投影设备激光笔输入系统技术方案

本发明专利技术专利涉及一种能将投影屏幕上激光笔信号转化为投影设备输入信号的系统，具体技术方案是操控者通过控制手中的激光笔在投影屏幕上产生的激光聚焦亮点移动和闪动，在投影机旁安装一个摄像设备，通过其摄像头捕捉投影屏幕上的激光笔亮点亮度变化和位置，并转化为屏幕光标信号发送投影系统，从而实现操控者通过激光笔对大屏幕投影屏幕的“鼠标”功能操控。

【技术实现步骤摘要】
投影设备激光笔输入系统
本专利技术专利涉及一种通过激光笔控制投影屏幕操作的系统。
技术介绍
电子系统显示屏人机互动直接关系使用者体验和操作，也是图形界面操作系统淘汰文字界面系统的最重要原因。电脑因为有了鼠标开启了十几年的视窗称霸时代，智能手机和平板电脑是因为触摸屏功能出现和技术成熟而成为近十来年消费电子主流热点。而曾经的家电霸主电视机虽然可以通过遥控器操纵，但操控性能和互动效果比不上电脑和手机逐渐退居幕后。投影仪最初只是将电脑显示屏投影到大屏幕，界面操控主要是通过对电脑操控。当使用者在大屏幕投影前进行投影内容演示时，一般采用激光笔在投影屏幕上产生亮点来提示演示内容，也有采用激光笔演示器提供翻页等简单的屏幕控制功能，但终究不能提供如同鼠标或触摸屏这种即视即控的功能，影响投影屏幕使用和体验。随着电子技术发展，摄像成本大幅降低同时其质量（分辨率）和速率（刷新频率）正迅速提高，图像处理技术也正在成熟，因此为投影设备增加新的便利、经济、响应实时的输入方式提供可能。
技术实现思路
投影屏幕操控者远离屏幕和电脑，可以通过激光笔方便且清晰的在投影屏幕上通过高亮的激光聚焦在屏幕上指示位置及对应显示信息。如果有个系统能准确识别出激光笔聚焦点位置及变化，就能与操控激光笔的人实现信息互动，从而模拟出当前最为常用和习惯的电子显示屏操控的如同电脑键盘操作和智能手机触摸屏操作的效果。因此获得激光笔在投影屏幕上是激光笔输入系统的关键。本专利技术专利解决关键问题所采用的技术方案是：采用一个摄像设备实时捕捉投影屏幕的图像，并通过智能图像处理识别出激光笔聚焦点及其位置和闪动变化，转化为标准的鼠标格式信息，通过USB接口反馈给电脑或其他智能电子设备，由其根据输入信息进行相应的操作。从而实现操控者通过激光笔完成对电脑或其他智能电子设备的控制操控。本专利技术涉及的投影设备激光笔输入系统由摄像设备和激光笔组成，与投影仪、投影屏幕及电脑等电子计算设备一起完成激光笔的投影屏幕的操控。其中投影仪通过VGA或HDMI等视频接口接受电脑输出视频信息，并投影在投影屏幕上。激光笔在使用者的操控下在投影屏幕下聚焦出高亮点，摄像设备通过对投影屏的摄像监控，获得投影屏幕图像，并通过软件图像处理获得实时的激光聚焦亮点位置及变化，并转化为鼠标格式信息通过USB接口反馈给电脑，电脑根据接受的摄像设备模拟鼠标的信息作出相应操作和显示，从而最终实现使用者采用激光笔对电脑和其显示界面的操控。本专利技术投影设备激光笔输入系统所述的摄像设备由嵌入式图像处理模块和摄像头组成。摄像头用于捕捉投影屏幕图像，摄像频率应不小于每秒10帧，可以识别出激光笔亮点的闪动频率，亮点明暗变化频率可作为不同控制指令。嵌入式图像处理模块可从摄像头获得的投影屏幕图像中根据亮度分布截取投影屏幕图像信息和激光聚焦亮点位置和明暗信息，并同前一帧提取的信息比较，获得激光笔聚焦亮点位置和亮暗频率变化并转化为鼠标光标格式，通过图像处理模块USB接口发送电脑。本专利技术投影设备激光笔输入系统所述的激光笔由激光二极管、控制电路、电池和电源及控制按钮安装在一只笔中。其中电池为激光笔各电路工作供电，按钮开关包括电源开关以及功能按钮，电源开关串接在电池和控制电路中间，其通断状态决定激光笔是否工作发出激光。控制电路根据不同控制按钮状态产生不同频率的激光二极管通断功能电路，功能按钮至少有两种，其中有一种功能设定为类似鼠标左按键“确定”功能，其他按钮功能可根据使用习惯和程序需求设定功能。激光二极管在通电状况下发出固定波长的激光并通过聚焦装置发射出去，在投影屏幕上聚焦出高亮斑点。如果激光笔所采用的电池是可充电的锂电池，应考虑增加锂电池充电电路。在传统电脑+投影仪工作模式下，摄像设备将投影屏幕激光信号转化为类似鼠标格式信号通过USB发送电脑，电脑可以完全以鼠标方式处理相应指令。