CN104598048A - 数位笔书写控制方法及系统 - Google Patents
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Abstract
一种数位笔书写控制系统,该系统用于:在显示屏和书写平面上显示三个不共线的定位点,接收笔尖接触所述三个定位点的位置数据;以第一个定位点的位置为原点建立笔尖运动的三维空间坐标系,根据三个定位点的坐标在所述三维空间坐标系中建立一个虚拟书写平面;当使用数位笔在书写平面上进行书写时,接收数位笔的压力感测模块和惯性感测模块的感测数据,得到笔尖在所述虚拟书写平面上的运动轨迹;将笔尖在虚拟书写平面上的运动轨迹转换成显示屏上显示的书写笔迹,并在显示屏上进行显示。本发明还提供一种数位笔书写控制方法。本发明可以使数位笔在简单布署的环境下达到如同真实书写的效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种控制方法及系统,尤其是涉及一种数位笔书写控制方法及系统。
背景技术
目前电子白板已被广泛应用于教学及简报上,现有的电子白板技术可分为电磁感应式、红外线感应式、压力感应式、超声波感应式、图像传感式等。这些方式都需要特定的白板、笔等装置,在布署时比较麻烦,适用的环境限制较多。
发明内容
鉴于以上内容,有必要提供一种数位笔书写控制方法,可以使数位笔在简单布署的环境下达到如同真实书写的效果。
鉴于以上内容,还有必要提供一种数位笔书写控制系统,可以使数位笔在简单布署的环境下达到如同真实书写的效果。
所述数位笔书写控制方法包括:定位步骤:在显示屏和书写平面上显示三个不共线的定位点,接收数位笔传送的笔尖接触所述三个定位点的位置数据;建立步骤:以第一个定位点的位置为原点建立笔尖运动的三维空间坐标系,根据笔尖接触三个定位点时的位置数据计算三个定位点在三维空间坐标系中的坐标,并根据所述三个定位点的坐标在所述三维空间坐标系中建立一个虚拟书写平面;计算步骤:计算所述三个定位点中任意两点在所述三维空间坐标系中的距离与该两点在显示屏实体画面上的距离之间的比值;接收步骤:当使用数位笔在书写平面上进行书写时,接收数位笔的压力感测模块和惯性感测模块的感测数据,得到笔尖在所述虚拟书写平面上的运动轨迹;转换步骤:根据计算出的比值,将笔尖在虚拟书写平面上的运动轨迹转换成显示屏上显示的书写笔迹;及显示步骤:根据转换结果在显示屏上显示数位笔的书写笔迹。
所述数位笔书写控制系统包括:定位模块,用于在显示屏和书写平面上显示三个不共线的定位点,接收数位笔传送的笔尖接触所述三个定位点的位置数据;建立模块,用于以第一个定位点的位置为原点建立笔尖运动的三维空间坐标系,根据笔尖接触三个定位点时的位置数据计算三个定位点在三维空间坐标系中的坐标,并根据所述三个定位点的坐标在所述三维空间坐标系中建立一个虚拟书写平面;计算模块,用于计算所述三个定位点中任意两点在所述三维空间坐标系中的距离与该两点在显示屏实体画面上的距离之间的比值;接收模块,用于当使用数位笔在书写平面上进行书写时,接收数位笔的压力感测模块和惯性感测模块的感测数据,得到笔尖在所述虚拟书写平面上的运动轨迹;转换模块,用于根据计算出的比值,将笔尖在虚拟书写平面上的运动轨迹转换成显示屏上显示的书写笔迹;及显示模块,用于根据转换结果在显示屏上显示数位笔的书写笔迹。
相较于现有技术,所述的数位笔书写控制方法及系统,能够根据数位笔中压力感测模块和惯性感测模块提供的数据,建立虚拟书写平面,计算笔尖的运动轨迹,并在显示屏上显示数位笔的书写笔迹。书写平面可为屏幕或任何平面,布署快速,通过定位和运算处理,达到如同真实书写的效果。
附图说明
图1是本发明数位笔书写控制系统较佳实施例的运行环境图。
