位置指示方法、用于位置指示的操作装置与显示系统与流程

本发明涉及电子显示技术领域，尤其涉及一种位置指示方法、用于位置指示的操作装置与显示系统。

背景技术：

在会议或者教学场景下，演讲者通常使用激光指示器来投射一个光点到屏幕上，从而指示屏幕上的一个特定位置。激光指示器，又称为激光笔、指星笔等，是把可见激光设计成便携、手易握、激光模组(发光二极管)加工成的笔型发射器。

采用激光指示器进行位置指示有两个缺陷：

第一，市面上售卖的激光笔和激光手电，不少是属于iiib级的，功率超过5mw，如果激光直射进眼睛可能会对眼睛造成伤害。一些高功率的激光笔，漫射光也可能对眼睛造成伤害，对焦后更可能燃点易燃品；

第二，对于采用玻璃作为显示屏的显示设备，激光指示器投射到显示屏时由于玻璃的全反射而无法形成光点。

现有技术还有一种方案是不采用激光指示器，而是采用摄像指示器。具体地，在指示器上设置摄像模块，在显示画面上设置位置标志物，指示器根据所述位置标识物在摄像画面中的坐标计算出指示器所指示的位置在显示画面的坐标，以使显示器对指示位置进行显示处理。

这种方案虽然不存在激光指示器的缺陷，但是其使用距离受到较大限制。当指示器距离显示画面太近时，摄像画面只能拍摄到显示画面的一部分区域，使得指示器在移动过程中，很容易拍摄不到位置标识物，即存在拍摄盲区；当指示器距离显示画面太远时，摄像画面对位置标识物的解析度将降低，同时当指示器输入较小的变化量时，在显示画面中会产生较大的变化量，对操作者的操作精度也提出了更高的要求。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种位置指示方法、用于位置指示的操作装置与显示系统，适用于各种显示设备，并且精确地指示需要指示的位置，避免了拍摄盲区导致无法正常指示的情况。

为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种位置指示方法，包括：

操作装置从非接触的位置上指示显示装置的显示画面上的任意位置，并拍摄指示位置的图像以得到拍摄画面；其中，所述显示装置上设置有位置标识物；

操作装置根据当前时刻所述位置标识物在拍摄画面坐标系中的坐标，获取当前时刻所述指示位置在显示画面坐标系中的坐标；

操作装置将当前时刻所述指示位置在显示画面坐标系中的坐标发送到所述显示装置，以使所述显示装置在所述显示画面上对所述指示位置进行显示处理；

操作装置根据所述显示画面的尺寸、当前时刻所述位置标识物在显示画面坐标系与拍摄画面坐标系的尺寸比例、当前时刻所述位置标识物在拍摄画面坐标系中的坐标，得到所述显示画面映射到拍摄画面坐标系中的模拟显示画面；

操作装置通过自动调焦使所述模拟显示画面保持位于拍摄画面坐标系的预设画面范围中。

优选地，所述操作装置根据所述显示画面的尺寸、当前时刻所述位置标识物在显示画面坐标系与拍摄画面坐标系的尺寸比例、当前时刻所述位置标识物在拍摄画面坐标系中的坐标，得到所述显示画面映射到拍摄画面坐标系中的模拟显示画面，包括：

所述操作装置根据所述显示画面的尺寸、当前时刻所述位置标识物在显示画面坐标系与拍摄画面坐标系的尺寸比例，确定所述显示画面映射到拍摄画面坐标系中的模拟显示画面的大小；

所述操作装置根据所述当前时刻所述位置标识物在拍摄画面坐标系中的坐标，确定所述显示画面映射到拍摄画面坐标系中的模拟显示画面的位置。

优选地，所述操作装置根据当前时刻所述位置标识物在拍摄画面坐标系中的坐标，获取当前时刻所述指示位置在显示画面坐标系中的坐标，包括：

所述操作装置获取当前时刻所述位置标识物在拍摄画面坐标系中的坐标(x1，y1)；

所述操作装置根据所述坐标(x1,y1)计算出所述当前时刻所述指示位置在所述显示画面上的坐标(x2,y2)；其中，x2＝x1·l2/l1，y2＝y1·w2/w1；l1为所述拍摄画面的长，l2为所述显示画面的长，w1为所述拍摄画面的宽，w2为所述显示画面的宽。

优选地，所述位置标识物包括第一位置标识物与第二位置标识物；

所述当前时刻所述位置标识物在拍摄画面坐标系中的坐标具体为：当前时刻所述第一位置标识物及所述第二位置标识物的连线中点在拍摄画面坐标系的坐标；

所述当前时刻所述位置标识物在显示画面坐标系与拍摄画面坐标系的尺寸比例具体为：当前时刻所述第一位置标识物与所述第二位置标识物在显示画面坐标系的距离及在拍摄画面坐标系的距离的比例。

