CN101533316A - 一种交互式电子白板系统及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种交互式电子白板系统，该系统由图像采集装置、投影装置、计算机、USB接口的无线接收装置、白板和电子白板笔组成；图像采集装置和投影装置都与计算机连接，计算机与USB接口的无线接收装置连接，USB接口的无线接收装置用于接收电子白板笔的无线信号并将此无线信号传送至计算机并控制计算机的运行；电子白板笔上设置红外发射装置，红外发射装置发射的光在白板上形成红外光斑，红外光斑被图像采集装置采集后经图像采集卡传递给计算机，计算机计算得出电子白板笔投影在白板的相对位置，然后利用相对位置生成图像，同时投影装置将图像内容投影到白板；通过电子白板笔实现键盘及鼠标的功能。

Description

一种交互式电子白板系统及其使用方法
技术领域：
本发明属于图像处理领域，涉及一种交互式电子白板系统及其使用方法。
背景技术：
电子白板是当前会议与教育等场合常见的交流演示工具，能够更加直观而高效地帮助表达观点与思想。
使用压感输入方式的电子白板，相当于计算机的一个触摸屏，当教师用手指或笔触及屏幕上所现实的选项时，计算机会自动处理相当的操作。其实这种电子白板内部有两层压感膜，当白板表面某一点受到压力时，两层膜在这点上形成短路，电子白板的控制器检测出受压点的坐标值，经接口送入计算机。使用激光技术的电子白板，电子白板两侧各有一激光发射器，启动后，激光发射器发出激光扫射电子白板表面，笔具有感应激光的功能，操作时，激光发射器会扫描到感光笔的位置。电磁感应式白板采用一支可以发射电磁波的笔，在白板水平和垂直两个方向排列着接受线圈膜。当笔靠近接收线圈膜时，线圈商会感应到笔发射出的电磁波。离笔越近，线圈膜感应到的电动式越高。红外线扫描式白板，由密布在显示区四周的红外线接收和发射管构成水平和垂直方向的扫描网格，形成一个扫描平面网，当有物体阻挡住网格中的某对水平和垂直扫描线时，就可以通过被阻挡的水平和垂直方向的红外线位置确定X、Y坐标，其缺点：无压感反应、受强光和灰尘的影响、白板笔不支持鼠标右键等功能，对计算机操作较困难。使用超声波技术的白板，在屏幕的两边放置两个按固定距离分布的超声波接收装置，用于定位的笔是一个超声波发射器，当笔移动在屏幕的表面时，所发射的超声波沿屏幕表面被接收器检测到，由接收到超声波的时间可以换算笔与两个接收器的距离。电磁感应式依靠射频(RF)原理，白板板芯内安装传感器，接收电磁笔发出的特定频率信号实现定位，其缺点：必须使用专用笔。电阻压感式白板，使用电阻膜技术，通过检测电阻值实现压感定位，其缺点：耐用性差，怕划伤，反应速度较慢，无法做超大面积，白板笔不支持鼠标右键等功能，对计算机操作较困难。
白板系统中一个关键性问题是白板笔的定位。当前产品定位采用的传感器主要采用压电式、电磁式和红外扫描网格传感器，使得电子白板部署和移动困难，同时产品生产流程较复杂，价格较为昂贵。
发明内容：
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种交互式电子白板系统，该系统由图像采集装置2、投影装置1、计算机3、USB接口的无线接收装置4、白板5和电子白板笔6组成；图像采集装置2和投影装置1都与计算机3连接，计算机3与USB接口的无线接收装置4连接，USB接口的无线接收装置4用于接收电子白板笔6的无线信号并将此无线信号传送至计算机3并控制计算机3的运行；电子白板笔6上设置红外发射装置，红外发射装置发射的红外光照射在白板5上形成红外光斑，红外光斑被图像采集装置2采集后经图像采集卡传递给计算机3，计算机3计算得出电子白板笔6投影在白板5的相对位置，然后利用相对位置生成图像，同时投影装置1将图像内容投影到白板5；通过电子白板笔6实现键盘及鼠标的功能。
所述的图像采集装置2为红外摄像头；所述的投影装置1为投影机。
所述的USB接口的无线接收装置4包括315MHZ无线接收电路、PT2272解码电路、以及符合USB1.1规范的以Mega8单片机为核心的HID类USB设备电路；315MHZ无线接收电路接收的无线信号经PT2272解码电路解码后传送到HID类USB设备电路。。