图2是本发明所用数位笔较佳实施例的结构图。
图3A-3C是本发明数位笔书写控制系统较佳实施例的应用示意图。
图4是本发明数位笔书写控制系统较佳实施例的功能模块图。
图5是本发明中建立的三维空间坐标系及虚拟书写平面的示意图。
图6是本发明数位笔书写控制方法较佳实施例的流程图。
主要元件符号说明
运算装置 | 1 |
数位笔 | 2 |
显示屏 | 3 |
书写平面 | 4 |
数位笔书写控制系统 | 10 |
存储器 | 11 |
处理器 | 12 |
笔尖 | 20 |
压力感测模块 | 21 |
惯性感测模块 | 22 |
通讯模块 | 23 |
电源模块 | 24 |
定位模块 | 100 |
建立模块 | 200 |
计算模块 | 300 |
接收模块 | 400 |
转换模块 | 500 |
显示模块 | 600 |
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
参阅图1所示,是本发明数位笔书写控制系统较佳实施例的运行环境图。所述数位笔书写控制系统10运行于运算装置1中,在本实施例中,所述运算装置1可以是计算机、笔记本电脑、平板电脑、智能手机、智能电视等。所述运算装置1中还包括通过数据线或信号线相连的存储器11和处理器12等,所述存储器11用于存储所述数位笔书写控制系统10的程序代码等资料,所述处理器12用于执行所述数位笔书写控制系统10的各功能模块,以完成本发明。所述运算装置1与数位笔2、显示屏3及书写平面4进行数据通信。
所述数位笔2用于在书写平面4上进行书写,包括压力感测模块21、惯性感测模块22、通讯模块23及电源模块24(参阅图2所示)。所述压力感测模块21可以是一个压力传感器,用来获取数位笔2的笔尖20接触书写平面4时产生的压力大小,从而判断笔尖20是否接触书写平面4。所述惯性感测模块22可以是一个三轴加速度计和一个三轴陀螺仪或由两者封装而成的微型惯性测量组件(IMU),提供三个自由度的加速度输出及三个自由度的角速度输出,用来追踪笔尖20的运动轨迹。所述通讯模块23用于将压力感测模块21和惯性感测模块22感测到的数据传送至所述运算装置1。在本实施例中,所述通讯模块23可以是NFC(Near FieldCommunication,近距离无线通讯技术)、WIFI(Wireless Fidelity,无线宽带)或红外无线装置等。所述电源模块24用于提供数位笔2的驱动电源。
所述显示屏3用于显示定位点和数位笔2书写的内容,可以是计算机屏幕、电视屏幕、投影仪屏幕等。
所述书写平面4用于进行数位笔2的定位和供数位笔2进行书写,可以是计算机屏幕、电视屏幕、投影仪屏幕或者任意材质的平面。值得注意的是,在本实施例中,所述书写平面4和显示屏3可以是同一个屏幕,也可以是不同的屏幕。所述运算装置1还可以连接多个显示屏3或书写平面4。
参阅图3A-3C所示,是本发明数位笔书写控制系统较佳实施例的应用示意图。其中,在图3A中,所述书写平面4和显示屏3均为计算机屏幕。在图3B中,所述书写平面4和显示屏3均为平板电脑屏幕。在图3C中,所述书写平面4为投影仪屏幕,所述显示屏3为投影仪屏幕和计算机屏幕。
参阅图4所示,是本发明数位笔书写控制系统较佳实施例的功能模块图。
所述数位笔书写控制系统10包括定位模块100、建立模块200、计算模块300、接收模块400、转换模块500及显示模块600。
所述定位模块100用于在显示屏3和书写平面4上显示三个定位点(参阅图3A-3C所示),接收数位笔2传送的笔尖20接触所述三个定位点的位置数据。所述三个定位点不在同一直线上。在本实施例中,所述三个定位点在显示屏3和书写平面4上按照一定比例显示。例如,在显示屏3和书写平面4上,三个定位点的方向关系相同,且每两个定位点之间的距离按显示屏3和书写平面4的屏幕大小之比显示。
