CN109017073B - 真空负压式智能黑板擦及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种负压式智能黑板擦，其包括黑板擦主体、吸附装置、控制模块、通信模块、识别模块、驱动模块以及清除模块，识别模块、驱动模块以及清除模块借助于通信模块与控制模块进行通讯，吸附装置包括设置在黑板擦主体底部的底座、风机、电机以及真空腔，电机带动风机快速旋转，短时间内排空真空腔内部空气形成压强差，从而产生吸附力对黑板擦本体进行吸附，清除模块包括擦除装置，擦除装置包括毛刷以及驱动电机，驱动电机设置有变频器，变频器内部设置有第一频率以及第二频率，变频器根据控制模块的控制信号选择以第一频率或者第二频率驱动毛刷工作，吸附装置利用静电原理吸附灰尘或是利用电动机吸气将已擦除灰尘吸到灰尘收集器中。

Description

真空负压式智能黑板擦及其控制方法

技术领域

本发明涉及智能黑板擦领域，具体地涉及一种真空负压式智能黑板擦及其控制方法。

背景技术

国内外现存在的智能黑板擦大部分是利用两个电动机作动力，控制电机驱动黑板擦的上下运动和轨道的左右运动，采用类似于数控机床的编程控制系统方式，此类的智能黑板擦中吸附黑板功能方面采用的是电磁吸合装置，在擦除状态时，通过电路接通，衔铁与线圈吸合，使黑板擦与黑板紧密接触，从而当黑板擦上下移动时进行擦黑板的任务。一方面，对于此类通过沿轨道驱动的智能黑板擦，且必须与黑板配套使用或者在黑板上安装与其黑板擦相配套的轨道装置，产品成本大大提高，并且对于黑板有较高的要求，在功能上也只能将黑板的所有区域都统一擦一遍，不能指定地擦有笔迹的区域，浪费时间且效率很低，另一方面，由电磁吸合原理使其吸附在黑板上，在工作过程中对于黑板会造成一定程度损坏，应用价值大大降低。

而采取两个电极的发动装置也会产生较大的噪声源，针对安静的学习环境，黑板擦另一个重要的处理点就在于噪声的消除。而现有的黑板擦在噪声源处理上不是十分理想，我们团队在设计上重点考虑噪声源的处理，多层消音装置很好的保障了安静的学习环境，针对现在只有极少部分能真正的做到无尘与无声，尚且在人机交换方面可以达到一定的效率，但是费时费工，使用价值相比之下就有所降低的这类黑板擦产品，可以说，现在的智能黑板擦的发展状况处于停滞状态，没有较大的创新突破。

另一种的智能黑板擦的设计结构在控制系统上改进成为一个电机，它在机构设计上又分为两类，一类为螺栓直接压紧，此类设计灵活性差，压的太紧会使刷体磨损严重，太松又会擦不干净，另一类为弹簧压紧设计，通过调整弹簧的压紧程度，可以改变刷体作用在黑板上的力，虽然减轻了保证了刷体不至于受力太大而导致磨损严重，延长了使用寿命，但是每块黑板经过长时间的使用后都有不同程度的磨损，在产品使用前需要根据黑板的磨损程度确定弹簧所需设定的弹力，操作使用复杂，不易操作。

还有一种智能黑板擦的驱动设计采用步进电动机，利用单片机控制步进电动机可用软件实现脉冲分配，按照给定的通电换相顺序，软件法是通过单片机I/O口驱动电路发出的控制脉冲，单片机只对步进电动机进行控制，没有其他的工作要求，而在速度控制方面(调速) 是通过单片机发出的步进脉冲频率来实现，对于软件控制脉冲分配方式，可通过软件延时的方法来实现，改变延时的时间长度来改变输出脉冲的频率，但是这种方式占用CPU时间长，占用大量机时，没有使用价值。

