CN102662498A - 一种投影演示的无线控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种投影演示的无线控制方法及系统。该系统包括投影屏幕、投影仪、摄像机、激光笔、无线接收器、图像采集单元、光标定位单元、信号接收单元和合成处理单元。激光笔发射激光在投影屏幕上形成激光点和将按键动作信息发送给无线接收器；摄像机实时捕获投影屏幕图像并传给图像采集单元；图像采集单元将图像数据传给光标定位单元；光标定位单元计算屏幕边界、识别激光点、确定激光点的相对坐标、映射为光标坐标并传给合成处理单元；无线接收器接收并处理按键动作信息，传给信号接收单元；信号接收单元接收处理后的按键动作信息，传给合成处理单元；合成处理单元合成完整的操作事件。本发明可以使用激光笔快速准确地实现操作。

Description

一种投影演示的无线控制方法及系统

技术领域

本发明涉及投影演示技术领域，尤其涉及一种投影演示的无线控制方法及系统。

背景技术

目前，投影演示已经非常普遍，无论是单位开会还是在学校教学，都会应用到。然而，传统的控制计算机装置是键盘和鼠标，这两种装置都通过数据线与主机相连接，在演示PPT幻灯片、WORD文档、网页及图片时，演示者必须守在电脑旁或找个助手来配合，这样给演示者带来了很大的不便，造成演示不够流畅。

现有的无线鼠标虽然可以以无线的方式实现普通鼠标的功能，但其需在桌面等支撑物上进行各种操作，也给演示者带来一定的不便。而现有的激光笔可以实现翻页、前进、后退等简单的功能，操作方便，但不能快速准确地实现鼠标的所有操作，如控制鼠标移动、双击启动应用程序、打开菜单、拖动图标等，这样，无法满足用户更进一步控制计算机的要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述激光笔不能快速准确地实现操作的缺陷，提供一种投影演示的无线控制系统，可以使用激光笔快速准确地实现操作。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种投影演示的无线控制系统，包括投影仪、摄像机、激光笔、无线接收器和处理装置，处理装置包括图像采集单元、光标定位单元、信号接收单元和合成处理单元，其中：

激光笔，用于发射激光并在投影屏幕上形成激光点，以及将操作动作信息以无线的方式发送给无线接收器；

摄像机，用于实时捕获投影屏幕的图像，并将图像数据传输到图像采集单元；

图像采集单元，用于将图像数据传输到光标定位单元；

光标定位单元，用于计算屏幕边界、识别激光点，以及确定激光点在屏幕边界内的相对坐标并映射为处理装置的光标坐标信息，将光标坐标信息传输到合成处理单元；

无线接收器，用于接收激光笔发送的操作动作信息，并对其进行处理后传输给信号接收单元；

信号接收单元，用于接收处理后的操作动作信息，并将其传输给合成处理单元；

合成处理单元，用于根据光标坐标信息和处理后的操作动作信息，合成完整的操作事件，以控制处理装置。

在本发明所述的投影演示的无线控制系统中，光标定位单元进一步使用图像处理算法在图像数据中识别出激光点，并将激光点与屏幕边界进行比对，以得出相对坐标。

在本发明所述的投影演示的无线控制系统中，摄像机的镜头前设置有滤波片，滤波片的滤波波长为激光笔所发射的激光的波长。

在本发明所述的投影演示的无线控制系统中，摄像机还包括无线发送模块，无线发送模块将图像数据以无线的方式发送给无线接收器；无线接收器进一步接收图像数据，并对其处理后传输给图像采集单元。

在本发明所述的投影演示的无线控制系统中，激光笔包括激光发射器、无线发射器、处理器、操作控制单元和电源，处理器分别与激光发射器、无线发射器、操作控制单元和电源相连接，操作控制单元至少包括开关键、左键和右键。

