CN104123015A - 一种手机模拟激光笔系统及其实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种模拟系统及其实现方法；具体为一种手机模拟激光笔系统及其实现方法；本发明实现大屏幕的展示中，不用单独再携带激光笔等演示设备，极大的方便了演示使用，而且其与传统激光笔展示有较高的易用性和更人性化的功能，能点击大屏幕上的任意位置，进行鼠标仿真使用，极大方便使用者在各种场合方便的远距离操作大屏幕；尤其对手机设备与大屏幕的距离之间的关系相应的应用到了鼠标指针在大屏幕上的位移关系，从而极大的提高了本发明在实际使用中的价值，其提供了较好的用户体验感以及较强的实用价值。

Description

一种手机模拟激光笔系统及其实现方法

技术领域

本发明涉及一种模拟系统及其实现方法；具体为一种手机模拟激光笔系统及其实现方法。

背景技术

目前，在教学领域、商业展示领域等都需要大屏幕来展示，其中一般都用激光笔作为演示，普通激光笔具备基本的翻页功能，无法实现具体的鼠标点击功能，例如需要点击屏幕上某一个文件内容时，就无法实现，因此激光笔的局限性非常大，只能用于一般的展示，另外，激光笔常常因为没电而引起无法使用，随身携带又不方便，导致其整体使用效果不是很理想，因此，市场上亟需一种能有效携带方便，而随时能用来展示，且具备可以点击任何屏幕位置的一种展示系统，但这个愿望一直没有实现，实现的过程中，又会面临人离开大屏幕的距离的因素、手势转动的因素等等，实现起来又非常困难，因此市面上一直没有类似理想的产品，因此亟需一种能解决这个问题的方案。

发明内容

本发明的目的在于克服以上所述的缺点，提供一种能实现鼠标功能并且根据人离开屏幕的位置使展示的指针移动的速度不同的一种手机模拟激光笔系统及其实现方法。

为实现上述目的，本发明的具体方案如下：一种手机模拟激光笔系统，包括有计算机、大屏幕、用于控制大屏幕上鼠标指针位置的手机设备以及用于计算机与手机设备通信的无线通信装置；所述手机设备包括有：

摄像头，用于采集手机设备与屏幕之间的距离数据；

方向传感器，用于采集手机设备的方向偏移数据；

加速度传感器，用于采集手机设备移动时的加速度数据；

所述计算机用于将摄像头采集的距离数据、方向传感器采集的方向偏移数据以及加速度传感器采集的加速度数据计算处理后控制鼠标指针位置。

一种上述手机模拟激光笔系统的方法，包括有如下步骤：

S1、利用手机设备的摄像头与大屏幕进行测量手机设备与大屏幕之间的距离；

S2、手机设备移动时，利用手机设备的方向传感器进行测量手机设备的角度数据；手机设备移动时，利用手机设备的加速度传感器进行测量手机设备的移动数据；

S3、计算机通过无线通信装置获取手机设备的角度数据和移动数据后，调用鼠标接口，控制鼠标指针位置。

其中，所述步骤S1中，人手持手机设备在某一定点利用摄像头对准大屏幕，手机设备的显示屏显示有固定大小的定标，将定标中心对准屏幕中心：设定手机设备与大屏幕之间的距离为L，摄像头的焦距为f，定标的固定宽度为w，大屏幕的宽度为W，此时，L＝f·W/w。

其中，所述步骤S2中，手机设备的方向传感器进行测量手机设备的角度数据；所述加速度传感器测量手机设备的线性加速度数据；计算机结合角度数据和线性加速度数据来判断手机设备的实际移动方向。

其中，所述步骤S2中，利用手机设备的加速度传感器进行测量手机的移动，设定手机的移动量为S；加速度传感器测量手机移动的各个方向的加速度值；对各个加速度的值进行积分，公式如下：其中t₀＝0，t_i＝t_i-1+100；移动量为S＝S₁+S₂+S₃+S₄+……+S_i。

