[发明专利]激光笔光流轨迹跟踪方法、投影设备及计算机可读存储介质

权利要求书

1.一种激光笔光流轨迹跟踪方法，应用于投影设备，其特征在于，所述激光笔光流轨迹跟踪方法包括：

按照预设的采样时间间隔获取所述投影设备的摄像装置连续抓拍的若干帧幕布图像，所述幕布图像包括激光笔投射在幕布上的光斑；

定位每帧幕布图像中的光斑位置，包括：预先存储包括光斑的原始幕布图像的像素矩阵，设光斑的起始位置为（0，0），起始移动速度及方向均为0；分别将每帧包含有光斑的幕布图像的像素矩阵与所述原始幕布图像的像素矩阵做差，得到光斑差值图像矩阵；将所述光斑差值图像矩阵做透视投影变换，得到透视投影图像矩阵；对所述透视投影图像矩阵进行高斯滤波；遍历经过高斯滤波后的透视投影图像矩阵中的每一个像素点，搜索像素点的预设邻域内的各个像素点的亮度值均大于预设亮度阈值的区域，所述区域即为光斑所在区域；分别计算光斑所在区域的像素点在x、y两个方向上的一阶导数，取方向导数所形成的极大值作为光斑的边缘轮廓数据；采用霍夫变换算法根据所述光斑的边缘轮廓数据检测出光斑的圆心坐标和半径；

根据每帧幕布图像中的光斑位置计算出光斑在幕布上的移动速度及方向；

根据所述光斑在幕布上的移动速度及方向，对相邻采样周期间隔内的光流轨迹进行插值运算，以得到相邻采样周期间隔内的光斑插值，对所述光斑插值进行拟合得到所述光斑在幕布上光流轨迹；

控制投影幕布对所述光斑在幕布上的光流轨迹进行显示。

2.如权利要求1所述的激光笔光流轨迹跟踪方法，其特征在于，所述投影设备摄像装置的拍摄镜头上安装有可见光滤光片和可见光滤光片切换装置，所述按照预设的采样时间间隔获取所述投影设备的摄像装置连续抓拍的若干帧幕布图像之前还包括：

控制所述切换装置触发所述可见光滤光片进入工作状态；

控制所述摄像装置连续抓拍幕布图像，所述激光笔投射在幕布上的光斑由可见光和红外光组成。

3.如权利要求1所述的激光笔光流轨迹跟踪方法，其特征在于，所述预设邻域为像素点的36邻域内，所述预设亮度阈值为200。

4.如权利要求1所述的激光笔光流轨迹跟踪方法，其特征在于，所述采用霍夫变换算法根据所述光斑的边缘轮廓数据检测出光斑的圆心坐标和半径之后还包括：

若所述幕布图像上同时定位出多个光斑，则分别根据所述多个光斑的圆心坐标和保存的历史光流轨迹，计算出所述多个光斑到所述历史光流轨迹的欧氏距离和夹角，选择所述欧氏距离和夹角最小的圆心点所对应的光斑作为当前帧幕布图像的光斑。

5.如权利要求1或4所述的激光笔光流轨迹跟踪方法，其特征在于，所述根据每帧幕布图像中的光斑位置计算出光斑在幕布上的移动速度及方向包括：

根据当前帧幕布图像中计算所得到的光斑的圆心坐标和上一帧幕布图像中的圆心坐标计算得到两者之间的距离；

采用所述两者之间的距离除以帧间采样时间间隔，得到所述光斑在幕布上的移动速度；

计算所述光斑在幕布上的移动速度在x、y两个方向上的比值，利用公式θ=arctany/x，求得所述光斑在幕布上的移动方向。

6.如权利要求1所述的激光笔光流轨迹跟踪方法，其特征在于，控制所述投影幕布对所述光斑在幕布上的光流轨迹进行显示包括：

将所述光斑在幕布上的光流轨迹封装成安卓系统的输入事件发送至所述安卓系统的Framework层，使所述 Framework层通过输入子系统将所述光斑在幕布上的光流轨迹传递给上层用户系统，以便所述上层用户系统响应所述输入事件，将所述光流轨迹添加到幕布的显示画面中进行显示。

7.如权利要求1所述的激光笔光流轨迹跟踪方法，其特征在于，控制所述投影幕布对所述光斑在幕布上的光流轨迹进行显示包括：

将所述光斑在幕布上的光流轨迹封装成激光笔所提供的按键输入事件发送至安卓系统的 Framework层，使所述 Framework层通过输入子系统将所述光斑在幕布上的光流轨迹传递给上层用户系统，以便所述上层用户系统响应所述按键输入事件，将所述光流轨迹添加到幕布的显示画面中进行显示。