一种基于头部动态检测的鼠标跨设备控制系统

1.本实用新型涉及物联网技术领域，尤其涉及一种基于头部动态检测的鼠标跨设备控制系统。


背景技术：

2.随着信息技术的逐渐发展，人们面临着更为复杂的数字信息处理任务，单独的一台电脑往往不能应对现在大多数办公人员面临的多任务切换场景。因此单独地通过一套标准输入设备(鼠标，键盘等)来控制多台电脑的需求与日俱增。现在主流的鼠标跨设备切换控制技术有symless的synergy，logitech的罗技flow，微软的mouse without boarders，以上技术均基于软件实现，并且在设备之间的切换是通过按键，或者是检测鼠标移出屏幕区域来实现的，在切换频繁时非常不便。而根据现有技术，可以方便的通过人脸特征点来求解头部姿态欧拉角。参考文献：刘振宇,关彤.基于rgb
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d图像的头部姿态检测[j].计算机科学,2019,46(s2):334
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340.


技术实现要素：

[0003]
实用新型目的：为了更好地应对现在多样化的办公需求，提升工作效率，针对现在办公场景中经常出现的多任务切换需求，改善办公人员在使用单个办公鼠标跨设备控制时的体验，本实用新型提出一种基于头部动态检测的鼠标跨设备控制系统。
[0004]
技术方案：为实现本实用新型的目的，本实用新型所采用的技术方案是：
[0005]
一种基于头部动态检测的鼠标跨设备控制系统，包括视频采集装置、用于处理视频数据检测头部转动姿态和发送调频控制指令的控制箱，具有无线通信功能的鼠标，若干个无线信号接收模块；视频采集装置和鼠标分别与控制箱通过有线连接；无线信号接收模块分别集成在对应的多个主机上，均与鼠标无线通信连接；控制箱用于检测到用户头部姿态欧拉角角度偏转绝对值到达阈值时，向鼠标发送控制指令使其无线信号工作频率跳转。
[0006]
进一步的，所述视频采集装置包括一个摄像采集模块；所述控制箱包括箱体，以及设置在箱体内的fpga芯片和第一蓝牙模块，箱体前端面上设置有电源开关、电源指示灯以及有线连接口；鼠标内部包括第二蓝牙模块和一个多频段无线收发模块。
[0007]
有益效果：与现有技术相比，本实用新型的技术方案具有以下有益的技术效果：
[0008]
本实用新型检测人的头部转动姿态判断当前人眼注视屏幕，通过调频指令来改变鼠标控制信息的发送信道，从而控制鼠标指针显示在对应屏幕区域。当用户欲改变工作设备时，首先发生的是视觉注意点的转变继而是手部控制，因此在鼠标跨设备控制时，将控制设备的判断依据发生时间段由手部动作提前到头部动作，能带给用户更好的跨设备鼠标控制体验。
附图说明
[0009]
图1是本实用新型的整体系统框图；
[0010]
图2是本实用新型的系统工作流程图；
[0011]
图3是控制箱的fpga内部模块图和外围连接；
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图4是控制箱的结构示意图：
[0013]
附图标记：1
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箱体，2
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电源开关，3
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电源指示灯，4
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有线连接口。
具体实施方式
[0014]
下面结合附图和实施例对本实用新型的技术方案作进一步的说明。
[0015]
本实用新型所述的基于头部动态检测的鼠标跨设备控制系统，如图1、图3所示，包括视频采集装置、用于处理视频数据检测头部转动姿态的控制箱，具有无线通信功能的鼠标，若干个无线信号接收模块；视频采集装置和鼠标分别与控制箱通过有线连接；无线信号接收模块分别集成在对应的多个主机上，均与鼠标无线通信连接；控制箱用于检测到用户头部姿态欧拉角角度偏转绝对值到达阈值时，向鼠标发送控制指令使其无线信号工作频率跳转。
[0016]
所述视频采集装置包括一个摄像采集模块；所述控制箱包括箱体1，以及设置在箱体1内的fpga芯片和第一蓝牙模块，如图4所示，箱体1前端面上设置有电源开关2、电源指示灯3以及有线连接口4；鼠标内部包括第二蓝牙模块和一个多频段无线收发模块。本实施例中，fpga芯片型号为ep4ce15f17c8n，其内部模块和外围连接如图3所示；视频采集装置采用ov7670；第一蓝牙模块和第二蓝牙模块为ms50sfa；多频段无线收发模块型号为adf7025；主机集成的无线收发模块型号为adf7025。
[0017]
本实用新型的工作原理如下：视频采集装置采集视频并将视频信息传送给控制箱fpga：首先，fpga通过iic总线协议对摄像头进行初始化配置，摄像头对焦工作拍摄采集图像，然后，采集的视频数据通过fifo缓存器不断写入到ddr2 sdram中存储，再经过fifo缓存器读出视频数据，接着，选择性对读出的视频图像数据进行处理，控制箱通过检测视频信息中的人脸特征点来求解用户头部姿态欧拉角，以此来判断当前控制的主机是否需要切换。如果需要则由控制箱发送切换指令，将鼠标的控制频段切换到对应主机的无线接收模块的对应频段。图2为工作流程图，当检测到用户头部姿态欧拉角角度偏转绝对值到达阈值时，控制箱会发送指令给鼠标来切换无线信号发射模块的工作频段。初始化系统，鼠标和默认主机建立连接。视频采集装置实时采集用户视频信息，传输给控制箱。控制箱根据人脸特征点检测用户头部姿态欧拉角的角度偏转，并判断是否同时满足以下三个条件：(1)存在脸部区域；(2)用户头部姿态欧拉角角度偏转绝对值到达阈值；(3)当前屏幕不为最左侧和最右侧屏幕。若不满足，则不做处理。若满足，则根据变化值的正负号来判断将鼠标无线信号对应的工作频段切换到当前屏幕的左侧屏幕对应的无线信号接收模块的频段还是右侧屏幕对应的无线信号接收模块的频段。如果为正，则切换到左侧，为负则切换到右侧。
[0018]
本实用新型的视频采集装置负责采集用户头部图像，并将图像传输至控制箱，控制箱负责处理采集的图像，通过视频数据检测用户的头部姿态信息，从而判断用户当前注视的屏幕，发送控制信息给鼠标，鼠标本体有一套无线发射模块可实现多种频段的无线信号发射。电脑主机有与鼠标发射频段相对应的无线接收模块。整套系统可以实现通过检测人的头部转动姿态来判断当前人眼注视的屏幕，并根据判断结果来控制鼠标的控制信息发送给对应屏幕的主机，实现鼠标跨设备控制的切换。
[0019]
以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。