本发明还提供一种使用上述系统实现投影演示的无线控制方法，包括光标定位步骤、操作动作信息接收步骤和合成处理步骤，其中：

在光标定位步骤，包括：

S11、激光笔发射激光并在投影屏幕上形成激光点；

S12、摄像机实时捕获投影屏幕的图像，并将图像数据传输到图像采集单元；

S13、图像采集单元将图像数据传输到光标定位单元；

S14、光标定位单元计算屏幕边界、识别激光点，以及确定激光点在屏幕边界内的相对坐标并映射为处理装置的光标坐标信息，将光标坐标信息传输到合成处理单元；

在操作动作信息接收步骤，包括：

S21、激光笔将操作动作信息以无线的方式发送给无线接收器；

S22、无线接收器接收激光笔发送的操作动作信息，并对其进行处理后传输给信号接收单元；

S23、信号接收单元接收处理后的操作动作信息，并将其传输给合成处理单元；

在合成处理步骤，包括：

S30、根据光标坐标信息和处理后的操作动作信息，合成完整的操作事件，以控制处理装置。

在本发明所述的投影演示的无线控制方法中，在步骤S14中，光标定位单元进一步使用图像处理算法在图像数据中识别出激光点，并将激光点与屏幕边界进行比对，以得出相对坐标。

在本发明所述的投影演示的无线控制方法中，摄像机的镜头前设置有滤波片，滤波片的滤波波长为激光笔所发射的激光的波长。

在本发明所述的投影演示的无线控制方法中，摄像机还包括无线发送模块，无线发送模块将图像数据以无线的方式发送给无线接收器；无线接收器进一步接收图像数据，并对其处理后传输给图像采集单元。

在本发明所述的投影演示的无线控制方法中，激光笔包括激光发射器、无线发射器、处理器、操作控制单元和电源，处理器分别与激光发射器、无线发射器、操作控制单元和电源相连接，操作控制单元至少包括开关键、左键和右键。

实施本发明的技术方案，具有以下技术效果：通过使用摄像机捕获投影屏幕上的激光点，快速精确地计算出激光点在屏幕边界内的相对坐标，以驱动处理装置的光标箭头，从而实现光标箭头跟随激光点移动的效果。另外在激光笔上设置按键，模拟鼠标的按键，按键动作信息以无线的方式发送给处理装置，从而实现各种鼠标按键效果。因此，结合光标移动功能和鼠标按键功能，使得演示者可以在演示现场的任何一个地方，在没有任何支撑桌面的情况下，使用激光笔方便、快速、准确地实现各种鼠标的操作。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是根据本发明一个实施例的投影演示的无线控制系统的示意图；

图2是根据本发明一个实施例的激光笔的结构框图；

图3是根据本发明一个实施例的投影演示的无线控制系统的结构框图；

图4是根据本发明另一个实施例的投影演示的无线控制系统的结构框图；

图5是根据本发明一个实施例的投影演示的无线控制方法的流程图。

具体实施方式

如图1所示，在本发明一个实施例的投影演示的无线控制系统的示意图中，在普通的投影仪1上方安装一个专用的摄像机2，投影仪1与处理装置5(如计算机)有线连接，摄像机2可以与处理装置5有线或者无线连接，无线接收器4使用较通用的接口(如USB接口)热插拔到处理装置5上，演示者使用激光笔3发射激光指示投影屏幕6上的内容或进行对投影屏幕内容的控制、改变。

其中，为了减少投影屏幕上的投影内容对激光点的捕获造成的干扰，可以在摄像机的镜头前添加一个滤波片，该滤波片的滤波波长为所述激光笔所发射的激光的波长。这样，光线在进入摄像机之前会被过滤，激光点发出的光线不会被衰减，而其他颜色的光线被衰减，从而消除了背景图像对检测激光点造成的干扰，便于检测捕捉到激光点的精确位置坐标。由于激光具有非常高的色谱纯度，因此通过滤波片后其光强度仍然很强，而背景图像光强则会被严重削弱，因此可以极大的提高激光点的检测精度，减少处理装置的计算开销。此外，也可以通过算法对摄像机图像进行处理，对激光所在频段进行窄带增强滤波，以凸显出激光点，便于捕捉。

此外，无线接收器4采用热插拔技术可以提高系统的灵活性，尤其在演示电脑可能会频繁切换的场合，这一点就显得尤为重要。比如在开会过程中，投影可能要在不同的与会者电脑间切换，采用无线热插拔技术就可以使这种切换更加方便。

