[发明专利]一种屏幕视觉鼠标系统及其实现方法

说明书

技术领域

本发明属于计算机输入设备技术领域，具体涉及一种屏幕视觉鼠标系统及其实现方法。

背景技术

随着数字技术的发展，人机交互中的输入技术正从传统的鼠标、键盘输入方式演变成多种多样的输入方式。如随着智能手机和平板电脑的流行，更加人性化的直接屏幕手势输入方法已被广泛应用，最新的Windows7已正式支持手势输入方式，这使得输入能够直接在输出图像的屏幕上进行，即屏幕直接输入，从而无需外接键盘和鼠标。另一方面，在教学、展览、娱乐等大型屏幕的输入上，操作者往往远离屏幕采用遥控或连线的方式输入。近年广泛应用的激光笔、射频遥控以及摄像头和图像处理技术，使得非接触式屏幕输入成为可能。

触屏输入是通过在屏幕上安装特定的位置检测装置（如电容膜、电阻膜、红外光电矩阵等）来实现，由用户手指在触摸屏表面触碰产生信号变换实现控制操作，通过使用专门的触摸屏或电子白板可以实现接触式手势输入，能够直接在屏幕上书写文字、移动鼠标指针等。

在屏幕上直接进行输入的方式是未来发展的方向，小型电子产品可以直接触屏输入，在输入面积较小时成本很低，应用广泛，但触屏技术在普通电脑屏幕以及大屏幕展示、游戏娱乐等领域则存在诸多问题。

1. 触屏输入需要采用专门的设备，这就需要将当前广泛使用的液晶显示器和CRT显示器更换成触摸屏显示器，在教学、展览、娱乐中广泛应用的投影屏幕则需要更换为电子白板。电子白板、激光投影系统不仅价格较高，且占用空间、需要独立安装布线，另外，屏幕的定位校准工作较为繁琐。

2. 目前的手势输入是接触式输入，即必须接触或非常靠近屏幕进行，这样存在屏幕磨损以及卫生等问题，大于人体活动范围的大型投影幕上也不便实现接触式手势输入。

3. 遥控鼠标激光笔虽然可以实现非接触式控制，但鼠标指针仍然需要在细小的激光笔上安装按键或轨迹球操作，操作方便性受到限制，使用者难以获得好的操作体验，且激光笔无法在普通屏幕上书写。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种结构简单、成本低廉、既可实现远程非接触式控制又能实现近距离屏幕直接输入的屏幕视觉鼠标系统及其实现方法。

一种屏幕视觉鼠标系统，包括激光操控笔和综合接收装置；

所述激光操控笔安装有功能按键、将功能按键的控制信号发射出去的射频发射模块，以及向待操作屏幕发射可见光和红外光的双波长激光发射模组；

所述综合接收装置包括获取待操作屏幕的影像信息的摄像头模组、接收所述射频发射模块的发射信号的射频接收模块、处理摄像头模组和射频接收模块获取的信息的信号处理模块；所述信号处理模块输出端设有与电脑主机建立通信的连接器；所述摄像头模组外安装有可移动的、能过滤可见光的红外滤镜；

所述激光操控笔的笔尖周围安装有多个能够接收从物体近距离反射回的红外光的红外接收管，所述红外光接收管与所述射频发射模块连接。 

其中，所述屏幕视觉鼠标系统还包括红外书写笔，所述红外书写笔包括能发出可见光和红外光的双波长发光二极管，以及控制双波长发光二极管的弹簧触点装置。

其中，所述连接器为有线连接所述综合接收装置和电脑主机、带有USB插头的电缆线，或者为无线连接所述综合接收装置和电脑主机的发射器和无线接收器。

其中，所述综合接收装置还包括带有透明窗口的外壳，所述外壳设有固定综合接收装置的定位孔。

其中，所述功能按键包括鼠标左键、鼠标右键、键盘PageUp键、键盘PageDown键。

其中，所述激光操控笔还设有分别控制可见光和红外光开启和关闭的激光开关。

一种屏幕视觉鼠标系统的实现方法，包括远离待操作屏幕操作的远程操控方法，以及与待操作屏幕近距离接触的触屏操控方法；

所述远程操控方法的步骤包括：

A．将综合接收装置安装于待操作屏幕斜上方、左侧或者背面，摄像头模组自动校准；

所述摄像头模组自动校准是指：

待操作屏幕上显示标准棋盘方格图像，摄像头模组获取待操作屏幕上的棋盘方格图像，并与标准棋盘方格图像进行对比，计算并存储摄像点与实际屏幕点的矩阵映射变换参数，最后在屏幕上显示校准完成；

B．激光操控笔向待操作屏幕发射双波长激光束，待操作屏幕上形成可见的光点，综合接收装置中的摄像头模组获取该光点的红外光影像；

C．综合接收装置中的信号处理模块对摄像头模组获取的红外光影像进行滤波消噪处理后识别光点图像坐标，经与矩阵映射变换参数计算后得到相应的屏幕实际坐标，该屏幕实际坐标数据进入轨迹数据队列；