CN202632252U - 一种稳定可靠的交互式电子白板 - Google Patents

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朱鹏炜
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SHENZHEN ZHONGTOU8 CO., LTD.
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朱鹏炜
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Abstract

本实用新型涉及一种稳定可靠的交互式电子白板。它包括白板基体，与白板基体配合的计算机、投影仪红外信号发射笔，设置在白板基体的每侧边沿上的对称设置的红外发射装置和摄像装置，摄像装置与计算机通过视频采集卡相连接。白板基体可以是一般板状物体，成本较低，同时，其尺寸可根据实际需要而定；红外信号发射笔不与白板基体直接接触，使得书写速度快且轻松；定位准确，书写识别率高，能准确反应书写轨迹；在确保每侧边有一个LED红外发光二级管正常工作，电子白板就能正常工作，可在不停正工作的状态下，及时更换损坏的LED红外发光二级管，确保了该交互式电子白板的工作具有较高的稳定性、可靠性。

Description

一种稳定可靠的交互式电子白板
技术领域
本实用新型涉及一种电子白板装置，尤其涉及一种定位准确的交互式电子白板。
背景技术
现阶段的国际或国内市场上，具有代表性的电子白板有电磁感应式、红外线式、电阻式、超声波式等电子白板。其中，电磁感应式电子白板包括基板、一支可以发射电磁波的笔、以及水平垂直两个方向排列在基板上的接收线圈膜，膜的大小与基板上的显示区域相同。该电子白板的缺点是：容易划伤，一旦中间出现划伤，整块板就可能报废，又因为接收线圈膜成本高，从而制作超大面积的显示版面较不现实，给使用带来不便。红外线式电子白板包括：基板、密布在基板显示区四周的红外接收发射对管。其工作原理为：由红外接收发射对管形成水平垂直方向的扫描网格，当有可以阻挡红外光的物体阻挡住网格中的某对水平和垂直红外扫描线时，就可以通过被阻挡的水平和垂直方向的红外线位置确定X，Y坐标，实现坐标的定位。其缺点是：容易受强红外光的影响，定位精度不高。超声波式电子白板包括基板、放置于基板一边的两个按固定距离分布的超声接收装置，以及一个发射超声波的定位笔，其工作原理是：当笔移动在基板的表面时，接收器检测到其发射的超声波，由收到超声波的时间来换算出笔与两个接收器的距离。其缺点是：受温度影响较大，定位精确度不均匀。电阻膜式电子白板包括基板，设于其上的依次由水平电阻膜、绝缘网格、导电膜、绝缘网格、垂直电阻膜组合而成的组合膜，组合膜与显示区域大小相同，与导电膜电连接的测试电路。其工作原理是：在水平垂直电阻膜上加一个固定的电压，在没有外力作用下，导电膜不接触电阻膜，没有电压被测得，不会产生定位的信息反应；当用书写笔或手指用力触摸电阻膜的某一点时，电流通过导电膜被测试电路读取，由读取的水平和垂直方向两个电压，换算出触摸点的X，Y方向位置，实现坐标的定位。其缺点为：书写较吃力，力度不够时，字迹将显示不出来，因而需用力书写，从而导致书写速度较慢，另外，容易划伤，且一旦有划伤，就不能使用，此外，由于制作成本高，制作超大面积的电子白板较不现实
实用新型内容
本实用新型目的在于提供一种信号发射笔不直接与基板接触、定位准确、成本低的交互式电子白板，解决现有技术存在的基板为专用复合板，容易损坏、使用成本高，受外界因素影响大，定位不精确等问题。
为达到上述目的，提供一种稳定可靠的交互式电子白板，包括白板基体，与所述白板基体配合的计算机和投影仪，其特征在于还包括与所述白板基体配合的红外信号发射笔，设置在所述白板基体的每侧边沿或对角位置上的红外发射装置和摄像装置，所述的摄像装置与计算机通过视频采集卡相连接。
所述白板基体每侧边沿直线的位置上的红外发射装置和摄像装置各至少为一个。
所述白板基体每侧边沿上的摄像装置为一个，其设置在该边沿的中部，所述白板基体的每侧边沿距离对角附近设置有至少一个所述的红外发射装置。
所述白板基体每侧边沿上的红外发射装置为一个，其设置在该边沿的中部，所述白板基体的每侧边沿距离对角附近设置有至少一个所述的摄像装置。
所述的白板基体为普通的黑板或者白板，或者白色的墙壁。
所述的红外发射装置为LED红外发光二级管，所述的摄像装置为红外CCD摄像头。
所述信号发射笔的笔尖设有LED红外发光二级管，该笔上还设有控制LED红外发光二级管的开关。
以上设置可根据实际需要，其尺寸可大可小，当白板基体较小时，可以将书写笔迹投影到较大面积的其他物体的平面上。当在白板基体上没有笔在书写时(即此时笔不发射红外信号)，每个摄像头拍摄到的是几个固定红外发射装置发射的白色亮点视频图像，当用笔进行书写时(此时笔发射红外信号)，红外CCD摄像头将拍摄到一个白色亮点(笔上的红外信号所导致)在固定背景(固定红外发射装置发射发出的光所导致)下运动的视频图像，通过视频采集卡传输到计算机内。通过将每一时刻前后两帧图像相减，利用计算机图像处理技术我们就能在去除背景信息的情况下获得运动亮点的书写轨迹图像，最后将该书写轨迹曲线在电脑屏幕的相应位置画出，并通过投影仪投影到电子白板上实现书写内容的输出显示。