其中，所述步骤S3中，大屏幕分隔成像素点，手机设备离大屏幕的实际距离为S_实＝L+S；当S_实逐渐增大时，手机设备每转动一度，大屏幕上鼠标指针对应在大屏幕上移动的像素点数也逐渐增大。

其中，当0m≤S_实＜0.5m时，手机设备每转动一度，大屏幕上鼠标指针对应在大屏幕上移动的像素点数为5个像素点；

当0.5m≤S_实＜1m时，手机设备每转动一度，大屏幕上鼠标指针对应在大屏幕上移动的像素点数为10个像素点；

当1m≤S_实＜2m时，手机设备每转动一度，大屏幕上鼠标指针对应在大屏幕上移动的像素点数为18个像素点；

当2m≤S_实＜2.5m时，手机设备每转动一度，大屏幕上鼠标指针对应在大屏幕上移动的像素点数为21个像素点；

当2.5m≤S_实＜3m时，手机设备每转动一度，大屏幕上鼠标指针对应在大屏幕上移动的像素点数为23个像素点；

当3m≤S_实时，手机设备每转动一度，大屏幕上鼠标指针对应在大屏幕上移动的像素点数为25个像素点。

其中，所述步骤S3中，

设定手机设备的垂直屏幕的方向为Z轴，设定手机设备的宽度方向为X轴，设定手机设备的长度方向为Y轴；

θ_Z、θ_X分别为0时刻即初始时刻方向传感器测量到的手机设备Z轴的角度数据和X轴的角度数据；δ为T时刻手机设备每转动一度，大屏幕上鼠标指针对应在大屏幕上移动的像素点数；Φ_Z为T时刻方向传感器测量到的手机设备Z轴的角度数据；Φ_x为T时刻方向传感器测量到的手机设备X轴的角度数据；T时大屏幕上的鼠标指针横向移动的像素点数为X，竖向移动的像素点数为Y；则X＝∣Φ_Z-θ_Z∣·δ；Y＝∣Φ_x-θ_X∣·δ。

其中，所述步骤S2中，手机设备移动时，计算机对手机设备的方向传感器进行测量手机设备的角度数据进行平滑计算。

其中，所述平滑计算为若干个连续角度数据进行取平均值；

设定T_N时段内方向传感器测量的手机设备的角度数据为连续的N个值，分别为θ₁，θ₂，θ₃，……，θ_N；则θ_K＝(θ₁+θ₂+θ₃+……+θ_N)/N。

本发明的有益效果为：通过上述系统和实现方法，本发明实现大屏幕的展示中，不用单独再携带激光笔等演示设备，极大的方便了演示使用，而且其与传统激光笔展示有较高的易用性和更人性化的功能，能点击大屏幕上的任意位置，进行鼠标仿真使用，极大方便使用者在各种场合方便的远距离操作大屏幕；尤其对手机设备与大屏幕的距离之间的关系相应的应用到了鼠标指针在大屏幕上的位移关系，从而极大的提高了本发明在实际使用中的价值，其提供了较好的用户体验感以及较强的实用价值。

附图说明

图1是本发明的步骤流程图；

图2是手机设备方向轴示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明，并不是把本发明的实施范围局限于此。