如今随着时代发展，出现了白板等一些新型教学黑板，但是对于在教室后排离黑板较远的同学来说，白色的背景板会使得同学很难看清黑板上的字迹，因此传统黑板实用性大于白板，也由此看出虽然在部分教学中白板代替了黑板，但是以往传统的黑板仍旧是无法全部代替，现如今也仍旧是传统黑板的使用较为广泛。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明为解决上述提到的现有的黑板擦中存在的缺陷与不足，提供一种基于图像识别与真空负压技术的智能无尘黑板擦，能够通过图像识别精准确定粉笔印处，再利用真空负压技术吸附在黑板上并对粉笔灰进行处理。

具体的，本发明提供一种负压式智能黑板擦，其包括黑板擦主体、吸附装置、控制模块、通信模块、识别模块、驱动模块以及清除模块，所述识别模块、驱动模块以及清除模块借助于所述通信模块与所述控制模块进行通讯，

所述吸附装置包括设置在黑板擦主体底部的底座、风机、电机以及真空腔，所述电机带动风机快速旋转，短时间内排空所述真空腔内部空气形成压强差，从而产生吸附力对黑板擦本体进行吸附，

所述清除模块包括擦除装置，所述擦除装置包括毛刷以及驱动电机，所述驱动电机设置有变频器，所述变频器内部设置有第一频率以及第二频率，所述变频器根据控制模块的控制信号选择以第一频率或者第二频率驱动所述毛刷工作，吸附装置利用静电原理吸附灰尘或是利用电动机吸气将已擦除灰尘吸到灰尘收集器中；

所述黑板擦主体设置有行走装置，所述驱动模块的配置用于在识别模块识别到目标区域后驱动所述行走装置以实现黑板擦主体的位移；

所述识别模块设置有摄像装置，所述摄像装置与所述控制模块通讯连接，所述摄像装置确定目标区域并在行走装置行走至目标区域后采集目标区域图像并对目标区域图像进行图像处理后，控制模块根据摄像头传回的视频信号中提取的颜色分辨率的差异信息，将采集到的像素点逐一判断为白色区域位置点，以矩阵形式保存，形成预设函数曲线n，并对下一白色区域位置点进行计算得到新的矩阵，形成下一个函数曲线n+1，将下一个函数曲线n+1与函数曲线n进行比较，并根据比较结果，选择输出第一频率控制信号或第二频率控制信号，所述定位单元根据摄像装置初步采集的目标区域对目标区域进行定位并将位置信息发送至驱动模块。

优选地，对下一个函数曲线n+1与预设函数曲线n进行差值计算，若二者差值在阈值范围之内视为符合当前控制模块内部设定的函数曲线，智能黑板擦将按照预设函数曲线n的走向进行工作；若差值不在阈值范围内则视为新函数，暂停工作，重新通过摄像头扫描采集信息，为控制模块设定新的预设函数曲线，重复以上动作，直至工作结束。

优选地，所述行走装置为二轮行走装置或四轮行走装置，

所述控制模块为STM32单片机，所述通信模块通过引脚连接所述STM32单片机。

优选地，所述驱动模块为步进电机，所述电机通过电机座进行固定。

优选地，所述摄像装置为高清摄像头，所述高清摄像头安装在所述黑板擦主体的前方。

优选地，所述黑板擦本体还设置有警示灯，当识别模块采集不到目标区域后，警示灯进行报警。

优选地，选择输出第一频率控制信号或第二频率控制信号的具体方法为：

①检测在一定区域内的像素值均满足预设函数曲线n，则此时控制模块将驱动行走装置的所有车轮均以第一频率进行工作，并以该选取的该频率工作方式持续工作t1时间；

②检测到在一定区域内的像素点均不满足预设函数曲线n，且该区域内的函数曲线斜率与预设函数曲线斜率垂直，取不满足预设函数曲线n的像素点代入预设函数曲线n，若所得函数值小于该像素值则为左直角，若所得函数值大于该像素值则为右直角，其中如果判定为左直角，则行走装置左侧车轮不工作，右侧车轮选择第一频率工作，同理，如果判定为右直角，则行走装置右侧车轮不工作，左侧车轮选择第一频率工作，并以该选取的该频率工作方式持续工作t2时间；