使用者将数位笔2的笔尖20接触第一个定位点后,提起笔尖20移至下一定位点位置再进行接触。当笔尖20分别接触于书写平面4上显示的三个定位点的位置时,压力感测模块21接收到压力讯号,判断笔尖20已接触到定位点,惯性感测模块22感测数位笔2接触每个定位点时的位置数据,并传送至所述定位模块100。
所述建立模块200用于以第一个定位点(数位笔2最先接触的定位点)的位置为原点建立笔尖20运动的三维空间坐标系(参阅图5所示)。所述惯性感测模块22以所述三维空间坐标系的原点做为起点,将笔尖20运动的加速度及角速度换算成移动距离及方向,计算笔尖20每次接触书写平面4时在所述三维空间坐标系中的坐标,可以得到笔尖20的运动轨迹。
所述建立模块200还用于根据笔尖20接触三个定位点时的位置数据计算所述三个定位点在三维空间坐标系中的坐标,并根据所述三个定位点的坐标在所述三维空间坐标系中建立一个虚拟书写平面。所述虚拟书写平面为所述三个定位点在所述三维空间坐标系中所在的平面(参阅图5所示)。
所述计算模块300用于计算所述三个定位点中任意两点在所述三维空间坐标系中的距离(实际物理量)与该两点在显示屏3实体画面上的距离(像素)之间的比值。
所述接收模块400用于当使用数位笔2在书写平面4上进行书写时,接收压力感测模块21和惯性感测模块22发送的感测数据,得到笔尖20在所述虚拟书写平面上的运动轨迹。
所述转换模块500用于根据计算出的比值,将笔尖20在虚拟书写平面上的运动轨迹转换成显示屏3上应该显示的书写笔迹。在本实施例中,笔尖20在虚拟书写平面上的运动轨迹的大小与显示屏3上应该显示的书写笔迹之比等于该计算出的比值。
所述显示模块600用于根据转换结果在显示屏3上显示书写笔迹。
值得注意的是,在其他实施例中,当书写平面4为任意材质的平面而非前述各种屏幕时,所述三个定位点为使用者自行在书写平面4上选定的三个不共线的点,所述计算出的比值为使用者自行设定,以调整笔尖20书写时的运动轨迹于显示屏上所显示的比例。
参阅图6所示,是本发明数位笔书写控制方法较佳实施例的流程图。
步骤S10,所述定位模块100在显示屏3和书写平面4上显示三个定位点,接收数位笔2传送的笔尖20接触所述三个定位点的位置数据。
步骤S12,所述建立模块200以第一个定位点的位置为原点建立笔尖20运动的三维空间坐标系。
步骤S14,所述建立模块200根据笔尖20接触三个定位点时的位置数据计算所述三个定位点在三维空间坐标系中的坐标,并根据所述三个定位点的坐标在所述三维空间坐标系中建立一个虚拟书写平面。
步骤S16,所述计算模块300计算所述三个定位点中任两点在所述三维空间坐标系中的距离与该两点在显示屏3实体画面上的距离之间的比值。
步骤S18,当使用数位笔2在书写平面4上进行书写时,所述接收模块400接收数位笔2发送的压力感测模块21和惯性感测模块22的感测数据,得到笔尖20在所述虚拟书写平面上的运动轨迹。
步骤S20,所述转换模块500根据计算出的比值,将笔尖20在虚拟书写平面上的运动轨迹转换成显示屏3上应该显示的书写笔迹。
步骤S22,所述显示模块600根据转换结果在显示屏3上显示数位笔2的书写笔迹。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换,而不脱离本发明技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种数位笔书写控制方法,其特征在于,该方法包括:
定位步骤:在显示屏和书写平面上显示三个不共线的定位点,接收数位笔传送的笔尖接触所述三个定位点的位置数据;