如图1至图2所示，本实施例所述的一种手机模拟激光笔系统，包括有计算机、大屏幕、用于控制大屏幕上鼠标指针位置的手机设备以及用于计算机与手机设备通信的无线通信装置；所述手机设备包括有：摄像头，用于采集手机设备与屏幕之间的距离数据；方向传感器，用于采集手机设备的方向偏移数据；加速度传感器，用于采集手机设备移动时的加速度数据；所述计算机用于将摄像头采集的距离数据、方向传感器采集的方向偏移数据以及加速度传感器采集的加速度数据计算处理后控制鼠标指针位置；该系统可以利用无线通信装置将手机设备与计算机之间进行通信连接，手机设备的摄像头，用于采集手机设备与屏幕之间的距离数据；手机设备的方向传感器，用于采集手机设备的方向偏移数据；手机设备的加速度传感器，用于采集手机设备移动时的加速度数据；将采集的上述数据进行整理计算，并调用鼠标数据接口，实现大屏幕上的鼠标指针进行移动和点击功能；进一步的，所述无线通信装置可以为WIFI通信装置，也可以为蓝牙通信装置，也可以为2.4GHz通信系统等。本系统能有效利用个人随身携带的只能手机设备，实现大屏幕的展示，不用单独再携带激光笔等演示设备，极大的方便了演示使用，而且其与传统激光笔展示有较高的易用性和更人性化的功能，能点击大屏幕上的任意位置，进行鼠标仿真使用，极大方便使用者在各种场合方便的远距离操作大屏幕。

如图1所示，一种上述手机模拟激光笔系统的方法，包括有如下步骤：S1、利用手机设备的摄像头与大屏幕进行测量手机设备与大屏幕之间的距离；S2、手机设备移动时，利用手机设备的方向传感器进行测量手机设备的角度数据；手机设备移动时，利用手机设备的加速度传感器进行测量手机设备的移动数据；S3、计算机通过无线通信装置获取手机设备的角度数据和移动数据后，调用鼠标接口，控制鼠标指针在大屏幕的位置。

本实施例所述的一种上述手机模拟激光笔系统的方法中，所述步骤S1中，人手持手机设备在某一定点利用摄像头对准大屏幕，手机设备的显示屏显示有固定大小的定标，将定标中心对准屏幕中心：设定手机设备与大屏幕之间的距离为L，摄像头的焦距为f，定标的固定宽度为w，大屏幕的宽度为W，此时，L＝f·W/w。

本实施例所述的一种上述手机模拟激光笔系统的方法中，所述步骤S2中，手机设备的方向传感器进行测量手机设备的角度数据；所述加速度传感器测量手机设备的线性加速度数据；计算机结合角度数据和线性加速度数据来判断手机设备的实际移动方向。

本实施例所述的一种上述手机模拟激光笔系统的方法中，所述步骤S2中，利用手机设备的加速度传感器进行测量手机的移动，设定手机的移动量为S；加速度传感器测量手机移动的各个方向的加速度值；对各个加速度的值进行积分，公式如下：其中t₀＝0，t_i＝t_i-1+100；移动量为S＝S₁+S₂+S₃+S₄+……+S_i。

本实施例所述的一种上述手机模拟激光笔系统的方法中，所述步骤S3中，大屏幕分隔成像素点，手机设备离大屏幕的实际距离为S_实＝L+S；当S_实逐渐增大时，手机设备每转动一度，大屏幕上鼠标指针对应在大屏幕上移动的像素点数也逐渐增大。

优选的，当0m≤S_实＜0.5m时，手机设备每转动一度，大屏幕上鼠标指针对应在大屏幕上移动的像素点数为5个像素点；

当0.5m≤S_实＜1m时，手机设备每转动一度，大屏幕上鼠标指针对应在大屏幕上移动的像素点数为10个像素点；

当1m≤S_实＜2m时，手机设备每转动一度，大屏幕上鼠标指针对应在大屏幕上移动的像素点数为18个像素点；

当2m≤S_实＜2.5m时，手机设备每转动一度，大屏幕上鼠标指针对应在大屏幕上移动的像素点数为21个像素点；

当2.5m≤S_实＜3m时，手机设备每转动一度，大屏幕上鼠标指针对应在大屏幕上移动的像素点数为23个像素点；

当3m≤S_实时，手机设备每转动一度，大屏幕上鼠标指针对应在大屏幕上移动的像素点数为25个像素点。

其中，经大量试验和对比得知，手机设备转动一度对应15～23个像素点时比较好，而人一般在1～3米的活动范围内频率比较高，所以在距离1～3米的距离时，设定上述这些值。