在智能投影仪模式下，即投影仪+Android系统一体，投影内容是智能系统显示界面，摄像设备可将激光信号转化为触摸屏格式信号发送智能系统处理。这样使用者通过激光笔在投影屏幕上操控可模拟成使用者直接在大屏幕上触摸操作。采用本专利技术专利所涉及的投影设备激光笔输入系统用于投影应用，使用者能远离屏幕和桌面通过激光笔达到同样的效果和体验，使投影屏幕操控更符合习惯和主流。此外摄像设备对外接口为USB,通信协议参照鼠标，也可完全兼容现有系统，即做到即插即用，同时也减小开发难度和风险。附图说明下面是结合附图和实施例对本专利专利技术进一步说明。图1投影设备激光笔输入系统使用说明图；图2摄像设备内部功能示意图；图3激光笔内部功能示意图；图中1.使用者，2.激光笔，3.投影屏幕，4.投影仪，5.摄像设备，6.电脑，7.激光聚焦亮点，8.USB连接线，9.摄像头，10.图像处理模块，11.USB接口，12.电池，13.电源开关，14.控制电路，15.激光二极管，16.聚焦装置，17.功能按键。具体实现方式按图1连接人机交互的投影系统，使用者（1）打开投影仪（4）和电脑（6），电脑（6）进入WINDOWS操作界面，并通过投影仪（4）投影在投影屏幕（3）上，打开摄像设备（5）电源，摄像设备（5）上电后内部图像处理模块（10）按一定频率定时接受和处理从摄像头（9）获取投影屏幕（3）图像，根据图像灰度差识别出屏幕大小以及在图像中相对位置，同时捕捉激光聚焦亮点（7）在图像中的位置，计算出其在投影屏幕（3）的相对位置，并同前帧获得的激光聚焦亮点（7）的位置进行比较，获得激光聚焦亮点（7）位置偏移量，转化为鼠标光标位置格式，如果图像中激光聚焦亮点（7）消失，则通过定时捕捉的图像中激光聚焦亮点（7）出现和消失的次数计算出其闪动的频率，并识别出对应的控制指令，同样转化为鼠标按键有效的格式，通过其USB接口（11）发送电脑（6），电脑（6）的WINDOWS操作系统根据“鼠标”指令进行显示和操作。使用者（1）打开激光笔（2）的电源开关（13），激光笔（2）中的激光二极管（15）在控制电路（14）控制下通电发出激光，通过聚焦装置（16）定向发射出去，并在其发射方向上在障碍物上产生激光聚焦亮点（7）。使用者（1）通过调整激光笔（2）发射的角度来控制激光聚焦亮点（7）投射在投影屏幕（3）位置，同时可通过操作激光笔（2）上的功能按键（17），激光笔（2）的控制电路（14）获得功能功能按键（17）的状态，通过对激光二极管（15）的对应频率的通断控制，使激光笔（2）发出的激光以一定频率亮暗变化，对应投影屏幕（3）上激光聚焦亮点（7）也跟着以同样频率闪动，这个变化被摄像设备（5）的图像处理模块（10）通过对不同帧图像处理识别出来，同样转化为鼠标格式信息通过USB接口发送电脑（6），电脑（6）软件根据获得“鼠标光标”位置和“功能按键”指令，在对应当前显示屏幕上位置对应的可执行图标、虚拟按键以及互联网链接等操作对象执行相应操作。如同一时刻对应位置有操作对象，无操作指令则不进行相关程序，同样如同一时刻“光标”指向某操作对象，但没有获得操作指令，电脑（6）也不进行任何操作。这样电脑（6）运行程序才是使用者（1）眼睛所看见的，并通过激光笔（2）所指示和操作的同时又是电脑（6）通过投影仪（4）在投影屏幕（3）所显示操作对象所对应的程序，从而完成使用者（1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种投影设备激光笔输入系统，其特征是在常用的电脑+投影仪+激光笔的投影演示系统中增加摄像设备及激光笔投影聚焦亮点的图像识别功能。

【技术特征摘要】
1.一种投影设备激光笔输入系统，其特征是在常用的电脑+投影仪+激光笔的投影演示系统中增加摄像设备及激光笔投影聚焦亮点的图像识别功能。2.根据权利要求1的摄像设备，其特征是包括投影屏幕图像摄录的摄像头以及具备智能图像识别功能的图像处理模块。3.根据权利要求2的图像处理模块及其智能图像识别功能，其特征是：通过图像的亮度来识别投影屏幕大小、激光笔聚焦亮点及其相对投影屏幕的位置，同时通过前后帧图像比对识别出激光笔聚焦...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈超，
申请(专利权)人：陈超，
类型：发明
国别省市：上海,31