[发明专利]一种摄像鼠标激光笔定位系统及定位方法

权利要求书

1.一种摄像鼠标激光笔定位系统，其特征在于，包括集成摄像头的激光笔、投影屏幕及操作系统；

所述的集成摄像头的激光笔,包括激光发射器、RF射频发射器、接收器、摄像头、中央处理器、时钟元件及按键；其中，所述的激光发射器，用于产生特定频率的激光脉冲，特定频率为>60HZ的频率；所述的RF射频发射器,用于向操作系统发送鼠标操作和鼠标位置信息；接收器，用于接收鼠标操作和鼠标位置信息；所述的摄像头，通过与激光发射器异步的采样频率对目标进行采样；所述的中央处理器，用于对摄像头采集的图像进行处理，对图像进行去噪和畸变校正，得到投影屏幕和操作系统屏幕之间的对应关系；所述的时钟元件，用于计时，对按下按键的时刻进行标记，中央处理器根据时钟元件记录的时间选取需要处理的图像帧；所述的按键，包括激光开关键和鼠标控制键，其中，激光开关键用于控制激光发射器，鼠标控制键用于产生鼠标左键和右键操作；

所述投影屏幕，可以是投影幕或电子屏幕，用来屏幕显示报告的内容，也是激光笔和摄像头操作区域；

所述操作系统，是指上位机，用于连接投影仪或电子显示屏，同时通过接收器与激光笔连接，响应激光笔上的操作。

2.如权利要求1所述的一种摄像鼠标激光笔定位系统，其特征在于，所述的集成摄像头的激光笔与投影屏幕之间的距离超过1米。

3.如权利要求1所述的一种摄像鼠标激光笔定位系统，其特征在于，所述的摄像头上安装有防抖电路，在摄像头进行图像采样时，防抖电路开始工作，对摄像头抖动进行补偿。

4.如权利要求1所述的一种摄像鼠标激光笔定位系统，其特征在于，所述的鼠标控制键，短按即小于或等于2s代表鼠标左键，长按即大于2s代表鼠标右键。

5.一种摄像鼠标激光笔定位方法，其特征在于，用于权利要求1-4任一所述的摄像鼠标激光笔定位系统中，所述方法包括如下步骤：

S1：开启集成摄像头的激光笔，时钟开始工作；

S2：按下激光开关键，激光发射器发射特定频率的激光脉冲，大于60HZ的频率，同时摄像头也按照与激光发射器异步的采样频率采集图像；

S3：将摄像头采集到的图像传到中央处理器上，中央处理器加载有图像分析处理程序，可以得到投影屏幕上投影显示的四个顶点，通过接收器与操作系统进行信息传输，操作系统利用其显示屏幕的四个顶点和传输得到的投影屏幕的顶点，得到显示屏幕与投影屏幕之间顶点的对应关系；

S4：按下鼠标控制键，中央处理器根据时钟选取摄像头在按下鼠标控制键的前一时刻的图像帧，进行图像分析得到激光光斑在投影屏幕上的位置，并利用步骤S3中得到的对应关系，得到激光光斑在操作系统显示屏幕中的相对位置；

S5：RF射频发射器将激光光斑在操作系统显示屏幕中的相对位置和鼠标控制键代表是左键或右键的信息发出，接收器接收信号传到操作系统进行相应操作。

6.如权利要求5所述的一种摄像鼠标激光笔定位方法，其特征在于，所述步骤S3中，具体的过程包括：

(a)将传到中央处理器的图像序列做图像处理，中央处理器上加载有图像分析处理程序，因为激光笔采集的图像不可能正对投影屏幕，故首先需要对图像进行几何畸变校正；再根据投影屏幕的亮度和周围环境的不同，采用背景差分等方法对校正后的图像提取投影屏幕的显示区域；

(b)利用提取的显示区域，得到其四个顶点的位置信息，建立其与操作系统显示屏幕的对应关系。

7.如权利要求5所述的一种摄像鼠标激光笔定位方法，其特征在于，所述步骤S4中，具体的过程包括：

(a)按下鼠标控制键，其中，短按<＝2s代表鼠标左键,长按>2s代表鼠标右键，首先根据按下信号的脉冲信号长短，判断是鼠标左键还是鼠标右键响应；

(b)中央处理器根据时钟记录按下鼠标控制键的时间T_n，由于在按鼠标控制键的时候容易发生位移，影响光斑在投影屏幕的位置，故选择摄像头在此时间前一帧T_n-1的图像进行激光光斑的定位；

(c)根据激光光斑亮度和屏幕亮度的差异，通过数字图像处理，得到激光光斑在投影屏幕上的位置信息，结合步骤S3的信息，得到此光斑在操作系统显示屏幕的相对位置坐标。

8.如权利要求5所述的一种摄像鼠标激光笔定位方法，其特征在于，在步骤S4中还包括：按下鼠标控制键时，若所述激光光斑在投影屏幕内，则在操作系统中执行响应操作S5；若所述激光光斑不在投影屏幕内，则不执行响应操作步骤S5。