CN113391709B - 基于蓝牙连接的红外定位笔教学系统及应用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于蓝牙连接的红外定位笔教学系统及应用方法。其中，所述教学系统包括红外定位笔、多个蓝牙接收器、红外摄像头、AI眼镜以及教学平台，所述蓝牙接收器和所述红外摄像头分别与所述教学平台连接，所述AI眼镜与所述教学平台通信连接，所述红外定位笔中设置有陀螺仪和加速度计，所述红外定位笔与其中一个所述蓝牙接收器配对连接；该教学系统中的红外定位笔通过与蓝牙接收机配对连接快速将红外定位笔的数据发送至教学平台，并通过AI眼镜和红外摄像头进行辅助，使得能够实现身临其境的3D教学效果，极大地提高了教学质量和学生的教学体验。

Description

基于蓝牙连接的红外定位笔教学系统及应用方法

技术领域

本发明涉及AI智慧教育领域，尤其涉及一种基于蓝牙连接的红外定位笔教学系统及应用方法。

背景技术

随着时代的发展，教育已走向了数字化AI智能教育时代，数字化AI教学时代需求数据化，智能化的辅助教学工具，传统的会议演示笔无法做到配合AI智能设备达到身临其境的3D虚拟教学效果，所以现在需要一种适用性强，能够充分展示3D虚拟教学效果的教学系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于蓝牙连接的红外定位笔教学系统及应用方法，旨在解决现有的教学系统中，传统的会议演示笔无法做到配合AI智能设备达到较佳的3D虚拟教学效果的问题。

为解决上述技术问题，本发明的目的是通过以下技术方案实现的：提供一种基于蓝牙连接的红外定位笔教学系统，所述教学系统包括红外定位笔、多个蓝牙接收器、红外摄像头、AI眼镜以及教学平台，所述蓝牙接收器和所述红外摄像头分别与所述教学平台连接，所述AI眼镜与所述教学平台通信连接，所述红外定位笔中设置有陀螺仪和加速度计，所述红外定位笔与其中一个所述蓝牙接收器配对连接；

所述红外定位笔用于接收用户的按键指令，并对由所述陀螺仪检测到的姿态数据和由所述加速度计检测到的加速度数据进行融合，以得到融合角度，将所述融合角度与所述按键指令对应的红外信号发送至与其配对连接的蓝牙接收器；

所述蓝牙接收器将接收到的所述融合角度、红外信号发送至所述教学平台；

所述红外摄像头用于捕捉所述红外定位笔的发光图像数据，并将捕捉到的所述发光图像数据发送至所述教学平台；

所述教学平台将接收到的融合角度、红外信号、发光图像数据进行数据融合，并将融合得到的3D目标数据发送至所述AI眼镜；

所述AI眼镜用于显示接收到的所述3D目标数据。

另外，本发明要解决的技术问题是还在于提供一种基于蓝牙连接的红外定位笔教学系统的应用方法，其包括：所述红外定位笔接收用户的按键指令，并对由所述陀螺仪检测到的姿态数据和由所述加速度计检测到的加速度数据进行融合，以得到融合角度，将所述融合角度与所述按键指令对应的红外信号发送至与其配对连接的蓝牙接收器；

