CN108875729B - 一种智能笔 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种智能笔，该智能笔包括：将笔尖连接在笔杆头部上的连接件、安装在笔杆上的播放设备和安装在笔杆内的控制器；摄像头和播放设备与控制器相连，控制器与连接件相连；摄像头采集图像，并将图像发送至控制器，控制器解析图像，图像包含有英文字符时，控制器生成图像识别指令，并将图像识别指令和图像发送至智能笔对应的终端设备，控制器接收终端设备发送的图像对应的语音信息后，控制器生成播放指令，并将播放指令和语音信息发送至播放设备，或者，图像为预设图像时，控制器生成连接件的拉伸信号，连接件根据拉伸信号拉伸后，使笔尖伸出笔杆外部，通过本发明的技术方案，能够将智能笔应用于教学领域，方便携带和使用。

Description

一种智能笔

技术领域

本发明实施例涉及智能终端技术，尤其涉及一种智能笔。

背景技术

随着人们对于智能设备的喜爱，各种功能的智能设备出现在人们的生活中，成为必不可少的一部分。

随着现代化电子教学工具的推广，投影仪、触摸式显示频、LED教学板等纷纷运用到教学领域，但是由于电子教具体积大，移动或携带不方便。

发明内容

本发明实施例提供一种智能笔，以实现将智能笔应用于教学领域，方便携带和使用。

第一方面，本发明实施例提供了一种智能笔，包括：笔杆，所述笔杆头部设有笔尖，所述笔尖上安装摄像头，其特征在于，还包括：将所述笔尖连接在所述笔杆头部上的连接件、安装在所述笔杆上的播放设备和安装在所述笔杆内的控制器；所述摄像头和所述播放设备与所述控制器相连，所述控制器与所述连接件相连；

所述摄像头采集图像，并将所述图像发送至所述控制器，所述控制器解析所述图像，所述图像包含有英文字符时，所述控制器生成图像识别指令，并将所述图像识别指令和所述图像发送至所述智能笔对应的终端设备，所述控制器接收所述终端设备发送的所述图像对应的语音信息后，所述控制器生成播放指令，并将所述播放指令和所述语音信息发送至所述播放设备，所述播放设备根据所述播放指令播放所述语音信息；

或者，所述图像为预设图像时，所述控制器生成所述连接件的拉伸信号，所述连接件根据所述拉伸信号拉伸后，使所述笔尖伸出所述笔杆外部，其中，所述预设图像为黑板图像或者智能平板图像。

进一步的，还包括：红外传感器，所述红外传感器设置于所述笔杆内部，且所述笔杆表面存在一个通孔，所述红外传感器位于所述通孔对应的笔杆内部位置，所述红外传感器与所述控制器相连，所述控制器与所述摄像头相连；

所述红外传感器检测所述通孔是否被遮挡，当检测到所述通孔被遮挡时，所述控制器获取所述摄像头的当前状态，所述摄像头的当前状态为拍摄状态，则生成切换当前状态为摄像状态的切换信号，所述摄像头根据所述切换信号切换后，使所述摄像头的当前状态为摄像状态；所述摄像头的当前状态为摄像状态，则生成切换当前状态为拍摄状态的切换信号，所述摄像头根据所述切换信号切换后，使所述摄像头的当前状态为拍摄状态。

进一步的：所述连接件包括弹性件和开关；所述开关与所述弹性件和所述控制器相连，所述弹性件与所述笔尖和所述开关相连，所述弹性件将所述笔尖连接在所述笔杆头部；所述开关根据所述拉伸信号使所述弹性件拉伸，所述弹性件拉伸后，使所述笔尖伸出所述笔杆外部。

进一步的：所述连接件包括弹簧和卡扣；所述弹簧与所述卡扣和所述笔尖相连，所述弹簧将所述笔尖连接在所述笔杆头部，所述卡扣与所述控制器相连，所述卡扣根据所述拉伸信号使所述弹簧拉伸，所述弹簧拉伸后，使所述笔尖伸出所述笔杆外部。