本实施例所述的一种上述手机模拟激光笔系统的方法中，所述步骤S3中，如图2所示，设定手机设备的垂直屏幕的方向为Z轴，设定手机设备的宽度方向为X轴，设定手机设备的长度方向为Y轴；

θ_Z、θ_X分别为0时刻即初始时刻方向传感器测量到的手机设备Z轴的角度数据和X轴的角度数据；δ为T时刻手机设备每转动一度，大屏幕上鼠标指针对应在大屏幕上移动的像素点数；Φ_Z为T时刻方向传感器测量到的手机设备Z轴的角度数据；Φ_x为T时刻方向传感器测量到的手机设备X轴的角度数据；T时大屏幕上的鼠标指针横向移动的像素点数为X，竖向移动的像素点数为Y；则X＝∣Φ_Z-θ_Z∣·δ；Y＝∣Φ_x-θ_X∣·δ。

本实施例所述的一种上述手机模拟激光笔系统的方法中，所述步骤S2中，手机设备移动时，计算机对手机设备的方向传感器进行测量手机设备的角度数据进行平滑计算。

本实施例所述的一种上述手机模拟激光笔系统的方法中，所述平滑计算为若干个连续角度数据进行取平均值；

设定T_N时段内方向传感器测量的手机设备的角度数据为连续的N个值，分别为θ₁，θ₂，θ₃，……，θ_N；则θ_K＝(θ₁+θ₂+θ₃+……+θ_N)/N。

根据经验，N值一般取为40～60，优选的，选取50，即每50个连续的角度数据值为一组，进行平均运算，运算后的θ_K供步骤S2和S3中使用，如此便可使数据曲线更为光滑，提高系统运行效果。

本实施例所述的一种上述手机模拟激光笔系统的方法中，所述步骤S2之前加速度传感器的线性加速度值进行初始位置矫正，将手机设备放在桌子上，再来读取三个坐标轴的偏差值，然后可以从加速度传感器的读数中减去这个偏差值，以获取真实的线性加速度。

通过上述实现方法，本发明实现大屏幕的展示中，不用单独再携带激光笔等演示设备，极大的方便了演示使用，而且其与传统激光笔展示有较高的易用性和更人性化的功能，能点击大屏幕上的任意位置，进行鼠标仿真使用，极大方便使用者在各种场合方便的远距离操作大屏幕；尤其对手机设备与大屏幕的距离之间的关系相应的应用到了鼠标指针在大屏幕上的位移关系，从而极大的提高了本发明在实际使用中的价值，其提供了较好的用户体验感以及较强的实用价值。

以上所述仅是本发明的一个较佳实施例，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，包含在本发明专利申请的保护范围内。

Claims (10)

1.一种手机模拟激光笔系统，其特征在于，包括有计算机、大屏幕、用于控制大屏幕上鼠标指针位置的手机设备以及用于计算机与手机设备通信的无线通信装置；所述手机设备包括有：

摄像头，用于采集手机设备与屏幕之间的距离数据；

方向传感器，用于采集手机设备的方向偏移数据；

加速度传感器，用于采集手机设备移动时的加速度数据；

所述计算机用于将摄像头采集的距离数据、方向传感器采集的方向偏移数据以及加速度传感器采集的加速度数据计算处理后控制鼠标指针位置。

2.一种实现权利要求1所述的手机模拟激光笔系统的方法，其特征在于，包括有如下步骤：

S1、利用手机设备的摄像头与大屏幕进行测量手机设备与大屏幕之间的距离；

S2、手机设备移动时，利用手机设备的方向传感器进行测量手机设备的角度数据；手机设备移动时，利用手机设备的加速度传感器进行测量手机设备的移动数据；

S3、计算机通过无线通信装置获取手机设备的角度数据和移动数据后，调用鼠标接口，控制鼠标指针位置。

3.根据权利要求2所述的手机模拟激光笔系统的实现方法，其特征在于，所述步骤S1中，人手持手机设备在某一定点利用摄像头对准大屏幕，手机设备的显示屏显示有固定大小的定标，将定标中心对准屏幕中心：设定手机设备与大屏幕之间的距离为L，摄像头的焦距为f，定标的固定宽度为w，大屏幕的宽度为W，此时，L＝f·W/w。