所述蓝牙接收器将接收到的所述融合角度、红外信号发送至所述教学平台；

所述红外摄像头捕捉所述红外定位笔的发光图像数据，并将捕捉到的所述发光图像数据发送至所述教学平台；

所述教学平台将接收到的融合角度、红外信号、发光图像数据进行数据融合，并将融合得到的3D目标数据发送至所述AI眼镜；

所述AI眼镜显示接收到的所述3D目标数据。

本发明实施例公开了一种基于蓝牙连接的红外定位笔教学系统及应用方法，其中，教学系统包括红外定位笔、多个蓝牙接收器、红外摄像头、AI眼镜以及教学平台，所述蓝牙接收器和所述红外摄像头分别与所述教学平台连接，所述AI眼镜与所述教学平台通信连接，所述红外定位笔中设置有陀螺仪和加速度计，所述红外定位笔与其中一个所述蓝牙接收器配对连接；所述红外定位笔用于接收用户的按键指令，并对由所述陀螺仪检测到的姿态数据和由所述加速度计检测到的加速度数据进行融合，以得到融合角度，将所述融合角度与所述按键指令对应的红外信号发送至与其配对连接的蓝牙接收器；所述蓝牙接收器将接收到的所述融合角度、红外信号发送至所述教学平台；所述红外摄像头用于捕捉所述红外定位笔的发光图像数据，并将捕捉到的所述发光图像数据发送至所述教学平台；所述教学平台将接收到的融合角度、红外信号、发光图像数据进行数据融合，并将融合得到的3D目标数据发送至所述AI眼镜；所述AI眼镜用于显示接收到的所述3D目标数据。该教学系统中的红外定位笔通过与蓝牙接收机配对连接快速将红外定位笔的数据发送至教学平台，并通过AI眼镜和红外摄像头进行辅助，使得能够实现身临其境的3D教学效果，极大地提高了教学质量和学生的教学体验。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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的附图。

图1为本发明实施例提供的基于蓝牙连接的红外定位笔教学系统的示意性框图；

图2为本发明实施例提供的基于蓝牙连接的红外定位笔教学系统的应用方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和 “包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/ 或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

请参阅图1，图1为本发明实施例提供的基于蓝牙连接的红外定位笔教学系统的示意性框图；

如图1所示，该教学系统包括红外定位笔、多个蓝牙接收器、红外摄像头、AI眼镜以及教学平台，所述蓝牙接收器和所述红外摄像头分别与所述教学平台连接，所述AI眼镜与所述教学平台通信连接，所述红外定位笔中设置有陀螺仪和加速度计，所述红外定位笔与其中一个所述蓝牙接收器配对连接；

所述红外定位笔用于接收用户的按键指令，并对由所述陀螺仪检测到的姿态数据和由所述加速度计检测到的加速度数据进行融合，以得到融合角度，将所述融合角度与所述按键指令对应的红外信号发送至与其配对连接的蓝牙接收器；

所述蓝牙接收器将接收到的所述融合角度、红外信号发送至所述教学平台；

所述红外摄像头用于捕捉所述红外定位笔的发光图像数据，并将捕捉到的所述发光图像数据发送至所述教学平台；

所述教学平台将接收到的融合角度、红外信号、发光图像数据进行数据融合，并将融合得到的3D目标数据发送至所述AI眼镜；

所述AI眼镜用于显示接收到的所述3D目标数据。

其中，所述红外定位笔内置有霍尔传感器，所述教学平台内置有与所述霍尔传感器配合使用的磁铁。

该教学系统中的红外定位笔配对连接简单，能够做到随用随连；在实际运用场景下，红外定位笔通过与蓝牙接收机配对连接快速将红外定位笔的数据发送至教学平台，并通过AI眼镜和红外摄像头进行辅助，使得能够实现身临其境的3D教学效果，极大地提高了教学质量和学生的教学体验。同时，本教学系统抗干扰能力极强，可以满足一个教室之中30台以上的教学平台同时使用，为数字化AI智能教学提供了一套适用性极强的教学系统。

在一具体实施例中，该教学系统还包括无线充电器，用于给红外定位笔进行充电，避免红外定位笔在使用过程中出现电路不足的情况。

本实施例还提高一种基于蓝牙连接的红外定位笔教学系统的应用方法，其中该教学系统如上述所述的基于蓝牙连接的红外定位笔教学系统。具体的，请参阅图2，图2为本发明实施例提供的基于蓝牙连接的红外定位笔教学系统的应用方法的流程示意图。

如图2所示，基于蓝牙连接的红外定位笔教学系统的应用方法包括：

S101、所述红外定位笔接收用户的按键指令，并对由所述陀螺仪检测到的姿态数据和由所述加速度计检测到的加速度数据进行融合，以得到融合角度，将所述融合角度与所述按键指令对应的红外信号发送至与其配对连接的蓝牙接收器；