优选地，所述第一位置标识物及所述第二位置标识物均为红外led灯。

优选地，所述操作装置通过自动调焦使所述模拟显示画面保持位于拍摄画面坐标系的预设画面范围中具体为：所述操作装置通过自动调焦使所述模拟显示画面全部包含在所述拍摄画面中，且满足：l1/l0＜a或w1/w0＜b；其中a和b为定值；l0为所述模拟显示画面的长，w0为所述模拟显示画面的宽，l1为所述拍摄画面的长，w1为所述拍摄画面的宽。

优选地，所述自动调焦为数码调焦或光学调焦。

优选地，所述操作装置具体通过无线将当前时刻所述指示位置在所述显示画面坐标系中的坐标发送到所述显示装置，以使所述显示装置在所述显示画面上对所述指示位置进行显示处理。

为了实现相同的目的，本发明另一方面提供了一种用于位置指示的操作装置，包括：

拍摄模块：用于从非接触的位置上指示显示装置的显示画面上的任意位置，并拍摄指示位置的图像以得到拍摄画面；其中，所述显示装置上设置有位置标识物；

坐标获取模块：用于根据当前时刻所述位置标识物在拍摄画面坐标系中的坐标，获取当前时刻所述指示位置在显示画面坐标系中的坐标；

坐标发送模块：用于将当前时刻所述指示位置在显示画面坐标系中的坐标发送到所述显示装置，以使所述显示装置在所述显示画面上对所述指示位置进行显示处理；

画面模拟模块：用于根据所述显示画面的尺寸、当前时刻所述位置标识物在显示画面坐标系与拍摄画面坐标系的尺寸比例、当前时刻所述位置标识物在拍摄画面坐标系中的坐标，得到所述显示画面映射到拍摄画面坐标系中的模拟显示画面；

自动调焦模块：用于通过自动调焦使所述模拟显示画面保持位于拍摄画面坐标系的预设画面范围中。

优选地，所述画面模拟模块包括：

大小计算单元：用于根据所述显示画面的尺寸、当前时刻所述位置标识物在显示画面坐标系与拍摄画面坐标系的尺寸比例，确定所述显示画面映射到拍摄画面坐标系中的模拟显示画面的大小；

位置计算单元：用于根据所述当前时刻所述位置标识物在拍摄画面坐标系中的坐标，确定所述显示画面映射到拍摄画面坐标系中的模拟显示画面的位置。

优选地，所述坐标获取模块包括：

坐标识别单元：用于获取当前时刻所述位置标识物在拍摄画面坐标系中的坐标(x1，y1)；

坐标计算单元：用于根据所述坐标(x1,y1)计算出所述当前时刻所述指示位置在所述显示画面上的坐标(x2,y2)；其中，x2＝x1·l2/l1，y2＝y1·w2/w1；l1为所述拍摄画面的长，l2为所述显示画面的长，w1为所述拍摄画面的宽，w2为所述显示画面的宽。

优选地，所述位置标识物包括第一位置标识物与第二位置标识物；

所述当前时刻所述位置标识物在拍摄画面坐标系中的坐标具体为：当前时刻所述第一位置标识物及所述第二位置标识物的连线中点在拍摄画面坐标系的坐标；

所述当前时刻所述位置标识物在显示画面坐标系与拍摄画面坐标系的尺寸比例具体为：当前时刻所述第一位置标识物与所述第二位置标识物在显示画面坐标系的距离及在拍摄画面坐标系的距离的比例。

优选地，所述第一位置标识物及所述第二位置标识物均为红外led灯。

优选地，所述自动调焦模块具体通过自动调焦使所述模拟显示画面全部包含在所述拍摄画面中，且满足：l1/l0＜a或w1/w0＜b；其中a和b为定值；l0为所述模拟显示画面的长，w0为所述模拟显示画面的宽，l1为所述拍摄画面的长，w1为所述拍摄画面的宽。

优选地，所述自动调焦为数码调焦或光学调焦。

优选地，所述坐标发送模块具体用于通过无线将当前时刻所述指示位置在所述显示画面坐标系中的坐标发送到所述显示装置，以使所述显示装置在所述显示画面上对所述指示位置进行显示处理。