本实用新型的白板基体可以是一般的板状物体，确保了该交互式电子白板的成本较低，同时，其尺寸可根据实际需要而定，满足不同的需求，当尺寸较大时，可直接将书写轨迹投影到该白板基体上，当尺寸较小时，可以将书写笔迹投影到较大面积的其他物体的平面上；红外信号发射笔不与白板基体直接接触，使得书写快且轻松；通过两相交直线只有一个交点的原理，可准确的反应红外信号发射笔所发射的光在白板基体上的具体位置，定位准确，书写识别率高，能准确反应书写轨迹；白板基体的每侧边至少设置两个LED红外发光二级管，只要确保每侧边有一个LED红外发光二级管正常工作，电子白板就能正常工作，同时，可在电子白板工作的状态下，及时更换损坏的LED红外发光二级管，确保了该交互式电子白板的工作具有较高的稳定性、可靠性。
附图说明
图1是本实用新型方案一的结构示意图；
图2是本实用新型方案二的结构示意图；
图3的左视结构示意图；
图4是本实用新型中的信号发射笔的一种结构示意图；
图5是本实用新型的一种工作原理分析示意图。
图中：1.白板基体、2.信号发射笔、3.计算机、4.红外发射装置、5.摄像装置、6.视频采集卡、7.开关、8.LED红外发光二级管、9.曲线、10.曲线、11.照射位置、12.像点、13.像点、14.像点、15.像点、16.成像平面、17.成像平面、18.投影仪；
具体实施方式
如图1方案一实施例：一种交互式电子白板，如图1所示，它包括白板基体1，与所述白板基体配合的计算机3和投影仪18，与所述白板基体1配合的信号发射笔2，设置在白板基体1的侧边沿上的红外发射装置4位于侧边的中部，摄像装置5设置在对角出，摄像装置5与计算机3通过视频采集卡6相连接。红外发射装置4为LED红外发光二级管，所述的摄像装置5为红外CCD摄像头，其对准显示区域。信号发射笔2的笔尖设有LED红外发光二级管8，该笔上还设有控制LED红外发光二级管8的开关7，如图4所示。
如图2所示为实施方案二，白板基体1侧边沿上的摄像装置5为一个，其设置在该边沿的中部，白板基体1的侧边沿的两端(即白板的对角处)各设置一个红外发射装置4，该红外发射装置4分别设置在相应摄像装置5的两侧。以上图1和图2所示的方案为标准设置，红外发射装置4和摄像装置5处于白板的四个对角的附近即可，设置好后使用过程中不要挪动位置即可。
计算机3通过一块视频采集卡6将四个红外CCD摄像头5所拍摄的视频图像以每秒25帧不断地采集到计算机3中进行处理(如图5所示)。当在白板基体上的显示区域没有信号发射笔2在书写时(此时笔上的LED红外发光二极管8不亮)，每个红外CCD摄像头拍摄到的是几个固定LED红外发光二极管4发出的白色亮点视频图像；当用信号发射笔2进行书写时(此时笔上的LED红外发光二极管8亮)，四个红外CCD摄像头5将拍摄到一个白色亮点(笔上的LED红外发光二极管8发出的光所导致)在固定背景(固定LED红外发光二极管4发出的光所导致)下运动的视频图像，将每一时刻前后两帧图像相减，利用计算机图像处理技术，我们就能在去除背景信息的情况下获得运动亮点的书写轨迹图像，同时通过背景信息进行书写轨迹的定位，最后将该书写轨迹曲线在电脑屏幕的相应位置画出，并通过投影仪投影到白板基体上实现书写内容的输出显示。白板基体可以是一般的板状物体(在实际使用中，可直接采用传统的黑板)，可根据实际需要，其尺寸可大可小。
该交互式电子白板的工作原理结合图5进行分析，具体分析如下：
要计算出笔尖LED红外发光二极管8发出的光在白板基体上的照射位置11的坐标，只要求出直线9和直线10的相交点坐标值即可。由于固定的LED红外发光二极管4到相应CCD摄像头5的距离为a和b，电子白板的长度为L、宽度为H，以及CCD摄像头的焦距e(e的值即为白板基体1到CCD摄像头5的成像平面16和17的距离)，均为已知。则根据公式：t＝(b×e)/L可以计算得出成像点12的t值，成像点B的r＝t+(成像点12、像点13之间的距离)，由于e值已知，所以成像点13的横、纵坐标均为已知，同时固定位置的CCD摄像头中心点的横、纵坐标均为定值，这样一来，就可以确定出通过成像点13、固定位置的CCD摄像头5的中心点的直线9。同理可以计算出直线10，最后计算出直线9、直线10的交点坐标值即为笔尖所在位置的横、纵坐标值。
本实用新型的白板基体可以是一般的板状物体，确保了该交互式电子白板的成本较低，同时，其尺寸可根据实际需要而定，满足不同的需求，当尺寸较大时，可直接将书写轨迹投影到该白板基体上，当尺寸较小时，可以将书写笔迹投影到较大面积的其他物体的平面上；红外信号发射笔不与白板基体直接接触，使得书写快且轻松；通过两相交直线只有一个交点的原理，可准确的反应红外信号发射笔所发射的光在白板基体上的具体位置，定位准确，书写识别率高，能准确反应书写轨迹；该交互式电子白板的工作具有较高的稳定性、可靠性，本产品实用价值较高。

