一种激光笔鼠标系统及其图像定位方法技术方案

本发明专利技术公开了一种激光笔鼠标系统及其图像定位方法，涉及激光笔和鼠标的交互领域。该系统包括主机、显示模块、中央处理模块、摄像模块和激光笔鼠标；中央处理模块用于：通过投影屏幕定位算法完成屏幕定位，通过屏幕坐标系统映射算法完成屏幕坐标到主机系统坐标的映射；激光笔鼠标发出激光时，通过激光坐标系统映射算法，将有效激光点在投影画面的坐标映射至主机系统屏幕的坐标中；激光笔鼠标发出的激光产生位移时，通过鼠标坐标去抖算法控制系统鼠标光标的移动。本发明专利技术同时具有激光笔和鼠标功能，不仅功能比较全面，而且使用比较方便，用户体验较好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及激光笔和鼠标的交互领域，具体涉及一种激光笔鼠标系统及其图像定位方法。
技术介绍
在需要通过投影仪进行演讲的场合中，演讲者为了能指引观众的视线，经常使用激光笔在投影屏幕上指示演讲内容，以此增强演讲效果。但是，由于传统的激光笔只有发射激光和翻页等有限的功能，其他操作还是得用鼠标完成；因此传统的激光笔使用时仍旧会给演讲者造成诸多不便，影响演讲的流畅性。为了解决上述问题，市场中出现了电子白板和基于体感控制的空中鼠标，但是电子白板和空中鼠标分别存在以下缺陷：(1)电子白板不仅价格较贵，使用成本较高，而且移动不够灵活，用户体验较差。(2)空中鼠标缺少激光指示功能，不便于人们使用。
技术实现思路
针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术解决的技术问题为：提供一同时具有激光笔和鼠标功能的激光笔鼠标系统，本专利技术不仅功能比较全面，而且使用比较方便，用户体验较好。为达到以上目的，本专利技术提供的激光笔鼠标系统，包括主机和显示模块，该系统还包括摄像模块和激光笔鼠标；摄像模块包括摄像头；主机上设置有中央处理模块和激光笔鼠标的接收器；激光笔鼠标上设
置有激光开关按键、对应鼠标左键的左功能按键、以及对应鼠标右键的右功能按键；所述激光笔鼠标系统进行图像定位时：中央处理模块通过投影屏幕定位算法完成屏幕定位；中央处理模块对摄像头捕捉的投影画面进行霍夫变换，识别投影画面中的直线；中央处理模块对识别出的直线进行角点检测，获取直线的相交点后，计算得出距离投影画面中心最近的四个点作为主机系统屏幕的四个角点；激光笔鼠标发出激光时，中央处理模块识别激光亮度在设定的亮度阈值以上、且在屏幕范围内的点为有效激光点；中央处理模块将有效激光点进行坐标转换，根据有效激光点在投影屏幕的坐标，计算得到有效激光点在主机系统屏幕中鼠标光标的坐标；激光笔鼠标发出的激光产生位移时，中央处理模块计算得到主机系统屏幕中与位移后的激光点对应的鼠标光标的坐标，中央处理模块计算位移前后鼠标光标的坐标的差值、并判断该差值是否在设定鼠标位移阈值以上，若是，将位移后的鼠标光标的坐标作为当前坐标，否则保持当前坐标为位移前的鼠标光标的坐标；激光笔鼠标的左功能按键或右功能按键按下时，激光笔鼠标将与标准鼠标的左键或右键相同功能的信息，通过接收器传送给主机，主机在系统屏幕中执行相应的左键或右键功能。在上述技术方案的基础上，所述投影屏幕定位算法的具体流程为：主机先后发送白灰两幅画面至投影仪、并通过投影仪在屏幕上显示，摄像会捕捉到两幅投影画面并回传至中央处理模块；中央处理模块将两幅投影画面对应的图像矩阵相减，得到屏幕的位置。在上述技术方案的基础上，所述中央处理模块对摄像头捕捉的投影画面进行霍夫变换之前，需要对投影画面进行模糊去噪。在上述技术方案的基础上，所述中央处理模块计算得出距离投影画面中心最近的四个点后，需要将四个点进行透视变换后得到主机系统屏幕的四个角点。在上述技术方案的基础上，所述亮度阈值位于屏幕亮度与激光笔鼠标发出的激光亮度之间。在上述技术方案的基础上，所述摄像模块还包括一个位于摄像头前的滤光片，滤光片的中心波长与激光笔鼠标发射的激光波长相同。