專利名稱：一種穩(wěn)定可靠的交互式電子白板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及ー種電子白板裝置，尤其涉及ー種定位準(zhǔn)確的交互式電子白板。
背景技術(shù)：
現(xiàn)階段的國(guó)際或國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上，具有代表性的電子白板有電磁感應(yīng)式、紅外線式、電阻式、超聲波式等電子白板。其中，電磁感應(yīng)式電子白板包括基板、一支可以發(fā)射電磁波的筆、以及水平垂直兩個(gè)方向排列在基板上的接收線圈膜，膜的大小與基板上的顯示區(qū)域相同。該電子白板的缺點(diǎn)是容易劃傷，一旦中間出現(xiàn)劃傷，整塊板就可能報(bào)廢，又因?yàn)榻邮站€圈膜成本高，從而制作超大面積的顯示版面較不現(xiàn)實(shí)，給使用帶來(lái)不便。紅外線式電子白板包括基板、密布在基板顯示區(qū)四周的紅外接收發(fā)射對(duì)管。其工作原理為由紅外接收發(fā)射對(duì)管形成水平垂直方向的掃描網(wǎng)格，當(dāng)有可以阻擋紅外光的物體阻擋住網(wǎng)格中的某對(duì)水平和垂直紅外掃描線時(shí)，就可以通過(guò)被阻擋的水平和垂直方向的紅外線位置確定X，Y坐標(biāo)，實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)的定位。其缺點(diǎn)是容易受強(qiáng)紅外光的影響，定位精度不高。超聲波式電子白板包 括基板、放置于基板ー邊的兩個(gè)按固定距離分布的超聲接收裝置，以及ー個(gè)發(fā)射超聲波的定位筆，其工作原理是當(dāng)筆移動(dòng)在基板的表面時(shí)，接收器檢測(cè)到其發(fā)射的超聲波，由收到超聲波的時(shí)間來(lái)?yè)Q算出筆與兩個(gè)接收器的距離。其缺點(diǎn)是受溫度影響較大，定位精確度不均勻。電阻膜式電子白板包括基板，設(shè)于其上的依次由水平電阻膜、絕緣網(wǎng)格、導(dǎo)電膜、絕緣網(wǎng)格、垂直電阻膜組合而成的組合膜，組合膜與顯示區(qū)域大小相同，與導(dǎo)電膜電連接的測(cè)試電路。其工作原理是在水平垂直電阻膜上加ー個(gè)固定的電壓，在沒(méi)有外力作用下，導(dǎo)電膜不接觸電阻膜，沒(méi)有電壓被測(cè)得，不會(huì)產(chǎn)生定位的信息反應(yīng)；當(dāng)用書(shū)寫(xiě)筆或手指用力觸摸電阻膜的某一點(diǎn)吋，電流通過(guò)導(dǎo)電膜被測(cè)試電路讀取，由讀取的水平和垂直方向兩個(gè)電壓，換算出觸摸點(diǎn)的X，Y方向位置，實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)的定位。其缺點(diǎn)為書(shū)寫(xiě)較吃力，力度不夠時(shí)，字跡將顯示不出來(lái)，因而需用カ書(shū)寫(xiě)，從而導(dǎo)致書(shū)寫(xiě)速度較慢，另外，容易劃傷，且一旦有劃傷，就不能使用，此外，由于制作成本高，制作超大面積的電子白板較不現(xiàn)實(shí)

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型目的在于提供ー種信號(hào)發(fā)射筆不直接與基板接觸、定位準(zhǔn)確、成本低的交互式電子白板，解決現(xiàn)有技術(shù)存在的基板為專用復(fù)合板，容易損壞、使用成本高，受外界因素影響大，定位不精確等問(wèn)題。為達(dá)到上述目的，提供一種穩(wěn)定可靠的交互式電子白板，包括白板基體，與所述白板基體配合的計(jì)算機(jī)和投影儀，其特征在于還包括與所述白板基體配合的紅外信號(hào)發(fā)射筆，設(shè)置在所述白板基體的每側(cè)邊沿或?qū)俏恢蒙系募t外發(fā)射裝置和攝像裝置，所述的攝像裝置與計(jì)算機(jī)通過(guò)視頻采集卡相連接。所述白板基體每側(cè)邊沿直線的位置上的紅外發(fā)射裝置和攝像裝置各至少為ー個(gè)。所述白板基體每側(cè)邊沿上的攝像裝置為ー個(gè)，其設(shè)置在該邊沿的中部，所述白板基體的每側(cè)邊沿距離對(duì)角附近設(shè)置有至少ー個(gè)所述的紅外發(fā)射裝置。[0007]所述白板基體每側(cè)邊沿上的紅外發(fā)射裝置為ー個(gè)，其設(shè)置在該邊沿的中部，所述白板基體的每側(cè)邊沿距離對(duì)角附近設(shè)置有至少ー個(gè)所述的攝像裝置。