专利名称：红外定位无线操控的交互式投影系统及其实现方法
技术领域：
本发明涉及ー种在现场演示、教学、商务会议、新闻演播、气象分析方面使用的红外定位无线操控的交互式投影系统及其实现方法。
背景技术：
目前交互式电子白板及投影技术已经逐渐取代传统的黒板，成为教育、培训等的重要工具，在现场演示、教学、商务会议、新闻演播、气象分析等得到广泛应用。但这种技术及设备布置起来繁琐、不方便，受到场地、环境等限制不能灵活移动，价格昂贵等等不能在普通用户群体得到普及。因而需要设计ー种成本低、设备简单、方便移动的交互式投影系统。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足而提供一种成本低、移动方便、结构简单的红外定位无线操控的交互式投影系统及其实现方法。本发明的方法是这样实现的
一种红外定位无线操控的交互式投影系统，包括红外线操控笔、红外线摄像组件、计算机、投影仪和投影屏幕五部分，其中红外线操控笔包括电池、红外线发光二极管、wifi模块以及按键组件，红外线摄像组件包括红外线摄像头、wifi模块和中控芯片，其特征在于计算机通过线路与投影仪相连接；红外线操控笔的红外线发光二极管与红外线摄像头的红外线接收元件处于ー个平面并无线连接，红外发光二极管向投影区域投射的红外线亮点图像能够被红外线摄像头采集接收；红外线操控笔的Wifi模块与红外线摄像组件的Wifi模块通过wifi无线连接,红外线摄像组件通过USB连接线与计算机相连接。红外线操控笔的电池用于为红外线操控笔的各部件提供充足的电源；红外发光二极管用于发射红外亮点在投影屏幕上，形成红外亮点图像；红外线操控笔的按键组件包括开关按钮、校正按键按钮、左键右键按钮；红外线操控笔的wifi模块用于发送按键组件的按键动作信号，左键右键按钮代替鼠标实现左右键单击、双击和拖牵功能，校正按键按钮用于计算机显示屏角点与投影区域角点作初始化对应时，起到固定确认的作用，所有的按键按钮操作都是通过红外线操控笔对准投影区域进行的。红外线摄像组件通过USB连接线接入计算机为该设备其他组件供电，红外线摄像组件的红外摄像头用于采集红外线操控笔在投影幕上的红外亮点图像及位置信息，并通过红外线摄像组件的wifi模块发送给计算机，红外线摄像组件的中控芯片用于对红外线操控笔中的wifi模块发来的按键动作事件进行分析、处理，通过wifi模块向计算机发送相应的命令和程序，计算机执行命令操作；红外线摄像组件的wifi模块用于接收红外摄像头采集的数据和红外线操控笔中wifi模块发来的的按键动作信号，同时将摄像头采集的数据和中控芯片处理后的数据通过wifi模块发送给计算机。计算机用于对红外摄像头采集的图像信息进行分析和处理，将计算机显示屏各点的坐标位置与投影区域的相对坐标位置进行计算和转换，通过计算机将红外摄像头采集到的信息，以鼠标光标的形式在计算机显示屏上模拟出来，用户在书写时，计算机软件通过对比前后的位置坐标，模拟出红外线操控笔的移动轨迹图像，通过换算将内容存入计算机实现计算机文字录入。投影仪向投影屏幕投射计算机显示屏的图像以及光标的移动；投影屏幕为普通幕布、墙面、白板任意ー种。一种红外定位无线操控的交互式投影系统实现方法，其特征在于包括以下几个步骤
步骤I)、启动计算机、投影仪、红外线操控笔、红外线摄像组件；
步骤2)、计算机准确定位出光标的位置坐标将计算机桌面分为右上、右下、左下、左上四个角点以及中心原点，将鼠标光标以十字形标识固定在中心原点位置作为初始位置，并
投影到投影幕上，提示用户通过红外线操控笔进行校正确认；