③在第二种情况的基础上，且该区域内的函数曲线斜率与预设函数曲线斜率非垂直且两者之间的夹角小于90度，取不满足预设函数曲线n的像素点代入函数曲线n，若所得函数值小于该像素值则为左锐角，若所得函数值大于该像素值则为右锐角，判定为左锐角时，左侧车轮选择第二频率工作，右侧车轮选择第一频率工作，判定为右锐角时，右侧车轮频率选择第二频率工作，左侧车轮选择第一频率工作，并以该选取的该频率工作方式持续工作t3时间；

④在第二种情况的基础上，且该区域内的函数曲线斜率与预设函数曲线斜率非垂直且两者之间的夹角大于90度，取不满足预设函数曲线n的像素点代入函数曲线n，若所得函数值小于该像素值则为左钝角，若所得函数值大于该像素值则为右钝角，判定为左钝角时，左侧车轮不工作，右侧车轮选择第一频率工作，判定为右钝角时，右侧车轮不工作，左侧车轮选择第一频率工作，并以该选取的该频率工作方式持续工作t4时间；

其中设定t4>t2>t3>t1。

优选地，所述擦除装置还包括清洁布。

优选地，负压式智能黑板擦的控制方法，其包括以下步骤：

S1、打开总控制开关，黑板擦放置在接近并将摄像头朝向粉笔印位置处，吸附装置将黑板擦本体吸附在黑板上；

S2、黑板擦前端的摄像头进行扫描，根据颜色判断黑板各处是否存在粉笔印，将距离最近的粉笔印处位置定位目标，并将该定位目标的黑白图像发送至单片机，根据预设函数曲线对黑白图像进行分析，选择输出第一频率控制信号或第二频率控制信号，定位单元根据图像分析单元的分析结果对目标区域进行定位并将定位信息发送至驱动模块，所述驱动模块带动行走装置行走至定位目标区域，擦除装置进行擦除后，吸附装置作为吸尘装置将粉尘收入真空腔中；

S3、一次工作完成后，单片机执行循环程序，单片机向驱动模块发送信号驱动黑板擦按照顺时针方向转动，并同时控制摄像头再次进行扫描采集目标信息，以此进入下一次工作，直至摄像头采集不到目标信息，此时警示灯闪烁提示整个工作任务完成，使用者可关闭总控制开关，结束工作。

优选地，步骤S2具体包括以下步骤：

S21、识别模块将采集到的目标信息实时传送至单片机，对目标区域进行定位，并向驱动模块发送目标信息的位置；

S22、步进电机工作，带动黑板擦左右两侧的车轮转动，行进至目标位置，驱动模块将到达目标位置的信息反馈至单片机；

S23、摄像装置确定目标区域并在行走装置行走至目标区域后采集目标区域图像并对目标区域图像进行图像处理后，控制模块根据摄像头传回的视频信号中提取的颜色分辨率的差异信息，将采集到的像素点逐一判断为白色区域位置点，以矩阵形式保存，形成预设函数曲线 n，控制单元向变频器输出第一频率控制信号，变频器以第一频率驱动所述毛刷工作；

直至该白色区域位置点无法采集到像素点，摄像装置采集下一个目标区域图像并对下一个目标区域图像进行图像处理后，控制模块对下一白色区域位置点进行计算得到新的矩阵，形成下一个函数曲线n+1，将下一个函数曲线n+1与函数曲线n进行比较，并根据比较结果，选择输出第一频率控制信号或第二频率控制信号，所述定位单元根据摄像装置初步采集的目标区域对目标区域进行定位并将位置信息发送至驱动模块；

S24、擦除装置的驱动电机根据接收到的频率控制信号驱动毛刷进行工作，此时吸附装置同时作为吸尘装置，将粉尘吸收进真空腔中，擦除完成一纵向或者横向的粉笔印为一次工作完成。