所述的白板基體為普通的黒板或者白板，或者白色的墻壁。所述的紅外發(fā)射裝置為L(zhǎng)ED紅外發(fā)光二級(jí)管，所述的攝像裝置為紅外C⑶攝像頭。所述信號(hào)發(fā)射筆的筆尖設(shè)有LED紅外發(fā)光二級(jí)管，該筆上還設(shè)有控制LED紅外發(fā)光二級(jí)管的開(kāi)關(guān)。以上設(shè)置可根據(jù)實(shí)際需要，其尺寸可大可小，當(dāng)白板基體較小時(shí)，可以將書(shū)寫(xiě)筆跡投影到較大面積的其他物體的平面上。當(dāng)在白板基體上沒(méi)有筆在書(shū)寫(xiě)時(shí)(即此時(shí)筆不發(fā)射紅外信號(hào))，每個(gè)攝像頭拍攝到的是幾個(gè)固定紅外發(fā)射裝置發(fā)射的白色亮點(diǎn)視頻圖像，當(dāng)用 筆進(jìn)行書(shū)寫(xiě)時(shí)(此時(shí)筆發(fā)射紅外信號(hào))，紅外CCD攝像頭將拍攝到ー個(gè)白色亮點(diǎn)(筆上的紅外信號(hào)所導(dǎo)致)在固定背景(固定紅外發(fā)射裝置發(fā)射發(fā)出的光所導(dǎo)致)下運(yùn)動(dòng)的視頻圖像，通過(guò)視頻采集卡傳輸?shù)接?jì)算機(jī)內(nèi)。通過(guò)將每一時(shí)刻前后兩幀圖像相減，利用計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)我們就能在去除背景信息的情況下獲得運(yùn)動(dòng)亮點(diǎn)的書(shū)寫(xiě)軌跡圖像，最后將該書(shū)寫(xiě)軌跡曲線在電腦屏幕的相應(yīng)位置畫(huà)出，并通過(guò)投影儀投影到電子白板上實(shí)現(xiàn)書(shū)寫(xiě)內(nèi)容的輸出顯示。本實(shí)用新型的白板基體可以是一般的板狀物體，確保了該交互式電子白板的成本較低，同時(shí)，其尺寸可根據(jù)實(shí)際需要而定，滿足不同的需求，當(dāng)尺寸較大時(shí)，可直接將書(shū)寫(xiě)軌跡投影到該白板基體上，當(dāng)尺寸較小時(shí)，可以將書(shū)寫(xiě)筆跡投影到較大面積的其他物體的平面上；紅外信號(hào)發(fā)射筆不與白板基體直接接觸，使得書(shū)寫(xiě)快且輕松；通過(guò)兩相交直線只有ー個(gè)交點(diǎn)的原理，可準(zhǔn)確的反應(yīng)紅外信號(hào)發(fā)射筆所發(fā)射的光在白板基體上的具體位置，定位準(zhǔn)確，書(shū)寫(xiě)識(shí)別率高，能準(zhǔn)確反應(yīng)書(shū)寫(xiě)軌跡；白板基體的每側(cè)邊至少設(shè)置兩個(gè)LED紅外發(fā)光二級(jí)管，只要確保每側(cè)邊有ー個(gè)LED紅外發(fā)光二級(jí)管正常工作，電子白板就能正常工作，同時(shí)，可在電子白板工作的狀態(tài)下，及時(shí)更換損壞的LED紅外發(fā)光二級(jí)管，確保了該交互式電子白板的工作具有較高的穩(wěn)定性、可靠性。

圖I是本實(shí)用新型方案一的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型方案ニ的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3的左視結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實(shí)用新型中的信號(hào)發(fā)射筆的一種結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本實(shí)用新型的ー種工作原理分析示意圖。圖中1.白板基體、2.信號(hào)發(fā)射筆、3.計(jì)算機(jī)、4.紅外發(fā)射裝置、5.攝像裝置、
6.視頻采集卡、7.開(kāi)關(guān)、8. LED紅外發(fā)光二級(jí)管、9.曲線、10.曲線、11.照射位置、12.像點(diǎn)、
13.像點(diǎn)、14.像點(diǎn)、15.像點(diǎn)、16.成像平面、17.成像平面、18.投影儀；
具體實(shí)施方式