本专利技术提供的基于上述激光笔鼠标系统的图像定位方法，包括以下步骤：A、中央处理模块通过投影屏幕定位算法完成屏幕定位；B、中央处理模块对摄像头捕捉的投影画面进行霍夫变换，识别投影画面中的直线；中央处理模块对识别出的直线进行角点检测，获取直线的相交点后，计算得出距离投影画面中心最近的四个点作为主机系统屏幕的四个角点；C、激光笔鼠标发出激光时，中央处理模块识别激光亮度在设定的亮度阈值以上、且在屏幕范围内的点为有效激光点；中央处理模块将有效激光点进行坐标转换，根据有效激光点在投影屏幕的坐标，计算得到有效激光点在主机系统屏幕中鼠标光标的坐标；D、激光笔鼠标发出的激光产生位移时，中央处理模块按照步骤C的方式，计算得到主机系统屏幕中与位移后的激光点对应的鼠标光标的坐标；中央处理模块计算位移前后鼠标光标的坐标的差值、并判断该差值是否在设定鼠标位移阈值以上，若是，将位移后的鼠标光标的坐标作为当前坐标，否则保持当前坐标为位移前的鼠标光标的坐标。在上述技术方案的基础上，步骤A的具体流程为：主机先后发
送白灰两幅画面至投影仪、并通过投影仪在屏幕上显示，摄像会捕捉到两幅投影画面并回传至中央处理模块；中央处理模块将两幅投影画面对应的图像矩阵相减，得到屏幕的位置。在上述技术方案的基础上，步骤B中所述中央处理模块对摄像头捕捉的投影画面进行霍夫变换之前，需要对投影画面进行模糊去噪；步骤B中所述中央处理模块计算得出距离投影画面中心最近的四个点后，需要将四个点进行透视变换后得到主机系统屏幕的四个角点。在上述技术方案的基础上，步骤A之前还包括以下流程：主机将显示信号通过显示模块投影至屏幕，摄像头捕捉屏幕的投影画面后回传至中央处理模块；中央处理模块判定投影画面完全处于摄像头范围内时，向主机反馈捕捉成功信号，转到步骤A。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：本专利技术能够通过投影屏幕定位算法完成屏幕定位，通过屏幕坐标系统映射算法完成屏幕坐标到主机系统坐标的映射；激光笔鼠标发出激光时，通过激光坐标系统映射算法，将有效激光点在投影画面的坐标映射至主机系统屏幕的坐标中；激光笔鼠标发出的激光产生位移时，通过鼠标坐标去抖算法控制系统鼠标光标的移动。与此同时，本专利技术的激光笔鼠标还具有对应标注鼠标左右键的左右功能按键；因此，与现有技术中功能不够全面激光笔和空中鼠标相比，本专利技术同时具备激光笔和鼠标功能，用户体验较好；与现有技术中价格较贵、移动不够灵活的电子白板相比，本专利技术的生产成本较低，移动时与传统的激光笔一样，比较灵活，便于人们使用。附图说明图1为本专利技术实施例中激光笔鼠标系统的结构框图；图2为本专利技术实施例中激光笔鼠标系统的图像定位方法的流程图。具体实施方式以下结合附图及实施例对本专利技术作进一步详细说明。参见图1所示，本专利技术实施例中的激光笔鼠标系统，包括主机(例如个人计算机、笔记本电脑等)、显示模块(例如投影仪)、摄像模块和激光笔鼠标。摄像模块包括一个摄像头和一个位于摄像头前的滤光片，滤光片的中心波长与激光笔鼠标发射的激光波长相同；主机上设置有中央处理模块和激光笔鼠标的接收器；激光笔鼠标上设置有激光开关按键、对应鼠标左键的左功能按键、以及对应鼠标右键的右功能按键。参见图2所示，本专利技术实施例中的激光笔鼠标系统的图像定位方法，包括以下步骤：S1：主机将显示信号通过显示模块投影至屏幕，用户选择的摄像头捕捉屏幕的投影画面后回传至中央处理模块。在S1及之后步骤的过程中，滤光片会在摄像头捕捉投影画面的过程中会滤除大部分环境光，透过少量投影反射光和全部的激光反射光。S2：中央处理模块收到摄像头捕捉的投影画面后，判断投影画面是否完全处于摄像头范围内，若是，向主机反馈捕捉成功信号，转到S3；否则向主机反馈捕捉失败信号，此时需要用户调整摄像头的位置、角度、焦距，让投影画面处于摄像头捕捉范围内、并重新执行S2。S3：中央处理模块通过投影屏幕定位算法完成屏幕定位。S3的具体流程为：主机先后发送白灰两幅画面至投影仪、并通过投影仪在屏幕上显示，摄像头会捕捉到两幅投影画面并回传至中央