本发明的优点如下所述：

本发明无尘健康，利用真空负压技术吸附粉尘，给老师和学生带来最大程度的健康体验。

本发明具有多功能设计，黑板擦清洁装置可拆卸，根据工作目标的材质更换清洁装置，使用范围广泛，例如高层玻璃清洁、地面除尘等。

本发明具有独立运行功能，不再依附固定轨道以及固定路线，避免因此带来的不灵活性和局限性。

本发明低声降噪，黑板擦采用隔音材料安装在外壳以及其他部位，最大限度地降低噪音，创造一个安静的学习坏境。

附图说明

图1为识别模块工作流程示意图；

图2为通信模块工作流程示意图；

图3为清除模块工作流程示意图；

图4为驱动模块工作流程示意图；

图5为控制系统模块工作流程示意图；

图6为本发明的结构示意图；

图7为本发明的仰视图；

图8为本发明的结构示意框图。

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本发明的示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

本发明提供一种基于真空负压原理的智能黑板擦，如图1至图7所示，其包括黑板擦本体9、吸附装置、通信模块1、识别模块、控制模块12、清除模块以及驱动模块。识别模块、清除模块以及驱动模块借助于通信模块1与控制模块12通讯并受控于控制模块12。

如附图5所示，控制模块12用于协调各个模块的工作情况，将各个模块采集的信息进行处理，调取、发送对应的工作指令，使得各个模块进行工作。控制模块12采用单片机进行控制。

如附图2所示，通信模块1用于控制模块12的指令传送以及识别模块采集信息的传送、各个模块的工作反馈信息的传送，作为信息传送的桥梁。通信模块1通过引脚连接控制模块12的单片机。

如附图1所示，识别模块用于摄像头的识别采集信息，处理得到板书所在位置信息，锁定目标区域，进而传送至控制模块，并在行进至目标区域后采集目标区域的黑白图像。

如附图4所示，驱动模块用于在识别模块采集到的有效信息传送至控制模块12后，控制模块根据得到的信息调取指令使得黑板擦行进驱动，到达指定位置进行工作。

如附图3所示，清除模块在行走至目标区域后对目标区域的板书进行擦除。

如图6及图7所示，其包括黑板擦本体9，吸附装置101、轮子10、装饰轮子5、摄像头7、清洁布8、小型步进电机6以及警示灯11，其中吸附装置101如图6所示，其包括电机座 1、真空腔2、底座3以及风机4，电机座1上设置有电机。

本发明利用真空负压原理，依赖黑板擦内部的离心式风机系统，由黑板擦底部的电动机高速驱动风机叶轮旋转，使空气高速排出，而黑板擦底部的空气不断地补充到风机系统中，致使黑板擦内部产生瞬间真空，和外界大气压产生负压差，在此压差的作用下，黑板擦可以紧紧吸附在黑板上。

图像处理即根据摄像头传回的视频信号中提取的颜色分辨率的差异信息，并依据相关性质将信息检测处理。最常用的提取算法划分为二值化算法、直接边缘检测算法和跟踪边缘检测算法。①二值化算法的基本原理为：设定一个阈值，对于信号矩阵的每一行，从左到右比较各像素值和阈值的大小，若像素值大于或等于阈值，则判断该像素对应的是白色区域(即目标区域)；反之，则判定为黑色区域(即非目标区域)，记录首次和末次出现的像素小于阈值时的像素点的列号，算出前后两者的平均值，以该值作为该行上目标引导线的位置点。②直接边缘检测算法：采用逐行搜索的算法，设定一定的标注值，首先通过检测找到白色像素到褐色像素的下降沿和从黑色像素到白色像素的上升沿，计算上升沿和下降沿的位置差，若大于一定的标准值，即判断该位置为黑色区域(即非目标位置)，可求平均值得到黑色区域的中心点位置，针对上升沿、下降沿的检测，可通过上次采样数与本次采样数的差值的绝对值是否大于一定的阈值来进行判断，若“是”且差值为负，则为上升沿；若“是”且差值为正，则为下降沿。③跟踪边缘检测算法：依据实际情况，白色区域是由连续曲线构成，所以相邻两行的左边缘点比较靠近，跟踪边缘检测利用这一特性，对直接边缘检测进行了简化，若已寻找到某行的左边缘，则下一次检测将在上一次检测的左边缘附近进行搜索，始终跟踪每行的左边缘的附近位置，继而寻找下一列的左边缘。