建立步骤:以第一个定位点的位置为原点建立笔尖运动的三维空间坐标系,根据笔尖接触三个定位点时的位置数据计算三个定位点在三维空间坐标系中的坐标,并根据所述三个定位点的坐标在所述三维空间坐标系中建立一个虚拟书写平面;
计算步骤:计算所述三个定位点中任意两点在所述三维空间坐标系中的距离与该两点在显示屏实体画面上的距离之间的比值;
接收步骤:当使用数位笔在书写平面上进行书写时,接收数位笔的压力感测模块和惯性感测模块的感测数据,得到笔尖在所述虚拟书写平面上的运动轨迹;
转换步骤:根据计算出的比值,将笔尖在虚拟书写平面上的运动轨迹转换成显示屏上显示的书写笔迹;及
显示步骤:根据转换结果在显示屏上显示数位笔的书写笔迹。
2.如权利要求1所述的数位笔书写控制方法,其特征在于,当所述书写平面为任意材质的平面而非屏幕时,所述三个定位点为在书写平面上预先选定的三个不共线的点,所述比值为预先设定值。
3.如权利要求1所述的数位笔书写控制方法,其特征在于,所述压力感测模块为压力传感器,用于获取数位笔的笔尖接触书写平面时产生的压力大小,从而判断笔尖是否接触书写平面。
4.如权利要求1所述的数位笔书写控制方法,其特征在于,所述惯性感测模块为一个三轴加速度计和一个三轴陀螺仪或由两者封装而成的微型惯性测量组件,用于提供三个自由度的加速度输出及三个自由度的角速度输出,从而追踪笔尖的运动轨迹。
5.如权利要求4所述的数位笔书写控制方法,其特征在于,所述惯性感测模块以所述三维空间坐标系的原点做为起点,将笔尖运动的加速度及角速度换算成移动距离及方向,计算笔尖每次接触书写平面时在所述三维空间坐标系中的坐标,得到笔尖的运动轨迹。
6.一种数位笔书写控制系统,其特征在于,该系统包括:
定位模块,用于在显示屏和书写平面上显示三个不共线的定位点,接收数位笔传送的笔尖接触所述三个定位点的位置数据;
建立模块,用于以第一个定位点的位置为原点建立笔尖运动的三维空间坐标系,根据笔尖接触三个定位点时的位置数据计算三个定位点在三维空间坐标系中的坐标,并根据所述三个定位点的坐标在所述三维空间坐标系中建立一个虚拟书写平面;
计算模块,用于计算所述三个定位点中任意两点在所述三维空间坐标系中的距离与该两点在显示屏实体画面上的距离之间的比值;
接收模块,用于当使用数位笔在书写平面上进行书写时,接收数位笔的压力感测模块和惯性感测模块的感测数据,得到笔尖在所述虚拟书写平面上的运动轨迹;
转换模块,用于根据计算出的比值,将笔尖在虚拟书写平面上的运动轨迹转换成显示屏上显示的书写笔迹;及
显示模块,用于根据转换结果在显示屏上显示数位笔的书写笔迹。
7.如权利要求6所述的数位笔书写控制系统,其特征在于,当所述书写平面为任意材质的平面而非屏幕时,所述三个定位点为在书写平面上预先选定的三个不共线的点,所述比值为预先设定值。
8.如权利要求6所述的数位笔书写控制系统,其特征在于,所述压力感测模块为压力传感器,用于获取数位笔的笔尖接触书写平面时产生的压力大小,从而判断笔尖是否接触书写平面。
9.如权利要求6所述的数位笔书写控制系统,其特征在于,所述惯性感测模块为一个三轴加速度计和一个三轴陀螺仪或由两者封装而成的微型惯性测量组件,用于提供三个自由度的加速度输出及三个自由度的角速度输出,从而追踪笔尖的运动轨迹。
10.如权利要求9所述的数位笔书写控制系统,其特征在于,所述惯性感测模块以所述三维空间坐标系的原点做为起点,将笔尖运动的加速度及角速度换算成移动距离及方向,计算笔尖每次接触书写平面时在所述三维空间坐标系中的坐标,得到笔尖的运动轨迹。
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