CN104317427A - 一种超声波手写笔倾斜校准方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及超声定位技术领域，尤其涉及一种超声波手写笔倾斜校准方法及系统，该方法包括：接收超声波手写笔上的第一超声波发射器发出的第一超声波信号和第二超声波发射器发出的第二超声波信号；将第一超声波信号和第二超声波信号进行分离，并分别计算出第一超声波发射器的第一坐标和第二超声波发射器的第二坐标；根据第一坐标、第二坐标、第一超声波发射器和第二超声波发射器之间预设的距离计算出超声波手写笔的倾斜角度；根据倾斜角度对超声波手写笔的笔尖定位精度进行校准，本发明通过对两个超声波发射器发射的超声波信号进行处理，计算出超声波手写笔的倾斜方向和倾斜角度，并加以补偿，减少了定位误差，提高了超声波手写笔倾斜时的定位精度。

Description

一种超声波手写笔倾斜校准方法及系统

技术领域

本发明涉及超声定位技术领域，尤其涉及一种超声波手写笔倾斜校准方法及系统。

背景技术

现有的超声波手写笔采用超声定位，当超声波手写笔倾斜时，对定位的精度影响较大，倾斜角度越大对精度的影响就越大。

发明内容

本发明的目的在于提出一种超声波手写笔倾斜校准方法及系统，提高了超声波手写笔倾斜时的定位精度。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种超声波手写笔倾斜校准方法，包括：

接收超声波手写笔上的第一超声波发射器发出的第一超声波信号和第二超声波发射器发出的第二超声波信号；

将所述第一超声波信号和所述第二超声波信号进行分离，并分别计算出所述第一超声波发射器的第一坐标和所述第二超声波发射器的第二坐标；

根据所述第一坐标、所述第二坐标、所述第一超声波发射器和所述第二超声波发射器之间预设的距离计算出超声波手写笔的倾斜角度；

根据所述倾斜角度对所述超声波手写笔的笔尖定位精度进行校准。

其中，所述倾斜角度的计算方法为：

所述第一坐标记为(X0,Y0,Z0)，所述第二坐标记为：(X1,Y1,Z1)，所述第一超声波发射器和所述第二超声波发射器之间预设的距离记为：D，则，超声波手写笔与X轴的夹角为：超声波手写笔与Y轴的夹角为： $\cos \mathrm{\β}=\frac{Y0-Y1}{D},$ 超声波手写笔与Z轴的夹角为： $\cos \mathrm{\γ}=\frac{Z0-Z1}{D}.$

其中，所述根据所述倾斜角度对所述超声波手写笔的笔尖定位精度进行校准的步骤具体为：

当所述第一超声波发射器比所述第二超声波发射器离所述笔尖近时，所述第一超声波发射器与所述笔尖间的距离记为：H，校准后的笔尖坐标记为：(X2,Y2,Z2)，则X2＝X0+Hcosα，Y2＝Y0+Hcosβ，Z2＝Z0+Hcosγ。

其中，在所述计算出超声波手写笔的倾斜角度步骤之后，还包括：

根据所述第一坐标和所述第二坐标的具体值计算出所述超声波手写笔的倾斜方向。

一种超声波手写笔倾斜校准系统，包括：主机端和超声波手写笔，所述超声波手写笔包括第一超声波发射器和第二超声波发射器；

所述第一超声波发射器，用于发射第一超声波信号；

所述第二超声波发射器，用于发射第二超声波信号；

所述主机端，用于接收并分离所述第一超声波信号和所述第二超声波信号；计算所述第一超声波发射器的第一坐标和所述第二超声波发射器的第二坐标；计算出超声波手写笔的倾斜角度；并根据所述倾斜角度对所述超声波手写笔的笔尖定位精度进行校准。

其中，所述第一超声波发射器设置于所述超声波手写笔的笔头端，所述第二超声波发射器设置于所述超声波手写笔的笔尾端。

其中，所述第一超声波发射器和所述第二超声波发射器皆设置于所述超声波手写笔的笔头端，所述第一超声波发射器和所述第二超声波发射器之间相隔预设的距离。

其中，所述第一超声波发射器和所述第二超声波发射器皆设置于所述超声波手写笔的笔尾端，所述第一超声波发射器和所述第二超声波发射器之间相隔预设的距离。

其中，所述主机端分时接收所述第一超声波信号和所述第二超声波信号。

本发明的有益效果为：一种超声波手写笔倾斜校准方法及系统，该方法包括：接收超声波手写笔上的第一超声波发射器发出的第一超声波信号和第二超声波发射器发出的第二超声波信号；将所述第一超声波信号和所述第二超声波信号进行分离，并分别计算出所述第一超声波发射器的第一坐标和所述第二超声波发射器的第二坐标；根据所述第一坐标、所述第二坐标、所述第一超声波发射器和所述第二超声波发射器之间预设的距离计算出超声波手写笔的倾斜角度；根据所述倾斜角度对所述超声波手写笔的笔尖定位精度进行校准，本发明通过对两个超声波发射器发射的超声波信号进行处理，计算出超声波手写笔的倾斜方向和倾斜角度，并加以补偿，减少了定位误差，提高了超声波手写笔倾斜时的定位精度。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的一种超声波手写笔倾斜校准方法流程图。