在本发明中选择二值化算法计算目标区域的函数曲线，摄像装置确定目标区域并在行走装置行走至目标区域后采集目标区域图像并对目标区域图像进行图像处理后，控制模块根据摄像头传回的视频信号中提取的颜色分辨率的差异信息，将采集到的像素点逐一判断为白色区域位置点，以矩阵形式保存，形成预设函数曲线n，并对下一白色区域位置点进行计算得到新的矩阵，形成下一个函数曲线n+1，将下一个函数曲线n+1与函数曲线n进行比较，并根据比较结果，选择输出第一频率控制信号或第二频率控制信号，所述定位单元根据摄像装置初步采集的目标区域对目标区域进行定位并将位置信息发送至驱动模块。

优选地，对下一个函数曲线n+1与预设函数曲线n进行差值计算，若二者差值在阈值范围之内视为符合当前控制模块内部设定的函数曲线，智能黑板擦将按照预设函数曲线n的走向进行工作；若差值不在阈值范围内则视为新函数，暂停工作，重新通过摄像头扫描采集信息，为控制模块设定新的预设函数曲线，重复以上动作，直至工作结束。

选择输出第一频率控制信号或第二频率控制信号的具体方法为：

假设预设函数曲线n的斜率大于0，①检测在一定区域内的像素值均满足预设函数曲线n，则此时黑板擦将驱动行走装置的所有车轮均以第一频率进行工作，并以该选取的该频率工作方式持续工作t1时间。

②检测到在一定区域内的像素点均不满足预设函数曲线n，且该区域内的函数曲线斜率与预设函数曲线斜率垂直，取不满足预设函数曲线n的像素点代入预设函数曲线n，若所得函数值小于该像素值则为左直角，若所得函数值大于该像素值则为右直角，其中如果判定为左直角，则行走装置左侧车轮频率不工作，右侧车轮选择第一频率工作，同理，如果判定为右直角，则行走装置右侧车轮频率不工作，左侧车轮选择第一频率工作，并以该选取的该频率工作方式持续工作t2时间。

③在第二种情况的基础上，且该区域内的函数曲线斜率与预设函数曲线斜率非垂直且两者之间的夹角小于90度，取不满足预设函数曲线n的像素点代入函数曲线n，若所得函数值小于该像素值则为左锐角，若所得函数值小于该像素值则为右锐角，判定为左锐角时，左侧车轮频率为第二频率，右侧车轮选择第一频率工作，同理，判定为右锐角时，右侧车轮频率为第二频率，左侧车轮选择第一频率工作，并以该选取的该频率工作方式持续工作t3时间。

④在第二种情况的基础上，且该区域内的函数曲线斜率与预设函数曲线斜率非垂直且两者之间的夹角大于90度，取不满足预设函数曲线n的像素点代入函数曲线n，若所得函数值小于该像素值则为左钝角，若所得函数值小于该像素值则为右钝角，判定为左钝角时，左侧车轮频率为0，右侧车轮选择第一频率工作，同理，判定为右钝角时，右侧车轮频率为0，左侧车轮选择第一频率工作，并以该选取的该频率工作方式持续工作t4时间。

其中设定t4>t2>t3>t1，例如，本实施例中t4为10s，t2为8s，t3为6s，t1为4s。

本发明提供一种负压式智能黑板擦的控制方法，其包括以下步骤：

S1、打开总控制开关，黑板擦放置在接近并将摄像头朝向粉笔印位置处，吸附装置将黑板擦本体吸附在黑板上；

S2、黑板擦前端的摄像头进行扫描，根据颜色判断黑板各处是否存在粉笔印，将距离最近的粉笔印处位置定位目标，并将该定位目标的黑白图像发送至单片机，根据预设函数曲线对黑白图像进行分析，选择输出第一频率控制信号或第二频率控制信号，定位单元根据图像分析单元的分析结果对目标区域进行定位并将定位信息发送至驱动模块，所述驱动模块带动行走装置行走至定位目标区域，擦除装置进行擦除后，吸附装置作为吸尘装置将粉尘收入真空腔中；

