一种激光笔套件及其画图跟踪实现方法技术

本发明专利技术提供了一种激光笔套件及其画图跟踪实现方法，本发明专利技术利用Kinect设备与AR交互算法以及激光笔按钮相结合，只需要在Kinect设备前做动作即可实现远程任意画直线或曲线的操作，另外还可进行选择、旋转以及平移操作，当选择物体时，激光笔会发出激光，从而获知选择哪个物体，实现以简单的方式来进行数学图形的绘制，方便远程教学。在画图追踪算法上，将基于颜色特征的检测、五帧差分算法与混合高斯模型进行结合。将三个检测出的结果进行逻辑“与”运算，再通过连通性检测得到完整的运动目标。从而有效地克服光照变化噪声干扰、空洞的现象，具有鲁棒性和准确性。

A Laser Pen Kit and Its Drawing Tracking Method

【技术实现步骤摘要】
一种激光笔套件及其画图跟踪实现方法
本专利技术涉及激光笔
，特别是一种激光笔套件及其画图跟踪实现方法。
技术介绍
激光笔，常被用来在教育和业务的演示中作为一个醒目的光斑进行远距离指向。激光是一种定向发光的光，激光笔发射的激光只会朝一个方向发出，激光的光束发散的度数只有大约0.001弧度，基本接近平行，可以认为它是基本不发散的光线。而且激光笔的亮度很高，所以它能射到并指亮远距离的物体，对远距离的物体进行指示。激光的波长涵盖的范围很窄，所以激光的颜色是很纯正的。当下市面上的教学激光笔主要应用于切换演示文稿，其只有上下翻页、音量调节、激光显示等少量功能，若在数学教学中想画一个图形，只能通过笔直接接触屏幕或采用写字板的方式，但此种方式反应慢，反而给教学带来了麻烦。现有技术中也有部分技术采用激光与外界摄像头进行人机交互来实现远程教学，但是此种方式受到外界的光照影响太大。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种激光笔套件及其画图跟踪实现方法，旨在解决现有技术中无法利用激光笔画图或画图受光照影响大的问题，实现利用激光笔以简单的方式来进行数学图形的绘制，方便远程教学。为达到上述技术目的，本专利技本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光笔套件，其特征在于，所述激光笔套件包括：4个按钮、1个缩放滑钮、电阻、电流表、电源、激光灯以及单片机；所述按钮包括选择按钮、旋转按钮、直线按钮以及曲线按钮；所述选择按钮与激光灯串联，并与缩放滑钮、旋转按钮、直线按钮与曲线按钮并联，并与其他部件形成回路，在当不同按钮被按下时，形成不同的回路，且不同回路内的电流值不同；所述单片机对电流值大小进行判断，并将结果无线发送至计算机设备，所述计算机设备根据电流值的大小选择相应的执行操作，并将数据传递至AR显示设备。

【技术特征摘要】
1.一种激光笔套件，其特征在于，所述激光笔套件包括：4个按钮、1个缩放滑钮、电阻、电流表、电源、激光灯以及单片机；所述按钮包括选择按钮、旋转按钮、直线按钮以及曲线按钮；所述选择按钮与激光灯串联，并与缩放滑钮、旋转按钮、直线按钮与曲线按钮并联，并与其他部件形成回路，在当不同按钮被按下时，形成不同的回路，且不同回路内的电流值不同；所述单片机对电流值大小进行判断，并将结果无线发送至计算机设备，所述计算机设备根据电流值的大小选择相应的执行操作，并将数据传递至AR显示设备。2.根据权利要求1所述的一种激光笔套件，其特征在于，当所述选择按钮被按下时，激光灯亮起。3.根据权利要求1所述的一种激光笔套件，其特征在于，所述激光笔前端为特定颜色。4.一种激光笔套件的画图跟踪实现方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：S1、基于颜色特征，通过摄像头识别特定的颜色对激光笔的位置进行初步检测；S2、通过五帧差分算法对前端带有特定颜色的激光笔进行动态运动检测；S3、利用混合高斯背景建模进行背景更新，提取出目标；S4、将颜色识别、五帧差分和混合高斯三个方法检测的结果进行逻辑与运算，通过连通区域得到完整的激光笔目标。5.根据权利要求4所述的一种激光笔套件的画图跟踪实现方法，其特征在于，所述步骤S2具体操作如下：S201、连续选取相邻的5帧图像：fk-2(x，y)、fk-1(x，y)、fk(x，y)、fk+1(x，y)、fk+2(x，y)将其转换成相应的灰度图：Ik-2(x，y)、Ik-1(x，y)、Ik(x，y)、Ik+1(x，y)、Ik+2(x，y)；S202、对5帧灰度图像进行帧差运算，得到差分结果d1(x，y)(i＝1，2，3，4)：d1(x，y)＝|Ik(x，y)-Ik-2(x，y)|d2(x，y)＝|Ik(x，y)-Ik-1(x，y)|d3(x，y...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯志全，孟俊宏，徐涛，杨晓晖，田京兰，范雪，
申请(专利权)人：济南大学，
类型：发明
国别省市：山东,37