步骤3)、用户打开红外线操控笔，对准中心原点的十字光标按下校正按键，计算机換算出投影区域的中心原点位置，然后依次对右上、右下、左下、左上四个角点进行校正确认；步骤4)、计算机根据校正后的五个点换算出投影区每个点对应到计算机显示屏上每个点的位置坐标；
步骤5)、用户对准投影区域移动红外线操控笔，红外摄像头捕捉红外线操控笔移动的轨迹进行采集记录并发送给计算机；
步骤6)、计算机接收来自红外摄像头采集的数据并通过计算机进行分析和处理，将新的坐标位置与之前的坐标位置进行对比，识别出红外线操控笔在投影幕上的运动轨迹和方向，将红外亮点转换为光标的形式在计算机显示屏上模拟出相应的光标位置和移动轨迹；步骤7)、投影仪向投影幕投射电脑桌面的图像以及光标的移动；
步骤8)、用户根据需要对着投影幕上的虚拟桌面单击或双击红外线操控笔内置的具有鼠标左右键功能的左右键，实现脱离鼠标操作电脑的目的；用户在书写吋，计算机通过对比前后的位置坐标，模拟出红外线操控笔的移动轨迹图像，通过换算将内容存入计算机实现计算机文字录入。本发明的特点及积极效果如下本系统为方便用户在演示、讲解时，通过红外线操控笔对准投影区域显示的模拟桌面图标双击、单击等就可代替鼠标对计算机主机内文件的操作。同时，通过红外线操控笔能在投影幕布上实现非接触远距离画图、注解、重点提示等操作。与现有的交互式电子白板相比，具有成本低、可随身携帯的优势，更灵活、更方便。由于所有的操作都是通过小巧的红外线操控笔，对着投影幕布完成的，因此，演讲者不受空间位置的限制，远距离控制计算机，即可实现书写、标注等操作。
图I为本发明的红外定位无线操控的交互式投影系统的结构图。图2为本发明的红外定位无线操控的交互式投影系统实现方法操作流程图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明进ー步说明。
如图I所示一种红外定位无线操控的交互式投影系统，包括红外线操控笔I (以下简称红外操控笔)、红外线摄像组件2、计算机3、投影仪4和投影屏幕5 (或者叫投影幕布)。其中红外操控笔I包括电池9、红外线发光二极管7、wifi模块6以及按键组件8，红外线摄像组件2包括红外线摄像头11、wifi模块10和中控芯片12。计算机3通过线路与投影仪4相连接；红外操控笔I的红外线发光二极管7与红外线摄像头11的红外线接收元件处于ー个平面并无线连接，红外发光二极管7向投影区域投射的红外线亮点图像能够被红外线摄像头11采集接收；红外线操控笔I的wifi模块6与红外线摄像组件2的wifi模块10通过wifi无线连接,红外线摄像组件2通过USB连接线与计算机3相连接。所述的红外操控笔I包括电池9、红外发光二极管7、wifi模块6以及按键组件8。电池9用于为红外操控笔I各部件提供充足的电源；红外发光二极管7用于发射红外亮点在投影幕5上，形成红外亮点图像；wifi模块6用于用于发送按键动作信号，左右键可代替鼠标实现左右键单击、双击和拖牵功能，校正按键用于计算机显示屏角点与投影区域角点
作初始化对应时，起到固定确认的作用，所有的按键操作都是通过红外操控笔对准投影区域进行的。所述的红外线摄像组件2包括红外摄像头ll、wifi模块10和中控芯片12。红外摄像头11用于采集红外操控笔I在投影幕上的红外亮点图像及位置信息，并通过红外线摄像组件2的wifi模块10发送给计算机；中控芯片12用于对红外操控笔I中的wifi模块6发来的按键动作事件进行分析、处理，通过摄像组件2終端wifi模块10向计算机发送相应的命令和程序，计算机执行命令操作；wifi模块10用于接收红外摄像头I采集的数据和红外操控笔I中wifi模块6发来的的按键动作信号，同时将摄像头11采集的数据和中控芯片12处理后的数据通过wifi模块10发送给计算机3。