本发明还提供了一种显示系统，包括显示装置以及上述的用于位置指示的操作装置。

相比于现有技术，本发明实施例的有益效果在于：本发明实施例提供了一种位置指示方法、用于位置指示的操作装置与显示系统，其中位置指示方法包括操作装置从非接触的位置上指示显示装置的显示画面上的任意位置，并对指示位置拍摄以得到拍摄画面；操作装置根据当前时刻所述位置标识物在拍摄画面坐标系中的坐标，获取当前时刻所述指示位置在显示画面坐标系中的坐标；操作装置将当前时刻所述指示位置在显示画面坐标系中的坐标发送到所述显示装置，以使所述显示装置在所述显示画面上对所述指示位置进行显示处理；操作装置根据所述显示画面的尺寸、当前时刻所述位置标识物在显示画面坐标系与拍摄画面坐标系的尺寸比例、当前时刻所述位置标识物在拍摄画面坐标系中的坐标，得到所述显示画面映射到拍摄画面坐标系中的模拟显示画面；操作装置通过自动调焦使所述模拟显示画面保持位于拍摄画面坐标系的预设画面范围中。本方法采用的是具有摄像功能的操作装置，而不是激光指示器，不会对人眼造成损伤或者危害，并且可以适用于任意的显示设备；同时，通过本方法，克服了因拍摄盲区导致无法正常显示，以及操作装置距离显示设备距离较远时因操作装置对位置标识物的解析度低导致难以识别的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种位置指示方法的流程示意图；

图2是图1中的步骤s2的具体流程示意图；

图3是图1中的步骤s4的具体流程示意图；

图4是当前时刻显示画面与拍摄画面的状态示意图；

图5是本发明实施例提供的一种用于位置指示的操作装置的结构框图；

图6是图5中的画面模拟模块4的结构框图；

图7是图5中的坐标获取模块2的结构框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，其是本发明实施例提供的一种位置指示方法的流程示意图，包括：

s1，操作装置从非接触的位置上指示显示装置的显示画面上的任意位置，并拍摄指示位置的图像以得到拍摄画面；其中，所述显示装置上设置有位置标识物；

s2，操作装置根据当前时刻所述位置标识物在拍摄画面坐标系中的坐标，获取当前时刻所述指示位置在显示画面坐标系中的坐标；

s3,操作装置将当前时刻所述指示位置在显示画面坐标系中的坐标发送到所述显示装置，以使所述显示装置在所述显示画面上对所述指示位置进行显示处理；

s4,操作装置根据所述显示画面的尺寸、当前时刻所述位置标识物在显示画面坐标系与拍摄画面坐标系的尺寸比例、当前时刻所述位置标识物在拍摄画面坐标系中的坐标，得到所述显示画面映射到拍摄画面坐标系中的模拟显示画面；

s5,操作装置通过自动调焦使所述模拟显示画面保持位于拍摄画面坐标系的预设画面范围中。

为了符合用户的使用习惯，所述操作装置可以被加工为笔状。

在步骤s1中，操作装置具体是通过设置在操作装置本体上的摄像头来进行拍摄。摄像头可以设置在操作装置的前端或者侧端。

请参阅图2，其是图1中的步骤s2的具体流程示意图。在本实施例中，步骤s2包括：

s21，所述操作装置获取当前时刻所述位置标识物在拍摄画面坐标系中的坐标(x1，y1)；

s22，所述操作装置根据所述坐标(x1,y1)计算出所述当前时刻所述指示位置在所述显示画面上的坐标(x2,y2)；其中，x2＝x1·l2/l1，y2＝y1·w2/w1；l1为所述拍摄画面的长，l2为所述显示画面的长，w1为所述拍摄画面的宽，w2为所述显示画面的宽。

l2/l1以及w2/w1实际上是将拍摄画面的坐标系转变为显示画面的坐标系的长系数以及宽系数，因此根据长系数以及x1即可得到指示位置在显示画面的x方向的坐标x2，根据宽系数以及y2即可得到指示位置在显示画面的y方向坐标y2。

在步骤s3中，操作装置优选通过无线将当前时刻所述指示位置在所述显示画面上的坐标发送到所述显示装置，以使所述显示装置在所述显示画面上对所述指示位置进行显示处理。所述显示装置进行显示处理可以是显示光点或者光圈，在本实施例中不作限定。

通过上述步骤s1到s3所述的方法，在当前时刻的拍摄画面中识别到所述位置标识物时可以计算出当前时刻指示位置在显示画面中的坐标。但是上述步骤s1到s3所述的方法往往存在显示盲区，且在操作装置距离显示设备距离较远时，对位置标识物识别度低，因而无法直接用上述步骤s1到s3所述的方法进行计算，而本实施例通过步骤s4及s5克服上述步骤s1到s3所述的方法的缺点。