如图2所示，在本发明一个实施例的激光笔的结构框图中，激光笔包括激光发射器、无线发射器、处理器、操作控制单元和电源。处理器分别与激光发射器、无线发射器、操作控制单元和电源相连接。其中，电源用于提供电源给激光笔；处理器用于接收操作控制单元的输入信号、处理输入信号以及控制激光发射器和无线发射器；激光发射器(如激光二极管)用于产生并发射激光；操作控制单元可包括开关键、左键、右键、中键、双击键等按键以及滚轮，用于输入演示者的操作动作信息，如按键的按下或抬起、滚轮的滚动等；无线发射器用于将操作动作信息以无线的方式发送给无线接收器。

如图3所示，在本发明一个实施例的投影演示的无线控制系统的结构框图中，投影演示的无线控制系统包括投影仪1、摄像机2、激光笔3、无线接收器4、处理装置5和投影屏幕6，其中，处理装置5包括图像采集单元10、光标定位单元20、信号接收单元30和合成处理单元40。在本实施例中，摄像机2与处理装置5有线连接。

处理装置5控制投影仪1；投影仪1将处理装置5界面上的信息投影到投影屏幕上；演示者按下激光笔3的开关键，发射激光指向投影屏幕，并在投影屏幕上形成激光点，对投影屏幕上的内容进行指示、控制或改变；摄像机2实时捕获投影屏幕上的图像，并传输给图像采集单元10，图像采集单元10处理图像数据，并传输给光标定位单元20；光标定位单元20根据接收的图像数据，使用软件的图像处理算法来进行光标定位，首先，计算屏幕边界，由于投影角度的不同，投影幕墙平整度的不同，造成投影的真实范围不是一个完全的矩形，有可能是梯形，甚至出现不规则的扭曲、变形，光标定位单元需要根据这些信息还原出一个理想的屏幕边界，然后，根据激光点的特点，如光强，使用软件的图像处理算法，在图像数据中识别出激光点，再与上面计算出的屏幕边界进行比对，从而得出相对坐标，且转换成处理装置5的光标坐标信息，最后将光标坐标信息传输给合成处理单元40。

另一方面，演示者模拟鼠标的按键，操作激光笔3上的按键或滚轮，激光笔3将操作动作信息(如按键的按键动作信息和/或滚轮的滚动信息)进行编码、处理后，以无线的方式发送给无线接收器4；无线接收器4对激光笔3所发送的无线信号进行解码、处理，并通过USB接口传输到信号接收单元30；信号接收单元30接收处理后的操作动作信息，并将其传输给合成处理单元40。

最后，合成处理单元40使用合成程序和驱动程序，根据光标坐标信息驱动光标箭头跟随激光点移动，同时根据操作动作信息执行相应的动作，结合两者合成完整的操作事件，从而完成了对处理装置5及投影演示的无线控制。

如图4所示，在本发明另一个实施例的投影演示的无线控制系统的结构框图中，投影演示的无线控制系统包括投影仪1、摄像机2、激光笔3、无线接收器4、处理装置5和投影屏幕6，其中，处理装置5包括图像采集单元10、光标定位单元20、信号接收单元30和合成处理单元40。在本实施例中，摄像机2与处理装置5无线连接。

如果摄像机采用无线的方式与处理装置连接，则还需要给专用摄像机增加一个无线发送模块。无线发送模块将摄像机的图像数据以无线的方式发送到插在计算机处理装置上的无线接收模块，无线接收模块再将图像数据传输给图像采集单元。采用无线方式传输摄像机的图像数据，可以减少布线工作，无需对现有投影系统的布线进行任何改造，因此可以降低改造成本，具有更好的经济性。