如圖I方案一實(shí)施例ー種交互式電子白板，如圖I所示，它包括白板基體I，與所述白板基體配合的計(jì)算機(jī)3和投影儀18，與所述白板基體I配合的信號(hào)發(fā)射筆2，設(shè)置在白板基體I的側(cè)邊沿上的紅外發(fā)射裝置4位于側(cè)邊的中部，攝像裝置5設(shè)置在對(duì)角出，攝像裝置5與計(jì)算機(jī)3通過(guò)視頻采集卡6相連接。紅外發(fā)射裝置4為L(zhǎng)ED紅外發(fā)光二級(jí)管，所述的攝像裝置5為紅外CXD攝像頭，其對(duì)準(zhǔn)顯示區(qū)域。信號(hào)發(fā)射筆2的筆尖設(shè)有LED紅外發(fā)光二級(jí)管8，該筆上還設(shè)有控制LED紅外發(fā)光二級(jí)管8的開(kāi)關(guān)7，如圖4所示。如圖2所示為實(shí)施方案ニ，白板基體I側(cè)邊沿上的攝像裝置5為ー個(gè)，其設(shè)置在該邊沿的中部，白板基體I的側(cè)邊沿的兩端(即白板的對(duì)角處)各設(shè)置ー個(gè)紅外發(fā)射裝置4，該紅外發(fā)射裝置4分別設(shè)置在相應(yīng)攝像裝置5的兩側(cè)。以上圖I和圖2所示的方案為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置，紅外發(fā)射裝置4和攝像裝置5處于白板的四個(gè)對(duì)角的附近即可，設(shè)置好后使用過(guò)程中不要挪動(dòng)位置即可。計(jì)算機(jī)3通過(guò)ー塊視頻采集卡6將四個(gè)紅外CXD攝像頭5所拍攝的視頻圖像以每秒25幀不斷地采集到計(jì)算機(jī)3中進(jìn)行處理(如圖5所示)。當(dāng)在白板基體上的顯示區(qū)域沒(méi)有信號(hào)發(fā)射筆2在書(shū)寫(xiě)時(shí)(此時(shí)筆上的LED紅外發(fā)光二極管8不亮)，每個(gè)紅外CCD攝像頭拍攝到的是幾個(gè)固定LED紅外發(fā)光二極管4發(fā)出的白色亮點(diǎn)視頻圖像；當(dāng)用信號(hào)發(fā)射筆2進(jìn)行書(shū)寫(xiě)時(shí)(此時(shí)筆上的LED紅外發(fā)光二極管8亮)，四個(gè)紅外CXD攝像頭5將拍攝到ー個(gè)白色亮點(diǎn)(筆上的LED紅外發(fā)光二極管8發(fā)出的光所導(dǎo)致)在固定背景(固定LED紅·外發(fā)光二極管4發(fā)出的光所導(dǎo)致)下運(yùn)動(dòng)的視頻圖像，將每ー時(shí)刻前后兩幀圖像相減，利用計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)，我們就能在去除背景信息的情況下獲得運(yùn)動(dòng)亮點(diǎn)的書(shū)寫(xiě)軌跡圖像，同時(shí)通過(guò)背景信息進(jìn)行書(shū)寫(xiě)軌跡的定位，最后將該書(shū)寫(xiě)軌跡曲線在電腦屏幕的相應(yīng)位置畫(huà)出，并通過(guò)投影儀投影到白板基體上實(shí)現(xiàn)書(shū)寫(xiě)內(nèi)容的輸出顯示。白板基體可以是一般的板狀物體(在實(shí)際使用中，可直接采用傳統(tǒng)的黑板)，可根據(jù)實(shí)際需要，其尺寸可大可小。該交互式電子白板的工作原理結(jié)合圖5進(jìn)行分析，具體分析如下要計(jì)算出筆尖LED紅外發(fā)光二極管8發(fā)出的光在白板基體上的照射位置11的坐標(biāo)，只要求出直線9和直線10的相交點(diǎn)坐標(biāo)值即可。由于固定的LED紅外發(fā)光二極管4到相應(yīng)CXD攝像頭5的距離為a和b，電子白板的長(zhǎng)度為L(zhǎng)、寬度為H，以及CXD攝像頭的焦距e (e的值即為白板基體I到CXD攝像頭5的成像平面16和17的距離)，均為已知。則根據(jù)公式t = (bXe)/L可以計(jì)算得出成像點(diǎn)12的t值,成像點(diǎn)B的r = t+(成像點(diǎn)12、像點(diǎn)13之間的距離)，由于e值已知，所以成像點(diǎn)13的橫、縱坐標(biāo)均為已知，同時(shí)固定位置的CXD攝像頭中心點(diǎn)的橫、縱坐標(biāo)均為定值，這樣一來(lái)，就可以確定出通過(guò)成像點(diǎn)13、固定位置的CCD攝像頭5的中心點(diǎn)的直線9。同理可以計(jì)算出直線10，最后計(jì)算出直線9、直線10的交點(diǎn)坐標(biāo)值即為筆尖所在位置的橫、縱坐標(biāo)值。