S102、所述蓝牙接收器将接收到的所述融合角度、红外信号发送至所述教学平台；

S103、所述红外摄像头捕捉所述红外定位笔的发光图像数据，并将捕捉到的所述发光图像数据发送至所述教学平台；

S104、所述教学平台将接收到的融合角度、红外信号、发光图像数据进行数据融合，并将融合得到的3D目标数据发送至所述AI眼镜；

S105、所述AI眼镜显示接收到的所述3D目标数据。

本实施例中各步骤的标号仅为方便说明，不代表对各步骤执行顺序的限定，在实际应用时，可以根据需要各步骤执行顺序进行调整，或同时进行，这些调整或者替换均属于本发明的保护范围。

在本实施例中，红外定位笔不但可以实现传统的演示笔的案件以及光标移动功能，还能通过内置的陀螺仪和加速度计分别对姿态数据和加速度数据进行检测，并通过将姿态数据和加速度数据进行融合，得到的融合角度用于解决现有技术中出现的温度漂移问题即陀螺仪工作时会受到周围环境温度的影响，在温度变化较大时会随时间出现累积缓慢的偏差，时间较长后它的累积偏差会越来越大，但它在短时间内是很准确的；而加速度它在短时间内是不是很准确，但长时间来说它是准确的，在本实施例中利用姿态数据和加速度数据之间的互补性进行融合，有效的提高对红外定位笔的移动控制精度，进而提高了3D教学效果。

具体一实施例中，步骤S101包括：

所述红外定位笔根据采样间隔对姿态数据和加速度数据进行采样，按下式对姿态数据进行积分得到当前三轴的空间角度：

Gyo_pitch= Gyo _ pitch+GroRate_X×dt

Gyo_row= Gyo _ row +GroRate_Y×dt

Gyo_yaw= Gyo_ yaw +GroRate_Z×dt

其中，GroRate_X、GroRate_Y、GroRate_Z分别为陀螺仪基于X轴、Y轴、Z轴上检测到的角速度，需说明的是：公式右侧的Gyo_pitch、Gyo_row、Gyo_yaw分别为陀螺仪以间隔时间积分得到的上一次的空间角度，公式左侧的Gyo_pitch、Gyo_row、Gyo_yaw分别为对陀螺仪的当前空间角度进行积分后的值。

按下式对所述加速度数据进行计算得到当前角度：

Xangle=atan2f（Xacc，sqrtf（Yacc×Yacc+Zacc×Zacc））

Yangle=atan2f（Yacc，sqrtf（Xacc×Yacc+Zacc×Zacc））

Zangle=atan2f（sqrtf（Xacc×Xacc+ Yacc×Yacc，Zacc））

其中，Xangle、Yangle、Zangle分别为加速度计在X轴、Y轴、Z轴上的当前角度，acc为加速度计算的角度，Xacc 、Yacc 、Zacc为加速度计得到的在X轴、Y轴、Z轴上相对于重力加速度G为单位的重力加速度值，需说明的是，在本式中，atan2 为返回-π/2 到π/2弧度范围内的反正切值，以孤度为单位；其中，在C函数库中，atan2用atan2f表示，即atan2f与atan2是同一个意思。

按下式将所述当前三轴的空间角度和所述当前角度进行融合得到融合角度angle：

angle=（0.98）×（angle+gyro×dt）+（0.02）×（x _ acc）

其中，gyro为角速度，x _ acc为以加速度为基准的姿态角，式中0.98和0.02为系数，两者的和为1，该系数的设定与陀螺仪的滤波的实际要求有关；需说明的是，公式左侧的angle表示当前的融合后的角度，公式右侧的angle表示以间隔时间进行积分并融合后的前一次融合后的角度。

将所述融合角度与所述按键指令对应的红外信号发送至与其配对连接的蓝牙接收器。

具体的，以125Hz的采样间隔对姿态数据和加速度数据进行采样，得到采样后的姿态数据和加速度数据后，将加速度数据以较小的系数对姿态数据做数据融合；通过对姿态数据和加速度数据，计算出空间位移，经过算法优化后得到在X、Y轴方向的位移量，达到控制红外定位笔光标移动的目的。