计算机3用于对红外摄像头采集的图像信息进行分析和处理，将计算机显示屏各点的坐标位置与投影区域的相对坐标位置进行计算和转换，通过计算机内部处理软件能将红外摄像头11采集到的信息，以鼠标光标的形式在计算机显示屏上模拟出来。用户在书写时，计算机通过对比前后的位置坐标，模拟出红外操控笔I的移动轨迹图像，通过换算将内容存入计算机实现计算机文字录入。所述的投影仪4向投影屏幕5投射计算机显示屏的图像以及光标的移动。所述的投影屏幕5为普通幕布、墙面、白板等任意ー种。如图2所示，一种红外定位无线操控的交互式投影系统实现方法，包括以下几个步骤
步骤I)、启动运行计算机、投影仪、红外操控笔、红外线摄像组件；
步骤2)、计算机为了准确定位出光标的位置坐标将计算机桌面分为右上、右下、左下、左上四个角点以及中心原点，将鼠标光标以十字形的标识固定在中心原点位置作为初始位置，并投影到投影幕上，提示用户通过红外操控笔进行校正确认；
步骤3)、用户打开红外操控笔，对准中心原点的十字光标按下校正按键，这样计算机换算出投影区域的中心原点位置，然后依次对右上、右下、左下、左上四个角点进行校正确认；
步骤4)、计算机根据校正后的五个点就可以换算出投影区每个点对应到计算机显示屏上姆个点的位置坐标；
步骤5)、用户对准投影区域移动红外操控笔，红外摄像头捕捉红外操控笔移动的轨迹进行采集记录并发送给计算机；
步骤6)、计算机接收来自红外摄像头采集的数据并通过计算机进行分析和处理，将新的坐标位置与之前的坐标位置进行对比，识别出红外操控笔在投影幕上的运动轨迹和方向，将红外亮点转换为光标的形式在计算机显示屏上模拟出相应的光标位置和移动轨迹；步骤7)、投影仪向投影幕投射电脑桌面的图像以及光标的移动；
步骤8)、用户根据需要对着投影幕上的虚拟桌面单击或双击红外操控笔内置的具有鼠标左右键功能的左右键，实现脱离鼠标操作电脑的目的。用户在书写时，计算机通过对比前后的位置坐标，模拟出红外操控笔的移动轨迹图像，通过换算将内容存入计算机实现计算机文字录入。综上所述，本发明以较低成本，通过ー支红外操控笔对着投影屏幕进行操作，就可实现手写识别录入、鼠标左右键单击、双击功能。脱离了鼠标、键盘的限制，使得演讲者与听众能更直接、更高效的实现互动，而且成本低，能够被广大普通用户所接受。因此，本发明有着很大的发展市场。
权利要求
1.一种红外定位无线操控的交互式投影系统，包括红外线操控笔、红外线摄像组件、计算机、投影仪和投影屏幕，其中红外线操控笔包括电池、红外线发光二极管、Wifi模块以及按键组件，红外线摄像组件包括红外线摄像头、Wifi模块和中控芯片，其特征在于计算机通过线路与投影仪相连接；红外线操控笔的红外线发光二极管与红外线摄像头的红外线接收元件处于一个平面并无线连接，红外发光二极管像投影区域投射的红外线亮点图像能够被红外线摄像头采集接收；红外线操控笔的Wifi模块与红外线摄像组件的Wifi模块通过wifi无线连接,红外线摄像组件通过USB连接线与计算机相连接。
2.如权利要求I所述的红外定位无线操控的交互式投影系统，其特征在于红外线操控笔的电池用于为红外线操控笔的各部件提供充足的电源；红外发光二极管用于发射红外亮点在投影屏幕上，形成红外亮点图像；红外线操控笔的按键组件包括开关按钮、校正按键按钮、左键右键按钮；红外线操控笔的wifi模块用于发送按键组件的按键动作信号，左键右键按钮代替鼠标实现左右键单击、双击和拖牵功能，校正按键按钮用于计算机显示屏角点与投影区域角点作初始化对应时，起到固定确认的作用，所有的按键按钮操作都是通过红外线操控笔对准投影区域进行的。
