嵌入式屏幕光点定位装置

摘要

本发明涉及投影屏幕上的激光点自动识别和定位技术，其特征在于：在装在摄像机镜头中的650nm高透滤光片的配合下，对图像中的激光点进行识别，通过自动屏幕校准过程获得的屏幕坐标信息计算出激光点相对于屏幕的实际坐标，并通过光圈驱动模块控制镜头光圈大小，来适应屏幕校准和激光点定位情况下对镜头光圈大小的不同要求，图像的处理和分析由FPGA处理器来完成，单片机将激光点定位结果通过多通道RF收/发器向PC主机发出，该单片机同时通过RF收/发器接收PC主机发来的图像处理器配置文件，实现配置程序的无线升级。本发明同时实现了屏幕自动校准、光圈自动控制、光点自动定位和配置程序无线下载功能，具有实时性强，可靠性高，配置简单灵活易维护等优点。

主权项

1. 嵌入式屏幕光点定位装置，其特征在于，含有：镜头前装有650nm高透滤光片的摄像机、视频解码器和视频编码器、图像处理器、单片机、两个同步动态随机存储器、红外接收器、多通道的RF收/发器、固化有激光光点定位程序的Flash存储器、光圈驱动器、自动光圈镜头及投影机，其中：摄像机，采用480线黑白摄像机，其AV视频输出端与所述视频解码器的模拟视频输入端相连，该摄像机实时监视投影屏幕，并将采集到的图像交给所述视频解码器进行处理；投影机，其AV视频输入端和所述视频编码器的模拟视频输出端相连，当投影机工作在AV输入模式下，显示由视频编码芯片产生的校准图像；视频解码器，采用飞利浦公司的SAA7113视频解码芯片，其数字视频信号输出端与所述图像处理器的视频数据输入端相连，作用是将所述摄像机输入的模拟视频信号抽样量化为数字视频信号供图像处理器进行处理；视频编码器，采用飞利浦公司的SAA7121视频编码芯片，其数字视频信号输入端与所述图像处理器的视频数据输出端相连，作用是将图像处理器产生的数字视频信号转化为模拟视频信号，并由投影机投影显示；图像处理器，采用15万门的FPGA器件，设有：视频编解码芯片控制端，分别与所述视频编码器和视频解码器的控制输入端相连；在所述嵌入式屏幕光点定位装置初始化时，图像处理器负责配置视频编解码芯片的各种运行参数；在所述嵌入式屏幕光点定位装置运行时，图像处理器对由视频数据输入端接收到的视频数据进行实时分析，确定图像中是否存在激光点、该激光点的位置坐标以及该激光点亮度信息；同时，在进行屏幕自动校准时，图像处理器负责产生黑白棋盘格模式的校准图像，并对含有黑白棋盘格图像的图像进行分析，定位出各角点的位置，从而确定投影屏幕在图像中的位置参数；通过这些参数，由激光点在图像中的位置求出激光点相对于投影屏幕的位置；两个同步动态随机存储器，分别与所述图像处理器互连，并通过乒乓操作对收到的连续视频图像进行分时存储和处理；单片机，设有图像处理器控制端和图像处理结果输入端；其中，图像处理器控制端与所述图像处理器的控制输入端相连，单片机通过该端口向图像处理器发出各种初始化、控制命令；图像处理结果输入端与所述图像处理器的结果输出端相连，单片机通过该端口接收图像处理器分析的结果；单片机是所述嵌入式屏幕光点定位装置的控制核心，负责所述嵌入式屏幕光点定位装置的初始化和运行控制；RF收/发器，采用2.4GHz无线单片收发芯片nRF2401构成，通过RF数据收发端与所述单片机的通用端口相连；接收状态下，RF收/发器接收由PC主机发出的以无线RF信号为载体图像处理程序，并解调为数字信号通过单片机通用端口发送给单片机；发射状态下，RF收/发器接收来自单片机的激光点位置信息，并调制为无线RF信号发射出；红外接收器，设有遥控信号输出端口，该遥控信号输出端口和所述单片机的通用端口相连，接收红外遥控信号，进行解调后送给单片机处理；Flash存储器，设有数据端口和地址端口，该数据端口和地址端口与所述单片机的通用端口相连；负责存储单片机的固件程序和图像处理程序，单片机通过读写操作来访问其中数据；光圈驱动器，设有：光圈控制输入端，和所述单片机的通用端口相连，接收单片机发送来的5位光圈控制信号；光圈控制输出端口，与所述自动光圈镜头的四针插孔相连，光圈驱动器通过该端口驱动所述自动光圈镜头里的电机转动，控制光圈变化；摄像机在进行自动屏幕校准时，增大镜头光圈，摄入屏幕校准图像；在进行激光点识别时，调小镜头光圈，这种情况下，只有激光点的红光可以透过镜头成像。