图2是本发明实施例二提供的一种超声波手写笔倾斜校准系统结构图。

图3是本发明实施例三提供的一种超声波手写笔倾斜校准系统结构图。

图4是本发明实施例四提供的一种超声波手写笔倾斜校准系统结构图。

具体实施方式

下面结合图1-图4并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

实施例一

图1是本发明实施例一提供的一种超声波手写笔倾斜校准方法流程图。

一种超声波手写笔倾斜校准方法，包括：

接收超声波手写笔上的第一超声波发射器发出的第一超声波信号和第二超声波发射器发出的第二超声波信号；

将所述第一超声波信号和所述第二超声波信号进行分离，并分别计算出所述第一超声波发射器的第一坐标和所述第二超声波发射器的第二坐标；

根据所述第一坐标、所述第二坐标、所述第一超声波发射器和所述第二超声波发射器之间预设的距离计算出超声波手写笔的倾斜角度；

根据所述倾斜角度对所述超声波手写笔的笔尖定位精度进行校准。

在本实施例中，通过对两个超声波发射器发射的超声波信号进行处理，计算出超声波手写笔的倾斜方向和倾斜角度，并加以补偿，减少了定位误差，提高了超声波手写笔倾斜时的定位精度。

在本实施例中，所述倾斜角度的计算方法为：

所述第一坐标记为(X0,Y0,Z0)，所述第二坐标记为：(X1,Y1,Z1)，所述第一超声波发射器和所述第二超声波发射器之间预设的距离记为：D，则，超声波手写笔与X轴的夹角为：超声波手写笔与Y轴的夹角为： $\cos \mathrm{\β}=\frac{Y0-Y1}{D},$ 超声波手写笔与Z轴的夹角为： $\cos \mathrm{\γ}=\frac{Z0-Z1}{D}.$

其中，所述根据所述倾斜角度对所述超声波手写笔的笔尖定位精度进行校准的步骤具体为：

当所述第一超声波发射器比所述第二超声波发射器离所述笔尖近时，所述第一超声波发射器与所述笔尖间的距离记为：H，校准后的笔尖坐标记为：(X2,Y2,Z2)，则X2＝X0+Hcosα，Y2＝Y0+Hcosβ，Z2＝Z0+Hcosγ。

在本实施例中，在所述计算出超声波手写笔的倾斜角度步骤之后，还包括：

根据所述第一坐标和所述第二坐标的具体值计算出所述超声波手写笔的倾斜方向。

在本实施例中，将所述超声波手写笔的工作空间分解为X、Y、Z三个坐标轴，通过分别比较第一坐标和第二坐标在X轴、Y轴、Z轴上的大小，即可确定手写笔的倾斜方向，例如，当X0小于X1，且Y0＝Y1，Z0＝Z1时，表示超声波手写笔的倾斜方向为X轴的指向。

实施例二

如图2所示，一种超声波手写笔倾斜校准系统，包括：主机端和超声波手写笔，所述超声波手写笔包括第一超声波发射器和第二超声波发射器；

所述第一超声波发射器，用于发射第一超声波信号；

所述第二超声波发射器，用于发射第二超声波信号；

所述主机端，用于接收并分离所述第一超声波信号和所述第二超声波信号；计算所述第一超声波发射器的第一坐标和所述第二超声波发射器的第二坐标；计算出超声波手写笔的倾斜角度；并根据所述倾斜角度对所述超声波手写笔的笔尖定位精度进行校准。

在本实施例中，所述第一超声波发射器设置于所述超声波手写笔的笔头端，所述第二超声波发射器设置于所述超声波手写笔的笔尾端。

在本实施例中，所述主机端设置有超声波接收器。

在本实施例中，所述主机端分时接收所述第一超声波信号和所述第二超声波信号。

实施例三

如图3所示，一种超声波手写笔倾斜校准系统，包括：主机端和超声波手写笔，所述超声波手写笔包括第一超声波发射器和第二超声波发射器；

所述第一超声波发射器，用于发射第一超声波信号；

所述第二超声波发射器，用于发射第二超声波信号；

所述主机端，用于接收并分离所述第一超声波信号和所述第二超声波信号；计算所述第一超声波发射器的第一坐标和所述第二超声波发射器的第二坐标；计算出超声波手写笔的倾斜角度；并根据所述倾斜角度对所述超声波手写笔的笔尖定位精度进行校准。