3.如权利要求I所述的红外定位无线操控的交互式投影系统，其特征在于红外线摄像组件通过USB连接线接入计算机为该设备其他组件供电，红外线摄像组件的红外摄像头用于采集红外线操控笔在投影幕上的红外亮点图像及位置信息，并通过红外线摄像组件的wifi模块发送给计算机，红外线摄像组件的中控芯片用于对红外线操控笔中的wifi模块发来的按键动作事件进行分析、处理，通过wifi模块向计算机发送相应的命令和程序，计算机执行命令操作；红外线摄像组件的wifi模块用于接收红外摄像头采集的数据和红外线操控笔中wifi模块发来的的按键动作信号，同时将摄像头采集的数据和中控芯片处理后的数据通过wifi模块发送给计算机。
4.如权利要求I所述的红外定位无线操控的交互式投影系统，其特征在于计算机用于对红外摄像头采集的图像信息进行分析和处理，将计算机显示屏各点的坐标位置与投影区域的相对坐标位置进行计算和转换，通过计算机将红外摄像头采集到的信息，以鼠标光标的形式在计算机显示屏上模拟出来，用户在书写时，计算机软件通过对比前后的位置坐标，模拟出红外线操控笔的移动轨迹图像，通过换算将内容存入计算机实现计算机文字录入。
5.如权利要求I所述的红外定位无线操控的交互式投影系统，其特征在于投影仪向投影屏幕投射计算机显示屏的图像以及光标的移动；投影屏幕为普通幕布、墙面、白板任意一种。
6.一种红外定位无线操控的交互式投影系统实现方法，其特征在于包括以下几个步骤 步骤I)、启动计算机、投影仪、红外线操控笔、红外线摄像组件； 步骤2)、计算机准确定位出光标的位置坐标将计算机桌面分为右上、右下、左下、左上四个角点以及中心原点，将鼠标光标以十字形的标识固定在中心原点位置作为初始位置，并投影到投影幕上，提示用户通过红外线操控笔进行校正确认； 步骤3)、用户打开红外线操控笔，对准中心原点的十字光标按下校正按键，计算机换算出投影区域的中心原点位置，然后依次对右上、右下、左下、左上四个角点进行校正确认；步骤4)、计算机根据校正后的五个点换算出投影区每个点对应到计算机显示屏上每个点的位置坐标； 步骤5)、用户对准投影区域移动红外线操控笔，红外摄像头捕捉红外线操控笔移动的轨迹进行采集记录并发送给计算机； 步骤6)、计算机接收来自红外摄像头采集的数据并通过计算机进行分析和处理，将新的坐标位置与之前的坐标位置进行对比，识别出红外线操控笔在投影幕上的运动轨迹和方向，将红外亮点转换为光标的形式在计算机显示屏上模拟出相应的光标位置和移动轨迹；步骤7)、投影仪向投影幕投射电脑桌面的图像以及光标的移动； 步骤8)、用户根据需要对着投影幕上的虚拟桌面单击或双击红外线操控笔内置的具有鼠标左右键功能的左右键，实现脱离鼠标操作电脑的目的；用户在书写时，计算机通过对比前后的位置坐标，模拟出红外线操控笔的移动轨迹图像，通过换算将内容存入计算机实现计算机文字录入。
全文摘要
本发明涉及一种红外定位无线操控的交互式投影系统及其实现方法，红外操控笔包括电池、红外发光二极管、wifi模块及按键组件，红外线摄像组件包括红外线接收元件、wifi模块和中控芯片，计算机与投影仪连接，红外发光二极管与红外线摄像组件红外线接收元件处于一个平面无线连接，红外发光二极管向投影区域投射的红外线亮点图像被红外摄像头采集接收，红外操控笔的wifi模块与红外线摄像组件的wifi模块无线连接，红外线摄像组件与计算机连接，对着投影屏幕操作红外操控笔，实现对计算机主机文件打开关闭控制，实现画图、标注操作，实现手动识别录入的功能，具有成本低、移动方便、结构简单的优点。
文档编号G06F3/033GK102819327SQ20121026105
公开日2012年12月12日 申请日期2012年7月26日 优先权日2012年7月26日
发明者苏庆会, 董建强, 梁松涛, 张鲁国, 刘熙胖, 王科峰, 刘长河 申请人:郑州信大捷安信息技术股份有限公司