进一步的：所述笔杆内设置有充电电源。

进一步的：所述笔杆外表面设置有笔夹。

进一步的：所述笔夹内侧设置有麦克风。

进一步的：所述笔杆的内部安装有内存盘，所述内存盘通过数据线与所述摄像头相连。

本发明实施例通过将笔尖连接在笔杆头部上的连接件、安装在笔杆上的播放设备和安装在笔杆内的控制器；摄像头和播放设备与控制器相连，控制器与连接件相连；摄像头采集图像，并将图像发送至控制器，控制器解析图像，图像包含有英文字符时，控制器生成图像识别指令，并将图像识别指令和图像发送至智能笔对应的终端设备，控制器接收终端设备发送的图像对应的语音信息后，控制器生成播放指令，并将播放指令和语音信息发送至播放设备，播放设备根据播放指令播放语音信息；或者，图像为预设图像时，控制器生成连接件的拉伸信号，连接件根据拉伸信号拉伸后，使笔尖伸出笔杆外部，其中，预设图像为黑板图像或者智能平板图像，以实现将智能笔应用于教学领域，方便携带和使用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明实施例一中的一种智能笔的结构示意图；

图2是本发明实施例二中的一种智能笔的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例一

图1为本发明实施例一中的一种智能笔的结构示意图，如图1所示，该智能笔包括：笔杆1、笔尖2、摄像头3、连接件4、播放设备5和控制器6；

其中，所述笔杆1头部设有笔尖2，所述笔尖2上安装摄像头3，还包括：将所述笔尖2连接在所述笔杆1头部上的连接件4、安装在所述笔杆1上的播放设备5和安装在所述笔杆1内的控制器6；所述摄像头3和所述播放设备5与所述控制器6相连，所述控制器6与所述连接件4相连；

所述摄像头3采集图像，并将所述图像发送至所述控制器6，所述控制器6解析所述图像，所述图像包含有英文字符时，所述控制器6生成图像识别指令，并将所述图像识别指令和所述图像发送至所述智能笔对应的终端设备，所述控制器6接收所述终端设备发送的所述图像对应的语音信息后，所述控制器6生成播放指令，并将所述播放指令和所述语音信息发送至所述播放设备5，所述播放设备5根据所述播放指令播放所述语音信息；

或者，所述图像为预设图像时，所述控制器6生成所述连接件4的拉伸信号，所述连接件4根据所述拉伸信号拉伸后，使所述笔尖2伸出所述笔杆1外部，其中，所述预设图像为黑板图像或者智能平板图像。

其中，控制器确定图像为预设图像的方式可以为先根据摄像头拍摄的图像确定图像中物体的材质，若图像中物体的材质为黑板材质，则确定摄像头拍摄的图像为黑板图像；还可以为摄像头拍摄到的图像中包含像素阵列，则说明摄像头拍摄的图像为智能平板的显示屏的图像，本发明实施例对控制器确定图像是否为预设图像的方式不进行限制。

其中，所述播放设备可以设置在笔杆上，也可以设置在笔夹上，例如可以是，播放设备设置在笔夹的外表面。具体的，所述播放设备可以为至少一个扬声器，本发明实施例对播放设备具体的形态不进行限制。

其中，所述智能笔对应的终端设备可以为与智能笔进行无线连接的设备，例如可以是，与智能笔进行蓝牙连接的智能手机。

在一个具体的例子中，摄像头初始状态为处于笔杆内部，摄像头拍摄图像，若控制器解析出图像为智能平板图像，则控制器生成连接件的拉伸信号，连接件根据拉伸信号拉伸后，使笔尖伸出笔杆外部，进行相应的拍摄或者录制操作。若需要将笔尖缩回笔杆，可以通过开关实现，若用户按压开关，则控制器生成连接件的收缩信号，还可以通过传感器实现，若传感器采集到的压力值小于某一设定值，则控制器生成连接件的收缩信号。