为了进一步提高对红外定位笔的光标的控制精度，对融合角度进行优化，具体一实施例中，所述步骤S103包括：

所述红外摄像头连续捕捉所述红外定位笔的图片，根据捕捉到的相邻图片计算得到所述红外定位笔当前的空间角度，并将所述红外定位笔当前的空间角度发送至所述教学平台。

具体的，红外摄像头连续捕捉一帧当前红外定位笔的图片，通过红外定位笔两端的红外Led灯的发光信号，判断两个红外Led灯的亮度差异，以区别出红外定位笔的笔头和笔尾，并将相邻两帧图片进行比较计算得到红外定位笔当前的空间角度。

在本实施例中，所述步骤S104包括：

所述教学平台接收所述红外定位笔当前的空间角度，并将所述红外定位笔当前的空间角度与所述融合角度按下式进行融合计算，得到校正角度：

Xangle = (0.9×Gyo_pitch) + (0.1×Xpic)；

Yangle = (0.9×Gyo_row) + (0.1×Ypic)；

Zangle = (0.9×Gyo_yaw) + (0.1×Zpic)；

其中，Xangle、Yangle、ZXangle分别为校正角度在X轴、Y轴、Z轴的值，Gyo_pitch、Gyo_row、Gyo_yaw分别为对陀螺仪的当前空间角度进行积分后的值，Xpic、Ypic、Zpic分别为红外定位笔当前的空间角度在X轴、Y轴、Z轴的值；

所述教学平台将所述校正角度发送至相应的AI眼镜，以控制所述红外定位笔的光标的移动。

通过对所述红外定位笔当前的空间角度与所述融合角度进行融合优化，使得修正后得到的校正角度发送至相应的AI眼镜，以用于控制AI眼镜展示的教学内容的三维空间旋转方向角度，使得教学内容能够跟随学生手中的红外定位笔做旋转功能，进而提高了该教学系统的适用性和适用性。

在本实施例中，为了解决现有技术中红外定位笔与教学平台配对复杂，配对速度慢的问题，所述步骤S102包括：

若所述霍尔传感器感应到所述磁铁，所述霍尔传感器发送配对广播信息至相应的蓝牙接收器；

所述蓝牙接收器检测所述配对广播信息是否是指定配对信息，其中所述指定配对信息包括设备类型、设备名称、设备是否支持蓝牙匹配，若是则再次检测所述广播配对信息的发射功率强度是否超过允许的配对的广播信号强度，若是则向所述红外定位笔发起配对连接请求。

例如在实际的教学过程中，当需要将红外定位笔与其中一个蓝牙接收器配对连接时，只需要将红外定位笔触碰到教学平台指定的位置，然后红外定位笔通过蓝牙通信协议与相应的蓝牙接收器进行配对连接，简单易操作，其中，红外定位笔同意配对连接请求并与蓝牙接收器配对连接后，还进行加密请求，配对连接信息交换以及配对信息保存的配对过程，使得该红外定位笔与该蓝牙接收器绑定。

在本实施例中，步骤S102还包括：

所述蓝牙接收器与所述红外定位笔配对连接后，所述蓝牙接收器进行检测预定范围内的配对广播信息。

在新的红外定位笔与蓝牙接收器的绑定成功后，蓝牙接收器继续检测预定范围内是否有符合要求的配对广播信息，若有的话，就会开始一个新的绑定过程。具体的，将预设范围距离设定在小于等于30cm，防止红外定位笔误与其他蓝牙接收器进行配对连接。

在本实施例中，步骤S102还包括：

所述蓝牙接收器与新的所述红外定位笔配对连接成功后，所述蓝牙接收器再次检测其之前是否有与其他红外定位笔进行配对连接，若有则解除其与之前配对连接成功的蓝牙配对关系。

通过这样的设计，实现一个蓝牙接收器只能和一个红外定位笔进行绑定，在蓝牙接收器和红外定位笔绑定成功后，蓝牙接收器会自动检测在与该红外定位笔绑定之前是否有和其他的红外定位笔进行绑定，若有的话则将解除与之前的红外定位笔的绑定。