在图4中，处理装置5控制投影仪1；投影仪1将处理装置5界面上的信息投影到投影屏幕上；演示者按下激光笔3的开关键，发射激光指向投影屏幕，并在投影屏幕上形成激光点，对投影屏幕上的内容进行指示、控制或改变；摄像机2实时捕获投影屏幕上的图像，摄像机2上的无线发送模块将图像数据以无线的方式发送给无线接收器4，无线接收器4接收图像数据，并对其处理后传输给图像采集单元10；图像采集单元10处理图像数据，并传输给光标定位单元20；光标定位单元20根据接收的图像数据，使用软件的图像处理算法来进行光标定位，首先，计算屏幕边界，由于投影角度的不同，投影幕墙平整度的不同，造成投影的真实范围不是一个完全的矩形，有可能是梯形，甚至出现不规则的扭曲、变形，光标定位单元需要根据这些信息还原出一个理想的屏幕边界，然后，根据激光点的特点，如光强，使用软件的图像处理算法，在图像数据中识别出激光点，再与上面计算出的屏幕边界进行比对，从而得出相对坐标，且转换成处理装置5的光标坐标信息，最后将光标坐标信息传输给合成处理单元40。

另一方面，演示者模拟鼠标的按键，操作激光笔3上的按键或滚轮，激光笔3将操作动作信息(如按键的按键动作信息和/或滚轮的滚动信息)进行编码、处理后，以无线的方式发送给无线接收器4；无线接收器4对激光笔3所发送的无线信号进行解码、处理，并通过USB接口传输到信号接收单元30；信号接收单元30接收处理后的操作动作信息，并将其传输给合成处理单元40。

最后，合成处理单元40使用合成程序和驱动程序，根据光标坐标信息驱动光标箭头跟随激光点移动，同时根据操作动作信息执行相应的动作，结合两者合成完整的操作事件，从而完成了对处理装置5及投影演示的无线控制。

图5是根据本发明一个实施例的投影演示的无线控制方法的流程图。如图5所示，投影演示的无线控制方法，包括光标定位步骤、操作动作信息接收步骤和合成处理步骤，其中：

在光标定位步骤，包括：

S11、激光笔发射激光并在投影屏幕上形成激光点；

S12、摄像机实时捕获投影屏幕的图像，并将图像数据传输到图像采集单元；

S13、图像采集单元将图像数据传输到光标定位单元；

S14、光标定位单元计算屏幕边界、识别激光点，以及确定激光点在屏幕边界内的相对坐标并映射为处理装置的光标坐标信息，将光标坐标信息传输到合成处理单元；

在操作动作信息接收步骤，包括：

S21、激光笔将操作动作信息以无线的方式发送给无线接收器；

S22、无线接收器接收激光笔发送的操作动作信息，并对其进行处理后传输给信号接收单元；

S23、信号接收单元接收处理后的操作动作信息，并将其传输给合成处理单元；

在合成处理步骤，包括：

S30、根据光标坐标信息和处理后的操作动作信息，合成完整的操作事件，以控制处理装置。

实施本发明，可以使得演讲者使用激光笔，快速精确地实现普通鼠标的所有操作，包括精确的光标箭头移动，精确位置上的左键、右键点击，滚轮滚动等动作，使演示者在演示现场的任何一个角落都可以通过激光笔方便直观地无线控制处理装置，对演示内容做各种的操作。

虽然本发明是通过具体实施例进行说明的，本领域技术人员应当明白，在不脱离本发明范围的情况下，还可以对本发明进行各种变换及等同替代。另外，针对特定情形或材料，可以对本发明做各种修改，而不脱离本发明的范围。因此，本发明不局限于所公开的具体实施例，而应当包括落入本发明权利要求范围内的全部实施方式。

Claims (10)

1.一种投影演示的无线控制系统，包括投影屏幕(6)、投影仪(1)、摄像机(2)、激光笔(3)、无线接收器(4)和处理装置(5)，其特征在于，所述处理装置(5)包括图像采集单元(10)、光标定位单元(20)、信号接收单元(30)和合成处理单元(40)；