在一个具体的例子中，摄像头采集图像，摄像头采集图像时可以为在笔杆的内部也可以为伸出笔杆的外部，若摄像头处于笔杆的内部，则摄像头的拍摄范围相对较小，如摄像头伸出笔杆外部，则摄像头的拍摄范围相对较大，摄像头将拍摄的图像发送至控制器，控制器对图像进行分析，若分析出图像中包含英文字符，则控制器生成图像识别指令，并将图像和图像识别指令发送至智能笔对应的终端设备。

在另一个具体的例子中，摄像头初始状态为处于笔杆内部，摄像头通过笔杆与笔尖相连一侧的孔拍摄外界的图像，摄像头将获取到的图像发送至控制器，控制器对图像进行分析，若识别出摄像头拍摄的图像的材质为与玻璃黑板相同的材质，则控制器生成连接件的拉伸信号，使连接件根据拉伸信号拉伸，进而使得笔尖伸出笔杆外部，当笔尖伸出笔杆外部后给控制器发送笔尖伸出笔杆外部的反馈信号。控制器控制摄像头拍摄图像，摄像头将拍摄的图像发送至控制器，控制器对图像进行解析，若图像中包含有英文字符，则控制器生成图像识别指令，并将图像识别指令和图像发送至智能笔对应的终端设备，终端设备对图像进行识别，获取图像中的英文字符，并获取英文字符对应的语音信息，例如英文字符的读音，并将英文字符对应的语音信息发送至智能笔的播放设备，智能笔的播放设备播放语音信息。

可选的，还可以为将摄像头采集的图像发送至控制器，控制器确定所述图像为预设图像后，再解析所述图像，进而判断所述图像是否包含英文字符，在图像中包含有英文字符时，控制器生成图像识别指令，并发送图像识别指令和图像至智能笔对应的终端设备。

其中，所述笔杆的形状可以为图1中所示出的形状，也可以为卡通形状，或者可以为其他形状，本发明实施例对笔杆的形状不进行限制，所述连接件的形状根据笔杆的形状的更改而进行相应的更改。

其中，所述摄像头可以为针孔摄像头。

其中，所述连接件的一端与笔尖相连，连接件的另一端与笔杆相连，具体的，可以将连接件固定在笔杆头部。

其中，所述连接件用于将笔尖连接在笔杆头部上，如图1所示，连接件4连接在笔杆1靠近笔尖2侧的头部上，可选的，连接件4也可以连接在笔杆1背离笔尖2侧的头部上，本发明实施例对此不进行限制。

可选的，连接件还可以和其他连接件配合，使得连接件连接在笔杆的内侧表面，实现连接件一端的固定。

具体的，所述连接件可以包括笔芯、弹簧、推杆、分度转筒和滑爪，笔芯可以为中空，也可以为实心，笔芯上存在凸起，用于固定弹簧，分度转筒的外壁上设置有分度爪深槽和分度爪浅槽，分度爪深槽和分度爪浅槽交错排列，控制器控制推杆处于按压状态，则推杆上的压条就沿轴向压动滑爪，滑爪和压条沿其相接处的斜面相对滑动，使滑爪落入分度爪深槽或者分度爪浅槽后，停止滑动。其中，分度爪深槽和分度爪浅槽的槽深差为笔芯带动笔尖伸缩长度。所述连接件还可以包括：用于与笔杆顶端连接的固定件，一端与固定件连接的弹性件，以及用于控制弹性件的开关，在控制器生成拉伸信号时，开关根据所述拉伸信号控制所述弹性件拉伸，在控制器生成收缩信号时，开关根据所述收缩信号控制所述弹性件收缩，所述连接件还可以为其他的结构，本发明实施例对此不进行限制。

可选的，所述连接件包括弹性件和开关；所述开关与所述弹性件和所述控制器相连，所述弹性件与所述笔尖和所述开关相连，所述弹性件将所述笔尖连接在所述笔杆头部；所述开关根据所述拉伸信号使所述弹性件拉伸，所述弹性件拉伸后，使所述笔尖伸出所述笔杆外部。