S3、一次工作完成后，单片机执行循环程序，单片机向驱动模块发送信号驱动黑板擦按照顺时针方向转动，并同时控制摄像头再次进行扫描采集目标信息，以此进入下一次工作，直至摄像头采集不到目标信息，此时警示灯闪烁提示整个工作任务完成，使用者可关闭总控制开关，结束工作。

优选地，步骤S2具体包括以下步骤：

S21、识别模块将采集到的目标信息实时传送至单片机，对目标区域进行定位，并向驱动模块发送目标信息的位置；

S22、步进电机工作，带动黑板擦左右两侧的车轮转动，行进至目标位置，驱动模块将到达目标位置的信息反馈至单片机；

S23、摄像装置确定目标区域并在行走装置行走至目标区域后采集目标区域图像并对目标区域图像进行图像处理后，控制模块根据摄像头传回的视频信号中提取的颜色分辨率的差异信息，将采集到的像素点逐一判断为白色区域位置点，以矩阵形式保存，形成预设函数曲线 n，控制单元向变频器输出第一频率控制信号，变频器以第一频率驱动所述毛刷工作；

直至该白色区域位置点无法采集到像素点，摄像装置采集下一个目标区域图像并对下一个目标区域图像进行图像处理后，控制模块对下一白色区域位置点进行计算得到新的矩阵，形成下一个函数曲线n+1，将下一个函数曲线n+1与函数曲线n进行比较，并根据比较结果，选择输出第一频率控制信号或第二频率控制信号，所述定位单元根据摄像装置初步采集的目标区域对目标区域进行定位并将位置信息发送至驱动模块；

S24、擦除装置的驱动电机14根据接收到的频率控制信号驱动毛刷15进行工作，此时吸附装置同时作为吸尘装置，将粉尘吸收进真空腔中，擦除完成一纵向或者横向的粉笔印为一次工作完成。

下面对本发明的工作原理做进一步解释：

首先，打开总控制开关，首次黑板擦放置在接近并将摄像头朝向粉笔印位置处，电机工作，带动风机3高速旋转，使得真空腔2内部产生压强差，由此黑板擦底部利用真空负压技术的吸附结构进行工作，使得黑板擦吸附在黑板上，黑板擦前端的摄像头7进行扫描，根据颜色判断黑板各处是否存在粉笔印，将距离最近的粉笔印处位置定位目标，再将采集到的目标信息实时传送至中央控制模块，内部程序执行，根据收到的信息调用相关程序并执行，驱动模块接收指令，小型步进电机6工作，带动黑板擦左右两侧的两个轮子10转动，通过直行、左转、右转等行进方式移动至目标位置，驱动模块将到达目标位置的信息反馈至中央处理器，与此同时摄像头7采集目标处粉笔印的横向或纵向的走势信息，同样将信息反馈至中央处理器，处理器分析、处理得到的信息并执行相应的程序，控制黑板擦根据粉笔印的走势进行清除，由于在黑板擦的整个工作过程中要保证黑板擦能过吸附在黑板上，所以吸附装置101始终工作，因此在擦除过程中，吸附装置101也作为吸尘装置，使得擦除掉的粉尘瞬间吸收进真空腔2中，擦除完成一纵向或者横向的粉笔印为一次工作完成。

一次工作完成后，控制模块执行循环程序，控制模块驱动黑板擦按照顺时针方向转动，并同时控制摄像头7再次进行扫描采集目标信息，以此进入下一次工作，直至摄像头7采集不到目标信息，此时警示灯11闪烁，蜂鸣装置16蜂鸣，提示整个工作任务完成，使用者可关闭总控制开关，结束工作。