请参阅图3，其是图1中的步骤s4的具体流程示意图。本实施例的步骤s4包括：

s41,所述操作装置根据所述显示画面的尺寸、当前时刻所述位置标识物在显示画面坐标系与拍摄画面坐标系的尺寸比例，确定所述显示画面映射到拍摄画面坐标系中的模拟显示画面的大小；

s42,所述操作装置根据所述当前时刻所述位置标识物在拍摄画面坐标系中的坐标，确定所述显示画面映射到拍摄画面坐标系中的模拟显示画面的位置。

本实施例的步骤s5具体为：所述操作装置通过自动调焦使所述模拟显示画面全部包含在所述拍摄画面中，且满足：l1/l0＜a或w1/w0＜b；其中a和b为定值；l0为所述模拟显示画面的长，w0为所述模拟显示画面的宽，l1为所述拍摄画面的长，w1为所述拍摄画面的宽。

通过自动调焦使所述模拟显示画面全部包含在所述拍摄画面中，能保证所述操作装置始终能拍摄到所述位置标识物；通过自动调焦使拍摄画面与模拟显示画面满足l1/l0＜a或w1/w0＜b，能保证拍摄画面能识别到位置标识物。

优选地，所述自动调焦为数码调焦或光学调焦。具体地，所述数码调焦通过对拍摄画面的放大和缩小实现；所述光学调焦通过改变镜头镜片组的位置调整镜头的焦距实现。

通过所述步骤s4及s5，能得到显示画面映射到拍摄画面坐标系中的模拟显示画面，并通过自动调焦使所述模拟显示画面保持位于拍摄画面坐标系的预设画面范围中，使本发明实施例的位置显示方法不存在显示盲区，且在操作装置距离显示设备距离较远时，保证对位置标识物识别度不至于太低，始终能通过位置标识物在拍摄画面坐标系中的坐标计算出指示位置在显示画面坐标系中的坐标。

优选地，所述位置标识物包括第一位置标识物与第二位置标识物。其中，所述第一位置标识物与第二位置标识物为任意可以被操作装置能够识别的物体，在本实施例中，所述第一位置标识物与所述第二位置标识物均为红外led。

所述位置标志物可以设置在显示装置的任一位置，例如显示画面的边框或者显示画面上；优选地，所述位置标志物设置在所述显示画面的中心点。

在第一种实施例中，所述当前时刻所述位置标识物在拍摄画面坐标系中的坐标为：当前时刻所述第一位置标识物及所述第二位置标识物的连线中点在拍摄画面坐标系的坐标。

在第二种实施例中，所述当前时刻所述位置标识物在拍摄画面坐标系中的坐标为：当前时刻所述第一位置标识物在拍摄画面坐标系的坐标。

在第三种实施例中，所述当前时刻所述位置标识物在拍摄画面坐标系中的坐标为：当前时刻所述第二位置标识物在拍摄画面坐标系的坐标。

所述当前时刻所述位置标识物在显示画面坐标系与拍摄画面坐标系的尺寸比例为：当前时刻所述第一位置标识物与所述第二位置标识物在显示画面坐标系的距离及在拍摄画面坐标系的距离的比例。

为了清楚本实施例的工作原理，请同时参阅图4。其中，图4是当前时刻显示画面与拍摄画面的状态示意图。在图4中，实线框表示显示画面，虚线框表示拍摄画面。a表示位置标识物在拍摄画面中的坐标，其为第一位置标识物及第二位置标识物的连线中点，b表示指示位置在显示画面中的坐标。本实施例的最终目的是要得到b的具体坐标，并且通过显示装置显示，以指示操作装置所指示的位置。

应当指出，所述步骤s2、s4及s5在本发明实施例中同时进行，因而自动调焦为实时自动调焦。

为了执行上述的一种位置指示方法，本发明实施例还提供了一种用于位置指示的操作装置。

请参阅图5，其是本发明实施例提供的一种用于位置指示的操作装置的结构框图，其包括：

拍摄模块1：用于从非接触的位置上指示显示装置的显示画面上的任意位置，并拍摄指示位置的图像以得到拍摄画面；其中，所述显示装置上设置有位置标识物；

坐标获取模块2：用于根据当前时刻所述位置标识物在拍摄画面坐标系中的坐标，获取当前时刻所述指示位置在显示画面坐标系中的坐标；

坐标发送模块3：用于将当前时刻所述指示位置在显示画面坐标系中的坐标发送到所述显示装置，以使所述显示装置在所述显示画面上对所述指示位置进行显示处理；

画面模拟模块4：用于根据所述显示画面的尺寸、当前时刻所述位置标识物在显示画面坐标系与拍摄画面坐标系的尺寸比例、当前时刻所述位置标识物在拍摄画面坐标系中的坐标，得到所述显示画面映射到拍摄画面坐标系中的模拟显示画面；