其中，所述弹性件具备伸缩功能，开关根据控制器发送的拉伸信号，使得弹性件拉伸或者开关根据控制器发送的收缩信号使弹性件收缩。

可选的，所述连接件包括弹簧和卡扣；所述弹簧与所述卡扣和所述笔尖相连，所述弹簧将所述笔尖连接在所述笔杆头部，所述卡扣与所述控制器相连，所述卡扣根据所述拉伸信号使所述弹簧拉伸，所述弹簧拉伸后，使所述笔尖伸出所述笔杆外部。

其中，所述弹簧是一种利用弹性来工作的机械零件。用弹性材料制成的零件在外力作用下发生形变，除去外力后又恢复原状。所述弹簧具备收缩功能，且受开关控制。开关根据拉伸信号，使得弹性件拉伸或者开关根据收缩信号使弹性件收缩。

可选的，所述连接件的高度和直径尺寸与圆珠笔芯相同，可以在用户不需要使用智能笔拍摄时，将连接件替换为圆珠笔芯，进行相应的书写操作，同理，也可以将连接件的高度和直径尺寸设置成与铅笔笔芯相同，或者其他笔芯相同，本发明实施例对此不进行限制。

其中，所述摄像头用于采集周围的图像或者视频，可以通过转动智能笔进而带动摄像头的转动，进而获得全景图像。

可选的，所述摄像头用于拍摄图像或者录制视频，所述摄像头可以对拍摄到的图像或者录制的视频进行人脸识别，采用图像处理算法与已经保存在存储器里的人脸数字信息进行对比和辨别，辨别完成后输出辨识结果，如果经辨识确认是智能笔对应的用户，则响应智能笔对应的用户的操作并正常完成各项功能；如果辨识结果不是智能笔对应的用户，则依次调用存储的其他人脸图像进行对比实现身份识别，并按照智能笔对应用户对不同身份的人预设的操作权限设置使用权限；如果在智能笔存储的人脸图像中，没有查询到对应的人脸信息，则智能笔不响应持智能笔的当前用户的各项操作。例如可以是，若识别出当前用户为智能笔对应的用户，则进行拍摄并存储图像。若未识别出当前用户的身份，则不进行拍摄。或者，可以通过在笔杆表面，用户握持区域设置指纹识别装置，若识别出为智能笔对应的用户，则开始智能笔的相应功能，若未能识别出智能笔对应的用户，则不响应持智能笔的当前用户的各项操作。

可选的，所述笔杆内设置有充电电源。

其中，所述充电电源用于为压力传感器和控制器提供电量。

可选的，也可以在智能笔的外表面设置太阳能板，进而将太阳能转换为电能，在所述充电电源的电量较低时，为压力传感器和控制器充电，相应的，在智能笔的外表面设置有充电接口，用于为充电电源进行充电，所述充电接口可以为设置于笔杆顶端远离笔尖一侧的USB接口，再将USB接口插入电脑后，可以像U盘一样存取文件，也可以进行充电。可以在智能笔的相应位置设置指示灯，用于提示当前充电电源的电量情况。例如可以是，指示灯呈现红色，则提示当前充电电源的电量低于或者等于20％，指示灯呈现绿色，则提示当前充电电源的电量高于20％。

可选的，所述笔杆外表面设置有笔夹。

其中，所述笔夹用于将智能笔固定在笔记本上，或者衣服口袋中，便于用户携带。

可选的，所述笔夹内侧设置有麦克风。

其中，所述麦克风设置于笔夹内侧，能够便于麦克风隐蔽。

可选的，所述笔杆的内部安装有内存盘，所述内存盘通过数据线与所述摄像头相连。

其中，所述内存盘容量有限，若内存盘的容量已满，则在摄像头采集到新的图像或者视频之后，将摄像头采集到的新的图像或者视频存储至内存盘中，并将历史存储的与新的图像或者视频的大小相同的历史图像或者视频删除，以此类推。