所述激光笔(3)，用于发射激光并在投影屏幕上形成激光点，以及将操作动作信息以无线的方式发送给无线接收器(4)；

所述摄像机(2)，用于实时捕获所述投影屏幕的图像，并将图像数据传输到图像采集单元(10)；

所述图像采集单元(10)，用于将所述图像数据传输到光标定位单元(20)；

所述光标定位单元(20)，用于计算屏幕边界、识别激光点，以及确定所述激光点在所述屏幕边界内的相对坐标并映射为处理装置的光标坐标信息，将所述光标坐标信息传输到合成处理单元(40)；

所述无线接收器(4)，用于接收所述激光笔(3)发送的所述操作动作信息，并对其进行处理后传输给所述信号接收单元(30)；

所述信号接收单元(30)，用于接收所述处理后的操作动作信息，并将其传输给所述合成处理单元(40)；

所述合成处理单元(40)，用于根据所述光标坐标信息和所述处理后的操作动作信息，合成完整的操作事件，以控制处理装置(5)。

2.根据权利要求1所述的投影演示的无线控制系统，其特征在于，所述光标定位单元(20)进一步使用图像处理算法在所述图像数据中识别出所述激光点，并将所述激光点与所述屏幕边界进行比对，以得出所述相对坐标。

3.根据权利要求1所述的投影演示的无线控制系统，其特征在于，所述摄像机(2)的镜头前设置有滤波片，所述滤波片的滤波波长为所述激光笔所发射的激光的波长。

4.根据权利要求1所述的投影演示的无线控制系统，其特征在于，所述摄像机(2)还包括无线发送模块，所述无线发送模块将所述图像数据以无线的方式发送给所述无线接收器(4)；所述无线接收器(4)进一步接收所述图像数据，并对其处理后传输给所述图像采集单元(10)。

5.根据权利要求1所述的投影演示的无线控制系统，其特征在于，所述激光笔包括激光发射器、无线发射器、处理器、操作控制单元和电源，所述处理器分别与所述激光发射器、所述无线发射器、所述操作控制单元和所述电源相连接，所述操作控制单元至少包括开关键、左键和右键。

6.一种使用如权利要求1所述的系统实现投影演示的无线控制方法，其特征在于，包括光标定位步骤、操作动作信息接收步骤和合成处理步骤，其中：

在光标定位步骤，包括：

S11、激光笔发射激光并在投影屏幕上形成激光点；

S12、摄像机实时捕获所述投影屏幕的图像，并将图像数据传输到图像采集单元；

S13、图像采集单元将所述图像数据传输到光标定位单元；

S14、光标定位单元计算屏幕边界、识别激光点，以及确定所述激光点在所述屏幕边界内的相对坐标并映射为处理装置的光标坐标信息，将所述光标坐标信息传输到合成处理单元；

在操作动作信息接收步骤，包括：

S21、激光笔将操作动作信息以无线的方式发送给无线接收器；

S22、无线接收器接收激光笔发送的所述操作动作信息，并对其进行处理后传输给信号接收单元；

S23、信号接收单元接收所述处理后的操作动作信息，并将其传输给合成处理单元；

在合成处理步骤，包括：

S30、根据所述光标坐标信息和所述处理后的操作动作信息，合成完整的操作事件，以控制处理装置。

7.根据权利要求6所述的投影演示的无线控制方法，其特征在于，在所述步骤S14中，所述光标定位单元进一步使用图像处理算法在所述图像数据中识别出所述激光点，并将所述激光点与所述屏幕边界进行比对，以得出所述相对坐标。

8.根据权利要求6所述的投影演示的无线控制方法，其特征在于，所述摄像机的镜头前设置有滤波片，所述滤波片的滤波波长为所述激光笔所发射的激光的波长。

9.根据权利要求6所述的投影演示的无线控制方法，其特征在于，所述摄像机还包括无线发送模块，所述无线发送模块将所述图像数据以无线的方式发送给所述无线接收器；所述无线接收器进一步接收所述图像数据，并对其处理后传输给所述图像采集单元。

10.根据权利要求6所述的投影演示的无线控制方法，其特征在于，所述激光笔包括激光发射器、无线发射器、处理器、操作控制单元和电源，所述处理器分别与所述激光发射器、所述无线发射器、所述操作控制单元和所述电源相连接，所述操作控制单元至少包括开关键、左键和右键。

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