所述的电子白板笔6包括含有上下翻页及鼠标右键功能的交互式按键电路、315MHZ无线发射电路、PT2262编码电路以及红外发射电路；交互式按键电路发出的无线信号经PT2262编码电路编码后传送到红外发射电路发射。
所述的红外发射装置为红外激光发射器或红外LED。
一种交互式电子白板系统的使用方法：
(1)图像采集装置2与计算机3连接，电子白板笔6上设置红外发射装置，红外激光照射在白板5上形成红外光斑，红外光斑和白板5上的图像被图像采集装置2采集后传递给计算机3，形成原始图像；
(2)计算机3与USB接口的无线接收装置4连接，USB接口的无线接收装置4用于接收电子白板笔6的无线信号并将此无线信号传送至计算机3；
(3)投影装置1与计算机3连接，计算机3对所述原始图像和无线信号进行对比分析，并合成为复合图像，投影装置1将复合图像投影到白板5；
(4)通过控制电子白板笔6在白板5上的位置，实现电子白板系统的交互功能。
白板笔上安装红外激光器或者红外LED，发出的红外光照射在屏幕上形成红外光斑。对普通具有红外功能的摄像头加装红外滤镜，过滤可见光后可以拍摄到屏幕上的红外光斑的图像。图像通过计算机进行处理和计算后得到笔在屏幕上的坐标。然后利用笔的定位信息根据用户需求实现相应操作并生成图像，利用投影机将图像内容投影到电子白板屏幕上，用于实现对计算机的交互控制。同时在白板笔上加装按键，通过无线方式发送到接收模块，接收模块通过USB接口把按键信号传递给电脑实现上下翻页、快捷菜单等操作。
本设计可以以较低成本实现电子白板交互功能，利用白板笔代替鼠标在白板上进行操作，可以运行任何应用程序，可以对文件进行编辑、注释、保存等在计算机上利用键盘及鼠标可以实现的任何操作。完全不需要专用带传感器的屏幕，投影到墙面，普通投影幕布等都可以实现白板操作。安装方便。
附图说明：
图1为本发明的系统结构示意图；
具体实施方式：
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参见图1，一种交互式电子白板系统，该系统由图像采集装置2、投影装置1、计算机3、USB接口的无线接收装置4、白板5和电子白板笔6组成；图像采集装置2和投影装置1都与计算机3连接，计算机3与USB接口的无线接收装置4连接，USB接口的无线接收装置4用于接收电子白板笔6的无线信号并将此无线信号传送至计算机3并控制计算机3的运行；电子白板笔6上设置红外发射装置，红外发射装置发射的红外光照射在白板5上形成红外光斑，红外光斑被图像采集装置2采集后经图像采集卡传递给计算机3，计算机3计算得出电子白板笔6投影在白板5的相对位置，然后利用相对位置生成图像，同时投影装置1将图像内容投影到白板5；通过电子白板笔6实现键盘及鼠标的功能。
所述的图像采集装置2为红外摄像头；所述的投影装置1为投影机。
所述的USB接口的无线接收装置4包括315MHZ无线接收电路、PT2272解码电路、以及符合USB1.1规范的以Mega8单片机为核心的HID类USB设备电路；315MHZ无线接收电路接收的无线信号经PT2272解码电路解码后传送到HID类USB设备电路。。
所述的电子白板笔6包括含有上下翻页及鼠标右键功能的交互式按键电路、315MHZ无线发射电路、PT2262编码电路以及红外发射电路；交互式按键电路发出的无线信号经PT2262编码电路编码后传送到红外发射电路发射。
所述的红外发射装置为红外激光发射器或红外LED。
一种交互式电子白板系统的使用方法：
(1)图像采集装置2与计算机3连接，电子白板笔6上设置红外发射装置，红外激光照射在白板5上形成红外光斑，红外光斑和白板5上的图像被图像采集装置2采集后传递给计算机3，形成原始图像；
(2)计算机3与USB接口的无线接收装置4连接，USB接口的无线接收装置4用于接收电子白板笔6的无线信号并将此无线信号传送至计算机3；
(3)投影装置1与计算机3连接，计算机3对所述原始图像和无线信号进行对比分析，并合成为复合图像，投影装置1将复合图像投影到白板5；
(4)通过控制电子白板笔6在白板5上的位置，实现电子白板系统的交互功能。