本发明实施例的技术方案，通过将笔尖连接在笔杆头部上的连接件、安装在笔杆上的播放设备和安装在笔杆内的控制器；摄像头和播放设备与控制器相连，控制器与连接件相连；摄像头采集图像，并将图像发送至控制器，控制器解析图像，图像包含有英文字符时，控制器生成图像识别指令，并将图像识别指令和图像发送至智能笔对应的终端设备，控制器接收终端设备发送的图像对应的语音信息后，控制器生成播放指令，并将播放指令和语音信息发送至播放设备，播放设备根据播放指令播放语音信息；或者，图像为预设图像时，控制器生成连接件的拉伸信号，连接件根据拉伸信号拉伸后，使笔尖伸出笔杆外部，其中，预设图像为黑板图像或者智能平板图像，以实现将智能笔应用于教学领域，方便携带和使用。

实施例二

图2为本发明实施例二中的一种智能笔的结构示意图，如图2所示，该智能笔还包括：红外传感器7，且笔杆1表面存在一个通孔8。

其中，红外传感器7设置于笔杆1内部，且笔杆1表面存在一个通孔8，红外传感器7位于通孔8对应的笔杆1内部位置，红外传感器7与控制器6相连，控制器6与摄像头3相连；红外传感器7检测通孔8是否被遮挡，当检测到通孔8被遮挡时，控制器6获取摄像头3的当前状态，摄像头3的当前状态为拍摄状态，则生成切换当前状态为摄像状态的切换信号，摄像头3根据切换信号切换后，使摄像头3的当前状态为摄像状态；摄像头3的当前状态为摄像状态，则生成切换当前状态为拍摄状态的切换信号，摄像头3根据切换信号切换后，使摄像头3的当前状态为拍摄状态。

其中，所述红外传感器具有一对红外信号发射管和红外信号接收管，发射管发射特定频率的红外信号，接收管接收发射管发射的红外信号，当红外传感器的检测方向遇到障碍物时，红外信号反射回来被接收管接收，若红外传感器的检测方向没有障碍物，则发射出去的红外信号因为传播距离越远而逐渐减弱，最后消失。

可选的，还可以为超声波传感器，也就是说，超声波传感器设置于笔杆内部，且笔杆表面存在一个通孔，超声波传感器位于通孔对应的笔杆内部位置，超声波传感器与控制器相连，控制器与摄像头相连；超声波传感器检测通孔是否被遮挡，当检测到通孔被遮挡时，控制器获取摄像头的当前状态，摄像头的当前状态为拍摄状态，则生成切换当前状态为摄像状态的切换信号，摄像头根据切换信号切换后，使摄像头的当前状态为摄像状态；摄像头的当前状态为摄像状态，则生成切换当前状态为拍摄状态的切换信号，摄像头根据切换信号切换后，使摄像头的当前状态为拍摄状态。

可选的，还可以为其他距离传感器，或者光电传感器，具体的安装位置和连接关系与上述红外传感器和超声波传感器相同。

具体的，控制器先开启压力传感器，压力传感器检测用户施加于智能笔的压力，检测到握笔压力时，将摄像头伸出，开启拍摄状态，检测到握笔压力消失时，迅速将智能笔摄像头头收缩至智能笔内。通过检测用户握笔压力值，并根据获取到的用户握笔压力值自动伸缩镜头，在智能笔闲置或跌落时自动将镜头收入笔内，起到保护作用，同时无需用户进行维护，方便用户使用。

本发明实施例的技术方案，通过红外传感器，红外传感器设置于笔杆内部，且笔杆表面存在一个通孔，红外传感器位于通孔对应的笔杆内部位置，红外传感器与控制器相连，控制器与摄像头相连；红外传感器检测通孔是否被遮挡，当检测到通孔被遮挡时，控制器获取摄像头的当前状态，摄像头的当前状态为拍摄状态，则生成切换当前状态为摄像状态的切换信号，摄像头根据切换信号切换后，使摄像头的当前状态为摄像状态；摄像头的当前状态为摄像状态，则生成切换当前状态为拍摄状态的切换信号，摄像头根据切换信号切换后，使摄像头的当前状态为拍摄状态，能够根据红外传感器自动切换摄像头的当前状态，提升用户的使用体验。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (5)