自动调焦模块5：用于通过自动调焦使所述模拟显示画面保持位于拍摄画面坐标系的预设画面范围中。

请参阅图6，其是图5中的画面模拟模块4的结构框图。

优选地，所述画面模拟模块4包括：

大小计算单元41：用于根据所述显示画面的尺寸、当前时刻所述位置标识物在显示画面坐标系与拍摄画面坐标系的尺寸比例，确定所述显示画面映射到拍摄画面坐标系中的模拟显示画面的大小；

位置计算单元42：用于根据所述当前时刻所述位置标识物在拍摄画面坐标系中的坐标，确定所述显示画面映射到拍摄画面坐标系中的模拟显示画面的位置。

请参阅图7，其是图5中的坐标获取模块2的结构框图。

优选地，所述坐标获取模块2包括：

坐标识别单元21：用于获取当前时刻所述位置标识物在拍摄画面坐标系中的坐标(x1，y1)；

坐标计算单元22：用于根据所述坐标(x1,y1)计算出所述当前时刻所述指示位置在所述显示画面上的坐标(x2,y2)；其中，x2＝x1·l2/l1，y2＝y1·w2/w1；l1为所述拍摄画面的长，l2为所述显示画面的长，w1为所述拍摄画面的宽，w2为所述显示画面的宽。

优选地，所述位置标识物包括第一位置标识物与第二位置标识物；

所述当前时刻所述位置标识物在拍摄画面坐标系中的坐标具体为：当前时刻所述第一位置标识物及所述第二位置标识物的连线中点在拍摄画面坐标系的坐标；

所述当前时刻所述位置标识物在显示画面坐标系与拍摄画面坐标系的尺寸比例具体为：当前时刻所述第一位置标识物与所述第二位置标识物在显示画面坐标系的距离及在拍摄画面坐标系的距离的比例。

优选地，所述第一位置标识物及所述第二位置标识物均为红外led灯。

优选地，所述自动调焦模块5具体通过自动调焦使所述模拟显示画面全部包含在所述拍摄画面中，且满足：l1/l0＜a或w1/w0＜b；其中a和b为定值；l0为所述模拟显示画面的长，w0为所述模拟显示画面的宽，l1为所述拍摄画面的长，w1为所述拍摄画面的宽。

优选地，所述自动调焦为数码调焦或光学调焦。

优选地，所述坐标发送模块3具体用于通过无线将当前时刻所述指示位置在所述显示画面坐标系中的坐标发送到所述显示装置，以使所述显示装置在所述显示画面上对所述指示位置进行显示处理。

需要说明的是，本发明实施例提供的一种用于位置指示的操作装置用于执行上述的位置指示方法的所有方法步骤，两者的工作原理和有益效果一一对应，因而不再赘述。

同时，本发明实施例还提供了一种显示系统，包括显示装置以及上述用于位置指示的操作装置。

相比于现有技术，本发明实施例的有益效果在于：本发明实施例提供了一种位置指示方法、用于位置指示的操作装置与显示系统，其中位置指示方法包括操作装置从非接触的位置上指示显示装置的显示画面上的任意位置，并对指示位置拍摄以得到拍摄画面；操作装置根据当前时刻所述位置标识物在拍摄画面坐标系中的坐标，获取当前时刻所述指示位置在显示画面坐标系中的坐标；操作装置将当前时刻所述指示位置在显示画面坐标系中的坐标发送到所述显示装置，以使所述显示装置在所述显示画面上对所述指示位置进行显示处理；操作装置根据所述显示画面的尺寸、当前时刻所述位置标识物在显示画面坐标系与拍摄画面坐标系的尺寸比例、当前时刻所述位置标识物在拍摄画面坐标系中的坐标，得到所述显示画面映射到拍摄画面坐标系中的模拟显示画面；操作装置通过自动调焦使所述模拟显示画面保持位于拍摄画面坐标系的预设画面范围中。本方法采用的是具有摄像功能的操作装置，而不是激光指示器，不会对人眼造成损伤或者危害，并且可以适用于任意的显示设备；同时，通过本方法，克服了因拍摄盲区导致无法正常显示，以及操作装置距离显示设备距离较远时因操作装置对位置标识物的解析度低导致难以识别的问题。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(read-onlymemory，rom)或随机存储记忆体(randomaccessmemory，ram)等。