处理模块；中央处理模块将两幅本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光笔鼠标系统，包括主机和显示模块，其特征在于：该系统还包括摄像模块和激光笔鼠标；摄像模块包括摄像头；主机上设置有中央处理模块和激光笔鼠标的接收器；激光笔鼠标上设置有激光开关按键、对应鼠标左键的左功能按键、以及对应鼠标右键的右功能按键；所述激光笔鼠标系统进行图像定位时：中央处理模块通过投影屏幕定位算法完成屏幕定位；中央处理模块对摄像头捕捉的投影画面进行霍夫变换，识别投影画面中的直线；中央处理模块对识别出的直线进行角点检测，获取直线的相交点后，计算得出距离投影画面中心最近的四个点作为主机系统屏幕的四个角点；激光笔鼠标发出激光时，中央处理模块识别激光亮度在设定的亮度阈值以上、且在屏幕范围内的点为有效激光点；中央处理模块将有效激光点进行坐标转换，根据有效激光点在投影屏幕的坐标，计算得到有效激光点在主机系统屏幕中鼠标光标的坐标；激光笔鼠标发出的激光产生位移时，中央处理模块计算得到主机系统屏幕中与位移后的激光点对应的鼠标光标的坐标，中央处理模块计算位移前后鼠标光标的坐标的差值、并判断该差值是否在设定鼠标位移阈值以上，若是，将位移后的鼠标光标的坐标作为当前坐标，否则保持当前坐标为位移前的鼠标光标的坐标；激光笔鼠标的左功能按键或右功能按键按下时，激光笔鼠标将与标准鼠标的左键或右键相同功能的信息，通过接收器传送给主机，主机在系统屏幕中执行相应的左键或右键功能。...

【技术特征摘要】
1.一种激光笔鼠标系统，包括主机和显示模块，其特征在于：该系统还包括摄像模块和激光笔鼠标；摄像模块包括摄像头；主机上设置有中央处理模块和激光笔鼠标的接收器；激光笔鼠标上设置有激光开关按键、对应鼠标左键的左功能按键、以及对应鼠标右键的右功能按键；所述激光笔鼠标系统进行图像定位时：中央处理模块通过投影屏幕定位算法完成屏幕定位；中央处理模块对摄像头捕捉的投影画面进行霍夫变换，识别投影画面中的直线；中央处理模块对识别出的直线进行角点检测，获取直线的相交点后，计算得出距离投影画面中心最近的四个点作为主机系统屏幕的四个角点；激光笔鼠标发出激光时，中央处理模块识别激光亮度在设定的亮度阈值以上、且在屏幕范围内的点为有效激光点；中央处理模块将有效激光点进行坐标转换，根据有效激光点在投影屏幕的坐标，计算得到有效激光点在主机系统屏幕中鼠标光标的坐标；激光笔鼠标发出的激光产生位移时，中央处理模块计算得到主机系统屏幕中与位移后的激光点对应的鼠标光标的坐标，中央处理模块计算位移前后鼠标光标的坐标的差值、并判断该差值是否在设定鼠标位移阈值以上，若是，将位移后的鼠标光标的坐标作为当前坐标，否则保持当前坐标为位移前的鼠标光标的坐标；激光笔鼠标的左功能按键或右功能按键按下时，激光笔鼠标将与标准鼠标的左键或右键相同功能的信息，通过接收器传送给主机，主机在系统屏幕中执行相应的左键或右键功能。2.如权利要求1所述的激光笔鼠标系统，其特征在于：所述投影屏幕定位算法的具体流程为：主机先后发送白灰两幅画面至投影仪、
\t并通过投影仪在屏幕上显示，摄像会捕捉到两幅投影画面并回传至中央处理模块；中央处理模块将两幅投影画面对应的图像矩阵相减，得到屏幕的位置。3.如权利要求1所述的激光笔鼠标系统，其特征在于：所述中央处理模块对摄像头捕捉的投影画面进行霍夫变换之前，需要对投影画面进行模糊去噪。4.如权利要求1所述的激光笔鼠标系统，其特征在于：所述中央处理模块计算得出距离投影画面中心最近的四个点后，需要将四个点进行透视变换后得到主机系统屏幕的四个角点。5.如权利要求1所述的激光笔鼠标系统，其特征在于：所述亮度阈值位于屏...

【专利技术属性】
技术研发人员：张旭，孙若凡，杨奇，
申请(专利权)人：武汉邮电科学研究院，
类型：发明
国别省市：湖北;42