更进一步的，所述教学平台在预定时间内未接收到红外信号，则建立蓝牙工作频道表，并将占用严重的频道从所述蓝牙工作频道表清除，以得到目标蓝牙工作频道表。

其中，红外定位笔与蓝牙接收器的无线通信采用了蓝牙5.0技术，即工作在2400-2480Hz频段，共有37个工作频道，并且，采用了自适应调频方式工作；具体的，根据教学平台的蓝牙地址将6字节蓝牙地址按照字节进行导向或操作后取底2位作为频道映射分组索引，将36个频道分为4组，即每组9个频道；教学平台在预定时间内未接收到红外信号即未与红外定位笔通过蓝牙接收器配对连接时，教学平台不断的扫描周围37个蓝牙频道的占用情况，在内部建立一张包括清洁与繁忙的蓝牙频道的蓝牙工作频道表，然后将占用严重的频道从蓝牙工作频道表中清除，以得到干净的频道分组；若有红外定位笔符合蓝牙接收器的配对连接要求，蓝牙接收器发起配对连接请求并将得到的最清洁的频道分组分配组从设备，之后红外接收器在该频道分组上与教学平台进行通信。

更进一步的，所述教学平台检测与所述红外定位笔每次的通信强度，判断每次的通信强度是否强于预设通信强度，若是则降低通信发射功率。

通过这样的设计，能够解决多个已分别连接上红外定位笔的教学平台同时工作时不会互相干扰，本实施例中通过教学平台内的蓝牙地址以及扫描周围的其他教学平台的频道创建相应的蓝牙工作频道表，并发射信号强度优化处理，使得在满足通信距离的情况下，随时调整通信发射功率。

为解决红外定位笔出现电量不足的情况，利用无线充电器对红外定位器进行充电。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种基于蓝牙连接的红外定位笔教学系统，其特征在于，所述教学系统包括红外定位笔、多个蓝牙接收器、红外摄像头、AI眼镜以及教学平台，所述蓝牙接收器和所述红外摄像头分别与所述教学平台连接，所述AI眼镜与所述教学平台通信连接，所述红外定位笔中设置有陀螺仪和加速度计，所述红外定位笔与其中一个所述蓝牙接收器配对连接；

所述红外定位笔用于接收用户的按键指令，并对由所述陀螺仪检测到的姿态数据和由所述加速度计检测到的加速度数据进行融合，以得到融合角度，将所述融合角度与所述按键指令对应的红外信号发送至与其配对连接的蓝牙接收器；

所述蓝牙接收器将接收到的所述融合角度、红外信号发送至所述教学平台；

所述红外摄像头用于捕捉所述红外定位笔的发光图像数据，并将捕捉到的所述发光图像数据发送至所述教学平台；

所述教学平台将接收到的融合角度、红外信号、发光图像数据进行数据融合，并将融合得到的3D目标数据发送至所述AI眼镜；

所述AI眼镜用于显示接收到的所述3D目标数据；

所述红外定位笔内置有霍尔传感器，所述教学平台内置有与所述霍尔传感器配合使用的磁铁；

若所述霍尔传感器感应到所述磁铁，所述霍尔传感器发送配对广播信息至相应的蓝牙接收器；

所述蓝牙接收器检测所述配对广播信息是否是指定配对信息，其中所述指定配对信息包括设备类型、设备名称、设备是否支持蓝牙匹配，若是则再次检测所述配对广播信息的发射功率强度是否超过允许的配对的广播信号强度，若是则向所述红外定位笔发起配对连接请求；

所述蓝牙接收器与所述红外定位笔配对连接后，所述蓝牙接收器进行检测预定范围内的配对广播信息；

所述红外定位笔根据采样间隔对姿态数据和加速度数据进行采样，按下式对姿态数据进行积分得到当前三轴的空间角度：

Gyo_pitch= Gyo_pitch+GroRate_X×dt

Gyo_row= Gyo_ row +GroRate_Y×dt

Gyo_yaw= Gyo_ yaw +GroRate_Z×dt

其中，GroRate_X、GroRate_Y、GroRate_Z分别为陀螺仪基于X轴、Y轴、Z轴上检测到的角速度，公式右侧的Gyo_pitch、Gyo_row、Gyo_yaw分别为陀螺仪以间隔时间积分得到的上一次的空间角度，公式左侧的Gyo_pitch、Gyo_row、Gyo_yaw分别为对陀螺仪的当前空间角度进行积分后的值；

