各个触点的位置信息，计算各所述触点间的触点距离，并判断所述令牌的各个触点的合法性，若合法，确定合法的位置信息；根据所述合法的位置信息确定所述令牌的朝向向量集合；采集旋转状态的所述令牌的连续多帧样本，每帧所述样本包括所述令牌各个触点的位置信息；判断每一帧所述样本是否符合所述算法参数，若符合，确定所述样本为合法样本；若不符合，确定所述样本为误差样本，直至所述合法样本的帧数与所述误差样本的帧数之和等于所述令牌标定采集样本数，且所述合法样本的帧数与所述误差样本的比例关系满足设定比例关系；对所述合法样本求均值，得到所述令牌的均值触点位置信息；将所述令牌的均值触点位置信息与数据库中存储的已有令牌做匹配，判断所述令牌与所述已有令牌是否属于易混淆令牌；若否，为所述令牌分配唯一身份标识，存至所述数据库。6.根据权利要求5所述的基于多点触摸的令牌标定方法，其特征在于，所述最大允许单边的误差指在令牌标定过程中两触点间距的最大允许误差；最大允许单边的方差指连续多次采集时，两触点在所述最大允许单边误差范围内，采集的两触点之间距离集合的方差；最大允许所有边之和的误差指在令牌标定过程中所述令牌触点组成的所有边之和允许的误差；最大允许所有边方差之和的误差指在令牌标定过程中，连续多次采集时，该令牌触点组成的所有边集合的方差误差；令牌标定采集样本数指在标定过程中需要采集的样本数量。7.根据权利要求5所述的基于多点触摸的令牌标定方法，其特征在于，所述判断所述令牌的各个触点的合法性，若合法，确定合法的位置信息，具体包括：获取各个所述触点顺次围成触点图形；判断所述触点图形是否为旋转对称图形；若是，则确定所述令牌的各个触点不合法，无法确定朝向向量；若否，当所述令牌包含三个触点时，确定所述令牌的各个触点合法；当所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：许昌达，赵子芊，高伟鹏，王松鹤，李迎春，
申请(专利权)人：北京中海创达科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11