4.根据权利要求3所述的手机模拟激光笔系统的实现方法，其特征在于，所述步骤S2中，手机设备的方向传感器进行测量手机设备的角度数据；所述加速度传感器测量手机设备的线性加速度数据；计算机结合角度数据和线性加速度数据来判断手机设备的实际移动方向。

5.根据权利要求4所述的手机模拟激光笔系统的实现方法，其特征在于，所述步骤S2中，利用手机设备的加速度传感器进行测量手机的移动，设定手机的移动量为S；加速度传感器测量手机移动的各个方向的加速度值；对各个加速度的值进行积分，公式如下：其中t₀＝0，t_i＝t_i-1+100；移动量为S＝S₁+S₂+S₃+S₄+……+S_i。

6.根据权利要求5所述的手机模拟激光笔系统的实现方法，其特征在于，所述步骤S3中，大屏幕分隔成像素点，手机设备离大屏幕的实际距离为S_实＝L+S；当S_实逐渐增大时，手机设备每转动一度，大屏幕上鼠标指针对应在大屏幕上移动的像素点数也逐渐增大。

7.根据权利要求6所述的手机模拟激光笔系统的实现方法，其特征在于，当0m≤S_实＜0.5m时，手机设备每转动一度，大屏幕上鼠标指针对应在大屏幕上移动的像素点数为5个像素点；

当0.5m≤S_实＜1m时，手机设备每转动一度，大屏幕上鼠标指针对应在大屏幕上移动的像素点数为10个像素点；

当1m≤S_实＜2m时，手机设备每转动一度，大屏幕上鼠标指针对应在大屏幕上移动的像素点数为18个像素点；

当2m≤S_实＜2.5m时，手机设备每转动一度，大屏幕上鼠标指针对应在大屏幕上移动的像素点数为21个像素点；

当2.5m≤S_实＜3m时，手机设备每转动一度，大屏幕上鼠标指针对应在大屏幕上移动的像素点数为23个像素点；

当3m≤S_实时，手机设备每转动一度，大屏幕上鼠标指针对应在大屏幕上移动的像素点数为25个像素点。

8.根据权利要求6所述的手机模拟激光笔系统的实现方法，其特征在于，所述步骤S3中，

设定手机设备的垂直屏幕的方向为Z轴，设定手机设备的宽度方向为X轴，设定手机设备的长度方向为Y轴；

θ_Z、θ_X分别为0时刻即初始时刻方向传感器测量到的手机设备Z轴的角度数据和X轴的角度数据；δ为T时刻手机设备每转动一度，大屏幕上鼠标指针对应在大屏幕上移动的像素点数；Φ_Z为T时刻方向传感器测量到的手机设备Z轴的角度数据；Φ_x为T时刻方向传感器测量到的手机设备X轴的角度数据；T时大屏幕上的鼠标指针横向移动的像素点数为X，竖向移动的像素点数为Y；则X＝∣Φ_Z-θ_Z∣·δ；Y＝∣Φ_x-θ_X∣·δ。

9.根据权利要求2所述的手机模拟激光笔系统的实现方法，其特征在于，所述步骤S2中，手机设备移动时，计算机对手机设备的方向传感器进行测量手机设备的角度数据进行平滑计算。

10.根据权利要求9所述的手机模拟激光笔系统的实现方法，其特征在于，所述平滑计算为若干个连续角度数据进行取平均值；

设定T_N时段内方向传感器测量的手机设备的角度数据为连续的N个值，分别为θ₁，θ₂，θ₃，……，θ_N；则θ_K＝(θ₁+θ₂+θ₃+……+θ_N)/N。