按下式对所述加速度数据进行计算得到当前角度：

Xangle=atan2f（Xacc，sqrtf（Yacc×Yacc+Zacc×Zacc））

Yangle=atan2f（Yacc，sqrtf（Xacc×Yacc+Zacc×Zacc））

Zangle=atan2f（sqrtf（Xacc×Xacc+ Yacc×Yacc，Zacc））

其中，Xangle、Yangle、Zangle分别为加速度计在X轴、Y轴、Z轴上的当前角度，acc为加速度计算的角度，Xacc 、Yacc 、Zacc为加速度计得到的在X轴、Y轴、Z轴上相对于重力加速度G为单位的重力加速度值，在本式中，atan2 为返回-π/2 到π/2弧度范围内的反正切值；

按下式将所述当前三轴的空间角度和所述当前角度进行融合得到融合角度angle：

angle=（0.98）×（angle+gyro×dt）+（0.02）×（x_acc）

其中，gyro为角速度，x_scc为以加速度为基准的姿态角，公式左侧的angle表示当前的融合后的角度，公式右侧的angle表示以间隔时间进行积分并融合后的前一次融合后的角度；

将所述融合角度与所述按键指令对应的红外信号发送至与其配对连接的蓝牙接收器；

所述红外摄像头连续捕捉所述红外定位笔的图片，根据捕捉到的相邻图片计算得到所述红外定位笔当前的空间角度，并将所述红外定位笔当前的空间角度发送至所述教学平台；

所述教学平台接收所述红外定位笔当前的空间角度，并将所述红外定位笔当前的空间角度与所述融合角度按下式进行融合计算，得到校正角度：

Xangle = (0.9×Gyo_pitch) + (0.1×Xpic)；

Yangle = (0.9×Gyo_row) + (0.1×Ypic)；

Zangle = (0.9×Gyo_yaw) + (0.1×Zpic)；

其中，Xangle、Yangle、ZXangle分别为校正角度在X轴、Y轴、Z轴的值，Gyo_pitch、Gyo_row、Gyo_yaw分别为对陀螺仪的当前空间角度进行积分后的值，Xpic、Ypic、Zpic分别为红外定位笔当前的空间角度在X轴、Y轴、Z轴的值；

所述教学平台将所述校正角度发送至相应的AI眼镜，以控制所述红外定位笔的光标的移动。

2.根据权利要求1所述的基于蓝牙连接的红外定位笔教学系统，其特征在于，所述红外定位笔内置有霍尔传感器，所述教学平台内置有与所述霍尔传感器配合使用的磁铁。

3.一种如权利要求1或2所述的基于蓝牙连接的红外定位笔教学系统的运用方法，其特征在于，包括：

所述红外定位笔接收用户的按键指令，并对由所述陀螺仪检测到的姿态数据和由所述加速度计检测到的加速度数据进行融合，以得到融合角度，将所述融合角度与所述按键指令对应的红外信号发送至与其配对连接的蓝牙接收器；

所述蓝牙接收器将接收到的所述融合角度、红外信号发送至所述教学平台；

所述红外摄像头捕捉所述红外定位笔的发光图像数据，并将捕捉到的所述发光图像数据发送至所述教学平台；

所述教学平台将接收到的融合角度、红外信号、发光图像数据进行数据融合，并将融合得到的3D目标数据发送至所述AI眼镜；

所述AI眼镜显示接收到的所述3D目标数据；

所述红外定位笔内置有霍尔传感器，所述教学平台内置有与所述霍尔传感器配合使用的磁铁；

若所述霍尔传感器感应到所述磁铁，所述霍尔传感器发送配对广播信息至相应的蓝牙接收器；

所述蓝牙接收器检测所述配对广播信息是否是指定配对信息，其中所述指定配对信息包括设备类型、设备名称、设备是否支持蓝牙匹配，若是则再次检测所述配对广播信息的发射功率强度是否超过允许的配对的广播信号强度，若是则向所述红外定位笔发起配对连接请求；

