基于Kinect的多点触控系统的设计与实现_java如何实现触控
时间：2019-03-30 03:32:23 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要：针对传统的多点触控系统在安全性和适用范围等方面的不足，提出了基于Kinect的多点触控系统。该系统利用Kinect获取三维深度信息，通过建立触控感应平面模型，检测用户多点触控事件，并进行触控点的坐标变换，实现对电脑的控制。实验结果表明，在多点触控中，该系统具有较高的精度和稳定性，对人体不会造成任何伤害。
关键词：多点触控；Kinect；感应平面；目标检测
中图分类号：TP391.9文献标识码：A文章编号：1009-3044(2012)16-3987-03
The Design and Realization of Multi-touch System Based on Kinect
CAI Rui-yan
(Information and Engineering College of Dalian University, Dalian 116622, China)
Abstract: According to the deficiency of aspects such as safety and application in traditional multi-touch system, a new multi-touch sys? tem based on Kinect is proposed. This system uses Kinect to obtain three-dimensional depth information, models for induction plane, de? tects multi-touch events of user, transforms the coordinate system of touch point and controls the computer. The experimental results show that the system has high precision and stability, is harmless to human beings.
Key words: multi-touch; Kinect; induction plane; target detection
鼠标作为传统的图形人机交互界面的主要设备，长期以来在计算机操作中处于主导地位，但是鼠标只能用单手操作，无法将人自然生活的双手操作技能应用于人机交互之中。二十世纪以来，随着计算机技术和人机交互技术的发展，出现了许多基于双手多点触控操作的新型设备，例如美国MERT（三菱电器研究实验室）的DiamondTouch[1]、索尼的SmartSkin[2]，以及微软最新推出的划时代多点触控人机交互设备Surface II等。这些设备通过识别双手的多点触控事件，将其应用到人机交互之中，取得了较为理想的效果。
虽然各种多点触控设备不尽相同，但原理基本相同，主要是利用摄像机采集触控物体在显示区域中的图像，建立背景模型，分离出前景图像，通过目标检测和跟踪算法获得图像中触控点的信息，经过坐标映射变换，将图像坐标系转换成交互界面的世界坐标系，使计算机能够识别触控物体在显示区域内的位置坐标和运动信息，实现预定义的各种触控操作。由于上述方案实现简洁，主要处理模块由软件实现，被大多数制造厂商和爱好者采用，但是由于组成设备中采用了功率较大的红外激光光源，使用中会对操作者的眼睛造成潜在威胁，并且，摄像机对光线变化比较敏感，限制了设备的使用环境。
在分析各种多点触控方案的基础上，该文提出了基于kinect的多点触控解决方案，用kinect取代了上述方案中的红外激光器和摄像机，在不对操作者造成伤害的前提下，扩展了系统的使用范围，增强了系统的通用性。
个方面：
1）检测视场内是否有物体进入，如果有物体进入，通过轮廓检测算法检测出进入物体的质心坐标、轮廓信息[4，5]；
2）求解进入物体的“凸包”信息；
3）确定进入物体中靠近“感应平面”点的坐标p(x,y)；
4）确定进入物体中靠近“感应平面”点与该平面的距离d；
5）设定容差σ，当d≤σ时，定义该进入物体实现“触控”；
6）对触控点坐标世界坐标p(x,y)进行坐标映射，具体步骤为：首先将坐标p(x,y)映射到Kinect三维传感器的图像坐标I(x,y)，然后将I(x,y)坐标映射到电脑屏幕的控制坐标S(x,y)。
7）将坐标S(x,y)通过控制协议发送给电脑，实现多点触控。
处理流程如图4所示。
在普通实验室环境下进行实验，测试平面表面最大起伏≤3mm，Kinect距离平面垂直高度650mm，垂直倾角42°，分别对处理效率和识别准确率进行了实验，结果如表1所示。
表1实验结果
在分析传统多点触控系统的基础上，该文提出了基于Kinect三维传感器的多点触控解决方案，该方案通过Kinect获取三维深度信息，对触控平面建模，检测用户多点触控事件并实现对电脑的控制，实验证明，该方案可以实现对触控事件的实时处理，并且获得了较高的触控精度，满足对多点触控设备的需要。