最后应说明的是：以上所述的各实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种负压式智能黑板擦，其特征在于：其包括黑板擦主体、吸附装置、控制模块、通信模块、识别模块、驱动模块以及清除模块，所述识别模块、驱动模块以及清除模块借助于所述通信模块与所述控制模块进行通讯，

所述吸附装置包括设置在黑板擦主体底部的底座、风机、电机以及真空腔，所述电机带动风机快速旋转，短时间内排空所述真空腔内部空气形成压强差，从而产生吸附力对黑板擦本体进行吸附，

所述清除模块包括擦除装置，所述擦除装置包括毛刷以及驱动电机，所述驱动电机设置有变频器，所述变频器内部设置有第一频率以及第二频率，所述变频器根据控制模块的控制信号选择以第一频率或者第二频率驱动所述毛刷工作，吸附装置利用静电原理吸附灰尘或是利用电动机吸气将已擦除灰尘吸到灰尘收集器中；

所述黑板擦主体设置有行走装置，所述驱动模块的配置用于在识别模块识别到目标区域后驱动所述行走装置以实现黑板擦主体的位移；

所述识别模块设置有摄像装置，所述摄像装置与所述控制模块通讯连接，所述摄像装置确定目标区域并在行走装置行走至目标区域后采集目标区域图像并对目标区域图像进行图像处理后生成视频信号，控制模块根据摄像头传回的视频信号中提取颜色分辨率的差异信息获得像素点，并将采集到的像素点逐一判断为白色区域位置点，以矩阵形式保存，形成预设函数曲线n，控制单元向变频器输出第一频率控制信号，变频器以第一频率驱动所述毛刷工作；

直至该白色区域位置点无法采集到像素点，摄像装置采集下一个目标区域图像并对下一个目标区域图像进行图像处理后，控制模块对下一白色区域位置点进行计算得到新的矩阵，形成下一个函数曲线n+1，将下一个函数曲线n+1与函数曲线n进行比较，并根据比较结果，选择输出第一频率控制信号或第二频率控制信号，变频器根据控制模块的控制信号选择以第一频率或者第二频率驱动所述毛刷工作；

控制模块对下一个函数曲线n+1与预设函数曲线n进行差值计算，若二者差值在阈值范围之内视为符合当前控制模块内部设定的函数曲线，智能黑板擦将按照预设函数曲线n的走向进行工作；若差值不在阈值范围内则视为新函数，暂停工作，重新通过摄像头扫描采集信息，为控制模块设定新的预设函数曲线，重复以上动作，直至工作结束；

控制模块选择输出第一频率控制信号或第二频率控制信号的具体方法为：

①控制模块检测在一定目标区域内的像素值均满足预设函数曲线n，则此时控制模块将驱动行走装置的所有车轮均以第一频率进行工作，并以该选取的该频率工作方式持续工作t1时间；

②检测到在一定目标区域内的像素点均不满足预设函数曲线n，且该区域内的函数曲线斜率与预设函数曲线斜率垂直，取不满足预设函数曲线n的像素点代入预设函数曲线n，若所得函数值小于该像素值则为左直角，若所得函数值大于该像素值则为右直角，其中如果判定为左直角，则行走装置左侧车轮不工作，右侧车轮选择第一频率工作，如果判定为右直角，则行走装置右侧车轮不工作，左侧车轮选择第一频率工作，并以该选取的该频率工作方式持续工作t2时间；

③检测到在一定目标区域内的像素点均不满足预设函数曲线n，且该目标区域内的函数曲线斜率与预设函数曲线斜率非垂直且两者之间的夹角小于90度，取不满足预设函数曲线n的像素点代入函数曲线n，若所得函数值小于该像素值则为左锐角，若所得函数值大于该像素值则为右锐角，判定为左锐角时，左侧车轮选择第二频率工作，右侧车轮选择第一频率工作，判定为右锐角时，右侧车轮频率选择第二频率工作，左侧车轮选择第一频率工作，并以该选取的该频率工作方式持续工作t3时间；