所述蓝牙接收器与所述红外定位笔配对连接后，所述蓝牙接收器进行检测预定范围内的配对广播信息；

所述红外定位笔根据采样间隔对姿态数据和加速度数据进行采样，按下式对姿态数据进行积分得到当前三轴的空间角度：

Gyo_pitch= Gyo_pitch+GroRate_X×dt

Gyo_row= Gyo_ row +GroRate_Y×dt

Gyo_yaw= Gyo_ yaw +GroRate_Z×dt

其中，GroRate_X、GroRate_Y、GroRate_Z分别为陀螺仪基于X轴、Y轴、Z轴上检测到的角速度，公式右侧的Gyo_pitch、Gyo_row、Gyo_yaw分别为陀螺仪以间隔时间积分得到的上一次的空间角度，公式左侧的Gyo_pitch、Gyo_row、Gyo_yaw分别为对陀螺仪的当前空间角度进行积分后的值；

按下式对所述加速度数据进行计算得到当前角度：

Xangle=atan2f（Xacc，sqrtf（Yacc×Yacc+Zacc×Zacc））

Yangle=atan2f（Yacc，sqrtf（Xacc×Yacc+Zacc×Zacc））

Zangle=atan2f（sqrtf（Xacc×Xacc+ Yacc×Yacc，Zacc））

其中，Xangle、Yangle、Zangle分别为加速度计在X轴、Y轴、Z轴上的当前角度，acc为加速度计算的角度，Xacc 、Yacc 、Zacc为加速度计得到的在X轴、Y轴、Z轴上相对于重力加速度G为单位的重力加速度值，在本式中，atan2 为返回-π/2 到π/2弧度范围内的反正切值；

按下式将所述当前三轴的空间角度和所述当前角度进行融合得到融合角度angle：

angle=（0.98）×（angle+gyro×dt）+（0.02）×（x_acc）

其中，gyro为角速度，x_scc为以加速度为基准的姿态角，公式左侧的angle表示当前的融合后的角度，公式右侧的angle表示以间隔时间进行积分并融合后的前一次融合后的角度；

将所述融合角度与所述按键指令对应的红外信号发送至与其配对连接的蓝牙接收器；

所述红外摄像头连续捕捉所述红外定位笔的图片，根据捕捉到的相邻图片计算得到所述红外定位笔当前的空间角度，并将所述红外定位笔当前的空间角度发送至所述教学平台；

所述教学平台接收所述红外定位笔当前的空间角度，并将所述红外定位笔当前的空间角度与所述融合角度按下式进行融合计算，得到校正角度：

Xangle = (0.9×Gyo_pitch) + (0.1×Xpic)；

Yangle = (0.9×Gyo_row) + (0.1×Ypic)；

Zangle = (0.9×Gyo_yaw) + (0.1×Zpic)；

其中，Xangle、Yangle、ZXangle分别为校正角度在X轴、Y轴、Z轴的值，Gyo_pitch、Gyo_row、Gyo_yaw分别为对陀螺仪的当前空间角度进行积分后的值，Xpic、Ypic、Zpic分别为红外定位笔当前的空间角度在X轴、Y轴、Z轴的值；

所述教学平台将所述校正角度发送至相应的AI眼镜，以控制所述红外定位笔的光标的移动。

4.根据权利要求3所述的基于蓝牙连接的红外定位笔教学系统的运用方法，其特征在于，还包括：

所述教学平台在预定时间内未接收到红外信号，则建立蓝牙工作频道表，并将占用严重的频道从所述蓝牙工作频道表清除，以得到目标蓝牙工作频道表。

5.根据权利要求3所述的基于蓝牙连接的红外定位笔教学系统的运用方法，其特征在于，还包括：

所述教学平台检测与所述红外定位笔每次的通信强度，判断每次的通信强度是否强于预设通信强度，若是则降低通信发射功率。

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