本實(shí)用新型的白板基體可以是一般的板狀物體，確保了該交互式電子白板的成本較低，同時(shí)，其尺寸可根據(jù)實(shí)際需要而定，滿足不同的需求，當(dāng)尺寸較大時(shí)，可直接將書(shū)寫(xiě)軌跡投影到該白板基體上，當(dāng)尺寸較小時(shí)，可以將書(shū)寫(xiě)筆跡投影到較大面積的其他物體的平面上；紅外信號(hào)發(fā)射筆不與白板基體直接接觸，使得書(shū)寫(xiě)快且輕松；通過(guò)兩相交直線只有ー個(gè)交點(diǎn)的原理，可準(zhǔn)確的反應(yīng)紅外信號(hào)發(fā)射筆所發(fā)射的光在白板基體上的具體位置，定位準(zhǔn)確，書(shū)寫(xiě)識(shí)別率高，能準(zhǔn)確反應(yīng)書(shū)寫(xiě)軌跡；該交互式電子白板的工作具有較高的穩(wěn)定性、可靠性，本產(chǎn)品實(shí)用價(jià)值較高。
權(quán)利要求1.一種穩(wěn)定可靠的交互式電子白板，包括白板基體，與所述白板基體配合的計(jì)算機(jī)和投影儀，其特征在于還包括與所述白板基體配合的紅外信號(hào)發(fā)射筆，設(shè)置在所述白板基體的每側(cè)邊沿或?qū)俏恢蒙系募t外發(fā)射裝置和攝像裝置，所述的攝像裝置與計(jì)算機(jī)通過(guò)視頻采集卡相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種穩(wěn)定可靠的交互式電子白板，其特征在于所述白板基體每側(cè)邊沿直線的位置上的紅外發(fā)射裝置和攝像裝置各至少為ー個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的ー種穩(wěn)定可靠的交互式電子白板，其特征在于所述白板基體每側(cè)邊沿上的攝像裝置為ー個(gè)，其設(shè)置在該邊沿的中部，所述白板基體的每側(cè)邊沿距離對(duì)角附近設(shè)置有至少ー個(gè)所述的紅外發(fā)射裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的ー種穩(wěn)定可靠的交互式電子白板，其特征在于所述白板基體 每側(cè)邊沿上的紅外發(fā)射裝置為ー個(gè)，其設(shè)置在該邊沿的中部，所述白板基體的每側(cè)邊沿距離對(duì)角附近設(shè)置有至少ー個(gè)所述的攝像裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2或3所述的ー種穩(wěn)定可靠的交互式電子白板，其特征在于所述的白板基體為黑板或者白板，或者白色的墻壁。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2或3所述的ー種穩(wěn)定可靠的交互式電子白板，其特征在于所述的紅外發(fā)射裝置為L(zhǎng)ED紅外發(fā)光二級(jí)管，所述的攝像裝置為紅外CXD攝像頭。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的ー種穩(wěn)定可靠的交互式電子白板,其特征在于所述信號(hào)發(fā)射筆的筆尖設(shè)有LED紅外發(fā)光二級(jí)管，該筆上還設(shè)有控制LED紅外發(fā)光二級(jí)管的開(kāi)關(guān)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種穩(wěn)定可靠的交互式電子白板。它包括白板基體，與白板基體配合的計(jì)算機(jī)、投影儀紅外信號(hào)發(fā)射筆，設(shè)置在白板基體的每側(cè)邊沿上的對(duì)稱設(shè)置的紅外發(fā)射裝置和攝像裝置，攝像裝置與計(jì)算機(jī)通過(guò)視頻采集卡相連接。白板基體可以是一般板狀物體，成本較低，同時(shí)，其尺寸可根據(jù)實(shí)際需要而定；紅外信號(hào)發(fā)射筆不與白板基體直接接觸，使得書(shū)寫(xiě)速度快且輕松；定位準(zhǔn)確，書(shū)寫(xiě)識(shí)別率高，能準(zhǔn)確反應(yīng)書(shū)寫(xiě)軌跡；在確保每側(cè)邊有一個(gè)LED紅外發(fā)光二級(jí)管正常工作，電子白板就能正常工作，可在不停正工作的狀態(tài)下，及時(shí)更換損壞的LED紅外發(fā)光二級(jí)管，確保了該交互式電子白板的工作具有較高的穩(wěn)定性、可靠性。
文檔編號(hào)G06F3/042GK202632252SQ20122003548
公開(kāi)日2012年12月26日 申請(qǐng)日期2012年2月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月3日
發(fā)明者朱鵬煒 申請(qǐng)人:朱鵬煒