④检测到在一定目标区域内的像素点均不满足预设函数曲线n，且该区域内的函数曲线斜率与预设函数曲线斜率非垂直且两者之间的夹角大于90度，取不满足预设函数曲线n的像素点代入函数曲线n，若所得函数值小于该像素值则为左钝角，若所得函数值大于该像素值则为右钝角，判定为左钝角时，左侧车轮不工作，右侧车轮选择第一频率工作，判定为右钝角时，右侧车轮不工作，左侧车轮选择第一频率工作，并以该选取的该频率工作方式持续工作t4时间；

其中设定t4>t2>t3>t1。

2.根据权利要求1所述的负压式智能黑板擦，其特征在于：所述行走装置为二轮行走装置或四轮行走装置，所述行走装置包括左侧车轮和右侧车轮，所述控制模块为STM32单片机，所述通信模块通过引脚连接所述STM32单片机。

3.根据权利要求1所述的负压式智能黑板擦，其特征在于：所述驱动模块为步进电机，所述电机通过电机座进行固定。

4.根据权利要求1所述的负压式智能黑板擦，其特征在于：所述摄像装置为高清摄像头，所述高清摄像头安装在所述黑板擦主体的前方。

5.根据权利要求1所述的负压式智能黑板擦，其特征在于：所述黑板擦本体还设置有警示灯，当识别模块采集不到目标区域后，警示灯进行报警。

6.根据权利要求1所述的负压式智能黑板擦，其特征在于：所述擦除装置还包括清洁布。

7.一种基于权利要求1所述的负压式智能黑板擦的控制方法，其特征在于：其包括以下步骤：

S1、打开总控制开关，黑板擦放置在接近并将摄像头朝向粉笔印位置处，吸附装置将黑板擦本体吸附在黑板上；

S2、黑板擦前端的摄像头进行扫描，根据颜色判断黑板各处是否存在粉笔印，将距离最近的粉笔印处位置定位目标，并将该定位目标的黑白图像发送至单片机，根据预设函数曲线对黑白图像进行分析，得到目标区域的走势及区域面积，选择输出第一频率控制信号或第二频率控制信号，所述驱动模块带动行走装置行走至定位目标区域，擦除装置进行擦除后，吸附装置作为吸尘装置将粉尘收入真空腔中；

S3、一次工作完成后，单片机执行循环程序，单片机向驱动模块发送信号驱动黑板擦按照顺时针方向转动，并同时控制摄像头再次进行扫描采集目标信息，以此进入下一次工作，直至摄像头采集不到目标信息，此时警示灯闪烁提示整个工作任务完成，使用者可关闭总控制开关，结束工作。

8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于：步骤S2具体包括以下步骤：

S21、识别模块将采集到的目标信息实时传送至单片机，对目标区域进行定位，并向驱动模块发送目标信息的位置；

S22、步进电机工作，带动黑板擦左右两侧的车轮转动，行进至目标位置，驱动模块将到达目标位置的信息反馈至单片机；

S23、摄像装置确定目标区域并在行走装置行走至目标区域后采集目标区域图像并对目标区域图像进行图像处理后，控制模块根据摄像头传回的视频信号中提取的颜色分辨率的差异信息，将采集到的像素点逐一判断为白色区域位置点，以矩阵形式保存，形成预设函数曲线n，控制单元向变频器输出第一频率控制信号，变频器以第一频率驱动所述毛刷工作；

直至该白色区域位置点无法采集到像素点，摄像装置采集下一个目标区域图像并对下一个目标区域图像进行图像处理后，控制模块对下一白色区域位置点进行计算得到新的矩阵，形成下一个函数曲线n+1，将下一个函数曲线n+1与函数曲线n进行比较，并根据比较结果，选择输出第一频率控制信号或第二频率控制信号，定位单元根据摄像装置初步采集的目标区域对目标区域进行定位并将位置信息发送至驱动模块；

S24、擦除装置的驱动电机根据接收到的频率控制信号驱动毛刷进行工作，此时吸附装置同时作为吸尘装置，将粉尘吸收进真空腔中，擦除完成一纵向或者横向的粉笔印为一次工作完成。

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