[发明专利]一种摄像鼠标激光笔定位系统及定位方法

说明书

技术领域

本发明属于投影仪控制技术领域，具体涉及一种摄像鼠标激光笔定位系统及定位方法。

背景技术

大屏幕投影显示在电子教学、报告演讲和演示文稿等活动中得到越来越广泛的应用。演讲者为了可以更好的解说自己的报告内容，通常需要站在屏幕附近，利用激光笔发射的激光在屏幕上指出报告的关键部分，提高听众的注意力。但是现有的激光笔通常只有激光、翻页等功能，不能有效的实现鼠标操作，在需要进行鼠标操作的时候，演讲者需要回到电脑进行相应的操作，这样不但容易打断演讲者的思绪，而且会影响听众的兴趣；有方案提出将摄像头固定在投影仪上面，这样对投影仪的要求提高了，而且对使用电子屏幕不要投影仪的报告厅，激光笔的使用性就大大降低了。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明解决的技术问题为：提供了一种摄像鼠标激光笔定位系统，通过它在实现现有激光笔发射激光标记重点、翻页等功能外，还可以对显示屏幕实现鼠标操作。

本发明通过如下技术方案实现：

一种摄像鼠标激光笔定位系统，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(USB接口)、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(>60HZ)的激光脉冲；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(USB接口),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，主要用于连接投影仪或者电子显示屏，同时通过接收器(USB接口)与激光笔连接，响应激光笔上的操作。

在按下鼠标控制键:短按(<＝2s)代表鼠标左键，长按(>2s)代表鼠标右键，时钟记录当前时刻，中央处理器根据时钟记录的时间选取摄像头前一时刻采集的图像帧进行分析处理，通过数字图像处理技术分析激光光斑亮度和屏幕亮度的差异，得到激光光斑在投影屏幕上的位置坐标信息，根据前面得到的投影屏幕和系统屏幕之间的对应关系，得到激光光斑在操作系统屏幕上的相对位置，在该位置实现鼠标点击操作。

进一步地，所述的集成摄像头的激光笔与投影屏幕之间的距离应超过1米，确保投影屏幕的三个角在摄像头广角内，这样就可以通过中央处理器计算得到屏幕的四个角的位置；如果距离＜1m，不能正确的定位投影屏幕位置和激光光斑的位置，操作无效。

进一步地，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。

进一步地，所述的中央处理器上加载有图像分析处理程序，可以对采集的图像进行处理，得到投影屏幕和操作系统屏幕之间的对应关系，具体包括如下步骤：

a、对摄像头采集的连续图像序列做图像处理，首先对采集的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，通过设置合理的亮度阈值，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，提取区域的四个顶点坐标，将其跟操作系统屏幕显示区域的四个点形成对应关系。

本发明的另一个目的是提供一种摄像鼠标激光笔定位方法，具体步骤如下：

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(>60HZ)的激光脉冲，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；