1.一种智能笔，包括笔杆，所述笔杆头部设有笔尖，所述笔尖上安装摄像头，其特征在于，还包括：将所述笔尖连接在所述笔杆头部上的连接件、安装在所述笔杆上的播放设备和安装在所述笔杆内的控制器；所述摄像头和所述播放设备与所述控制器相连，所述控制器与所述连接件相连；

所述摄像头采集图像，并将所述图像发送至所述控制器，所述控制器解析所述图像，所述图像包含有英文字符时，所述控制器生成图像识别指令，并将所述图像识别指令和所述图像发送至所述智能笔对应的终端设备，所述控制器接收所述终端设备发送的所述图像对应的语音信息后，所述控制器生成播放指令，并将所述播放指令和所述语音信息发送至所述播放设备，所述播放设备根据所述播放指令播放所述语音信息；

或者，所述图像为预设图像时，所述控制器生成所述连接件的拉伸信号，所述连接件根据所述拉伸信号拉伸后，使所述笔尖伸出所述笔杆外部，其中，所述预设图像为黑板图像或者智能平板图像；

所述连接件包括弹性件和开关；所述开关与所述弹性件和所述控制器相连，所述弹性件与所述笔尖和所述开关相连，所述弹性件将所述笔尖连接在所述笔杆头部；所述开关根据所述拉伸信号使所述弹性件拉伸，所述弹性件拉伸后，使所述笔尖伸出所述笔杆外部；

所述连接件包括弹簧和卡扣；所述弹簧与所述卡扣和所述笔尖相连，所述弹簧将所述笔尖连接在所述笔杆头部，所述卡扣与所述控制器相连，所述卡扣根据所述拉伸信号使所述弹簧拉伸，所述弹簧拉伸后，使所述笔尖伸出所述笔杆外部；

所述摄像头对拍摄到的图像或者录制的视频进行人脸识别，采用图像处理算法与已经保存在存储器里的人脸数字信息进行对比和辨别，辨别完成后输出辨识结果，如果经辨识确认是智能笔对应的用户，则响应智能笔对应的用户的操作并正常完成各项功能；如果辨识结果不是智能笔对应的用户，则依次调用存储的其他人脸图像进行对比实现身份识别，并按照智能笔对应用户对不同身份的人预设的操作权限设置使用权限；如果在智能笔存储的人脸图像中，没有查询到对应的人脸信息，则智能笔不响应持智能笔的当前用户的各项操作；

所述智能笔，还包括：红外传感器，所述红外传感器设置于所述笔杆内部，且所述笔杆表面存在一个通孔，所述红外传感器位于所述通孔对应的笔杆内部位置，所述红外传感器与所述控制器相连，所述控制器与所述摄像头相连；

所述红外传感器检测所述通孔是否被遮挡，当检测到所述通孔被遮挡时，所述控制器获取所述摄像头的当前状态，所述摄像头的当前状态为拍摄状态，则生成切换当前状态为摄像状态的切换信号，所述摄像头根据所述切换信号切换后，使所述摄像头的当前状态为摄像状态；所述摄像头的当前状态为摄像状态，则生成切换当前状态为拍摄状态的切换信号，所述摄像头根据所述切换信号切换后，使所述摄像头的当前状态为拍摄状态。

2.根据权利要求1所述的智能笔，其特征在于：所述笔杆内设置有充电电源。

3.根据权利要求1所述的智能笔，其特征在于：所述笔杆外表面设置有笔夹。

4.根据权利要求3所述的智能笔，其特征在于：所述笔夹内侧设置有麦克风。

5.根据权利要求1所述的智能笔，其特征在于：所述笔杆的内部安装有内存盘，所述内存盘通过数据线与所述摄像头相连。

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