技术特征：
1.一种基于头部动态检测的鼠标跨设备控制系统，其特征在于：包括视频采集装置、用于处理视频数据检测头部转动姿态的控制箱，具有无线通信功能的鼠标，若干个无线信号接收模块；视频采集装置和鼠标分别与控制箱通过有线连接；无线信号接收模块分别集成在对应的多个主机上，均与鼠标无线通信连接；控制箱用于检测到用户头部姿态欧拉角角度偏转绝对值到达阈值时，向鼠标发送控制指令使其无线信号工作频率跳转。2.根据权利要求1所述的基于头部动态检测的鼠标跨设备控制系统，其特征在于：所述视频采集装置包括一个摄像采集模块；所述控制箱包括箱体，以及设置在箱体内的fpga芯片和第一蓝牙模块，箱体前端面上设置有电源开关、电源指示灯以及有线连接口；鼠标内部包括第二蓝牙模块和一个多频段无线收发模块。

技术总结
本实用新型公开了一种基于头部动态检测的鼠标跨设备控制系统，包括用于获取人脸头部信息的视频采集装置和根据视频采集装置获取头部姿态信息向鼠标发送调频指令的控制箱，鼠标和无线信号接收模块通过无线连接，视频采集装置和控制箱通过有线连接，鼠标和控制箱通过蓝牙连接。本实用新型检测人的头部姿态欧拉角判断当前人眼注视屏幕，通过调频指令来改变鼠标控制信息的发送信道，从而控制鼠标指针显示在对应屏幕区域，带给用户更好的跨设备鼠标控制体验。制体验。制体验。


技术研发人员：吴卓栋 王丽娜
受保护的技术使用者：南京信息工程大学
技术研发日：2021.03.09
技术公布日：2021/10/8