在本实施例中，所述第一超声波发射器和所述第二超声波发射器皆设置于所述超声波手写笔的笔头端，所述第一超声波发射器和所述第二超声波发射器之间相隔预设的距离。

在本实施例中，所述主机端设置有超声波接收器。

在本实施例中，所述主机端分时接收所述第一超声波信号和所述第二超声波信号。

实施例四

如图4所示，一种超声波手写笔倾斜校准系统，包括：主机端和超声波手写笔，所述超声波手写笔包括第一超声波发射器和第二超声波发射器；

所述第一超声波发射器，用于发射第一超声波信号；

所述第二超声波发射器，用于发射第二超声波信号；

所述主机端，用于接收并分离所述第一超声波信号和所述第二超声波信号；计算所述第一超声波发射器的第一坐标和所述第二超声波发射器的第二坐标；计算出超声波手写笔的倾斜角度；并根据所述倾斜角度对所述超声波手写笔的笔尖定位精度进行校准。

在本实施例中，所述第一超声波发射器和所述第二超声波发射器皆设置于所述超声波手写笔的笔尾端，所述第一超声波发射器和所述第二超声波发射器之间相隔预设的距离。

在本实施例中，所述主机端设置有超声波接收器。

在本实施例中，所述主机端分时接收所述第一超声波信号和所述第二超声波信号。

以上所述仅为本发明的具体实施方式，这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方法，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种超声波手写笔倾斜校准方法，其特征在于，包括：

接收超声波手写笔上的第一超声波发射器发出的第一超声波信号和第二超声波发射器发出的第二超声波信号；

将所述第一超声波信号和所述第二超声波信号进行分离，并分别计算出所述第一超声波发射器的第一坐标和所述第二超声波发射器的第二坐标；

根据所述第一坐标、所述第二坐标、所述第一超声波发射器和所述第二超声波发射器之间预设的距离计算出超声波手写笔的倾斜角度；

根据所述倾斜角度对所述超声波手写笔的笔尖定位精度进行校准。

2.根据权利要求1所述的一种超声波手写笔倾斜校准方法，其特征在于，所述倾斜角度的计算方法为：

所述第一坐标记为(X0,Y0,Z0)，所述第二坐标记为：(X1,Y1,Z1)，所述第一超声波发射器和所述第二超声波发射器之间预设的距离记为：D，则，超声波手写笔与X轴的夹角为：超声波手写笔与Y轴的夹角为： $\cos \mathrm{\β}=\frac{Y0-Y1}{D},$ 超声波手写笔与Z轴的夹角为： $\cos \mathrm{\γ}=\frac{Z0-Z1}{D}.$

3.根据权利要求2所述的一种超声波手写笔倾斜校准方法，其特征在于，所述根据所述倾斜角度对所述超声波手写笔的笔尖定位精度进行校准的步骤具体为：

当所述第一超声波发射器比所述第二超声波发射器离所述笔尖近时，所述第一超声波发射器与所述笔尖间的距离记为：H，校准后的笔尖坐标记为：(X2,Y2,Z2)，则X2＝X0+Hcosα，Y2＝Y0+Hcosβ，Z2＝Z0+Hcosγ。

4.根据权利要求1所述的一种超声波手写笔倾斜校准方法，其特征在于，在所述计算出超声波手写笔的倾斜角度步骤之后，还包括：

根据所述第一坐标和所述第二坐标的具体值计算出所述超声波手写笔的倾斜方向。

5.一种超声波手写笔倾斜校准系统，其特征在于，包括：主机端和超声波手写笔，所述超声波手写笔包括第一超声波发射器和第二超声波发射器；

所述第一超声波发射器，用于发射第一超声波信号；

所述第二超声波发射器，用于发射第二超声波信号；

所述主机端，用于接收并分离所述第一超声波信号和所述第二超声波信号；计算所述第一超声波发射器的第一坐标和所述第二超声波发射器的第二坐标；计算出超声波手写笔的倾斜角度；并根据所述倾斜角度对所述超声波手写笔的笔尖定位精度进行校准。

6.根据权利要求5所述的一种超声波手写笔倾斜校准系统，其特征在于，所述第一超声波发射器设置于所述超声波手写笔的笔头端，所述第二超声波发射器设置于所述超声波手写笔的笔尾端。

7.根据权利要求5所述的一种超声波手写笔倾斜校准系统，其特征在于，所述第一超声波发射器和所述第二超声波发射器皆设置于所述超声波手写笔的笔头端，所述第一超声波发射器和所述第二超声波发射器之间相隔预设的距离。

8.根据权利要求5所述的一种超声波手写笔倾斜校准系统，其特征在于，所述第一超声波发射器和所述第二超声波发射器皆设置于所述超声波手写笔的笔尾端，所述第一超声波发射器和所述第二超声波发射器之间相隔预设的距离。

9.根据权利要求5所述的一种超声波手写笔倾斜校准系统，其特征在于，所述主机端分时接收所述第一超声波信号和所述第二超声波信号。