Claims (7)

1.一种稳定可靠的交互式电子白板，包括白板基体，与所述白板基体配合的计算机和投影仪，其特征在于还包括与所述白板基体配合的红外信号发射笔，设置在所述白板基体的每侧边沿或对角位置上的红外发射装置和摄像装置，所述的摄像装置与计算机通过视频采集卡相连接。
2.根据权利要求1所述的一种稳定可靠的交互式电子白板，其特征在于所述白板基体每侧边沿直线的位置上的红外发射装置和摄像装置各至少为一个。
3.根据权利要求2所述的一种稳定可靠的交互式电子白板，其特征在于所述白板基体每侧边沿上的摄像装置为一个，其设置在该边沿的中部，所述白板基体的每侧边沿距离对角附近设置有至少一个所述的红外发射装置。
4.根据权利要求2所述的一种稳定可靠的交互式电子白板，其特征在于所述白板基体每侧边沿上的红外发射装置为一个，其设置在该边沿的中部，所述白板基体的每侧边沿距离对角附近设置有至少一个所述的摄像装置。
5.根据权利要求1或2或3所述的一种稳定可靠的交互式电子白板，其特征在于所述的白板基体为黑板或者白板，或者白色的墙壁。
6.根据权利要求1或2或3所述的一种稳定可靠的交互式电子白板，其特征在于所述的红外发射装置为LED红外发光二级管，所述的摄像装置为红外CCD摄像头。
7.根据权利要求6所述的一种稳定可靠的交互式电子白板，其特征在于所述信号发射笔的笔尖设有LED红外发光二级管，该笔上还设有控制LED红外发光二级管的开关。 
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106095202A (zh) * 2016-08-23 2016-11-09 苏州优函信息科技有限公司 利用两个线阵式图像传感器定位笔尖轨迹的云板
CN107978184A (zh) * 2016-10-21 2018-05-01 镇江华锐科技信息有限公司 一种智能移动式电子白板

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Denomination of utility model: Stable and reliable interactive electronic whiteboard

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License type: Exclusive License

Record date: 20131227

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