白板笔上安装红外激光器或者红外LED，发出的红外光照射在屏幕上形成红外光斑。对普通具有红外功能的摄像头加装红外滤镜，过滤可见光后可以拍摄到屏幕上的红外光斑的图像。图像通过计算机进行处理和计算后得到笔在屏幕上的坐标。然后利用笔的定位信息根据用户需求实现相应操作并生成图像，利用投影机将图像内容投影到电子白板屏幕上，用于实现对计算机的交互和控制。同时在白板笔上加装按键，通过无线方式发送到接收模块，接收模块通过USB接口把按键信号传递给电脑实现上下翻页、快捷菜单等操作。
本设计可以以较低成本实现电子白板交互功能，利用白板笔代替鼠标在白板上进行操作，可以运行任何应用程序，可以对文件进行编辑、注释、保存等在计算机上利用键盘及鼠标可以实现的任何操作。完全不需要专用带传感器的屏幕，投影到墙面，普通投影幕布等都可以实现白板操作。安装方便。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。

Claims (6)

1、一种交互式电子白板系统，其特征在于：该系统由图像采集装置(2)、投影装置(1)、计算机(3)、USB接口的无线接收装置(4)、白板(5)和电子白板笔(6)组成；图像采集装置(2)和投影装置(1)都与计算机(3)连接，计算机(3)与USB接口的无线接收装置(4)连接，USB接口的无线接收装置(4)用于接收电子白板笔(6)的无线信号并将此无线信号传送至计算机(3)并控制计算机(3)的运行；电子白板笔(6)上设置红外发射装置，红外发射装置发射的红外光照射在白板(5)上形成红外光斑，红外光斑被图像采集装置(2)采集后经图像采集卡传递给计算机(3)，计算机(3)计算得出电子白板笔(6)投影在白板(5)的相对位置，然后利用相对位置生成图像，同时投影装置(1)将图像内容投影到白板(5)；通过电子白板笔(6)实现键盘及鼠标的功能。
2、根据权利要求1所述的一种交互式电子白板系统，其特征在于：所述的图像采集装置(2)为红外摄像头；所述的投影装置(1)为投影机。
3、根据权利要求1所述的一种交互式电子白板系统，其特征在于：所述的USB接口的无线接收装置(4)由315MHZ无线接收电路、PT2262解码电路以及符合USB1.1规范的以Mega8单片机为核心的HID类USB控制电路组成；315MHZ无线接收电路接收到无线发射电路发射的高频信号，然后将信号传递至PT2272解码电路进行解码；以Mega8为核心的USB控制电路被计算机(3)识别成标准HID设备，接收经过PT2272解码电路解码后的数据，并根据该数据使用标准键盘传输协议向计算机主机传递控制指令，指令被计算机(3)识别后即执行相应的操作。
4、根据权利要求1所述的一种交互式电子白板系统，其特征在于：所述的电子白板笔(6)由含有上下翻页及鼠标右键功能的交互式按键、PT2262编码电路以及315MHZ无线发射电路组成；交互式按键包含红外激光或红外LED发射按键、上下翻页按键及鼠标右键按键，当控制电路检测到交互式按键中的某一个按键被操作者按下后，就启动PT2262编码电路对按键产生的相应数据进行编码；315MHZ高频发射天线12将编码后的数据向周围空间发射，供接收电路接收。
5、根据权利要求1所述的一种交互式电子白板系统，其特征在于：所述的红外发射装置为红外激光发射器或红外LED。
6、根据权利要求1所述的一种交互式电子白板系统的使用方法，其特征在于：
(1)图像采集装置(2)与计算机(3)连接，电子白板笔(6)上设置红外发射装置，红外激光照射在白板(5)上形成红外光斑，红外光斑和白板(5)上的图像被图像采集装置(2)采集后传递给计算机(3)，形成原始图像；
(2)计算机(3)与USB接口的无线接收装置(4)连接，USB接口的无线接收装置(4)用于接收电子白板笔(6)的无线信号并将此无线信号传送至计算机(3)；
(3)投影装置(1)与计算机(3)连接，计算机(3)对所述原始图像和无线信号进行分析，获取白板笔的位置信息和按键操作，然后用该位置信息和按键操作实现对计算机程序的控制并利用计算机程序生成反馈图像后，投影装置(1)将反馈图像投影到白板(5)；
(4)通过控制电子白板笔(6)在白板(5)上的位置，实现电子白板系统的交互功能。
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