CN210759972U - 一种多模态交互反馈的喷水黑板擦 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多模态交互反馈的喷水黑板擦，其特点是该黑板擦由语言模块、图像识别模块、喷水模块、烘干模块、图像处理模块、振动模块、惯性测量模块和压力传感器组成，所述喷水模块和烘干模块为矩形阵列设置在黑板擦的擦拭面上，其上设有可拆卸的海绵；所述喷水模块由导管与设置在黑板擦下方的水槽连接。本实用新型与现有技术相比具有智能视觉，可实现多模态交互反馈，结构简单，使用方便，通过阵列型喷水、烘干实现节水、节能。

Description

一种多模态交互反馈的喷水黑板擦

技术领域

本实用新型涉及图像识别和人工智能技术领域，具体地说是一种基于智能视觉和多模态交互反馈的阵列型喷水黑板擦。

背景技术

板书是一种广泛应用的教学形式，传统的擦黑板形式将扬起大量粉尘污染教室环境，对教师和学生的健康造成一定危害。另外，反复使用传统黑板擦擦试黑板后仍会有许多粉笔粉末残留，效率较低，因此实现一种基于智能视觉和多模态交互反馈的阵列型喷水黑板擦是很有必要的。

申请号：201810486138.5专利公开了一种全自动的吸尘减噪黑板擦，该全自动黑板擦只涉及简单擦除，不能与使用者进行交互，影响使用体验，降低使用效率。

申请号：201810396324.X 专利公开了一种基于图像识别的全自动黑板擦，该全自动黑板擦没有喷水及烘干装置，可能降低了黑板的清洁程度和擦拭的有效程度。

现有技术的全自动黑板擦只涉及简单擦除，不能与使用者进行交互或反馈，为了解决上述问题，采用智能视觉和多模态交互反馈的阵列型方案，通过语音或压力传感方式启动，将摄像头采集的信息处理后通过控制模块控制喷水模块和烘干模块形成喷水阵列和烘干阵列，清洁完毕后通过振动反馈模块给予使用者完成提示。目前没有发现类似技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足而设计的一种多模态交互反馈的喷水黑板擦，采用智能视觉和多模态交互反馈的阵列型结构，以及智能视觉及多模态交互反馈的方法，用于图像提取及分析，通过语音或压力传感方式启动，将摄像头采集的信息处理，并由控制模块控制通过喷水模块和烘干模块根据图像信息形成阵列配合黑板擦拭，以达到人机交互的智能视觉和多模态交互反馈，具有结构简单，使用方便，节水、防尘、智能、环保。

本实用新型的目的是这样实现的：一种多模态交互反馈的喷水黑板擦，其特点是该黑板擦由语音模块、图像识别模块、喷水模块、烘干模块、控制模块、图像处理模块、振动模块、惯性测量模块和压力传感器组成，所述控制模块分别与语音模块、图像识别模块、喷水模块、烘干模块、图像处理模块、振动模块、惯性测量模块和压力传感器连接；所述喷水模块和烘干模块为矩形阵列设置在黑板擦的擦拭面上，其上设有可拆卸的海绵；所述喷水模块由控制模块反馈的图像信息生成喷水阵列对黑板进行指定区域的喷水；所述烘干模块内置加热系统，并由控制模块反馈的图像信息生成烘干阵列对黑板进行指定区域的烘干；所述语音模块和图像识别模块设置在黑板擦的边框上，其一侧设有压力传感器；所述喷水模块由导管与设置在黑板擦下方的水槽连接；所述黑板擦上设有为各功能模块供电的电池。

所述语音模块将语音信号接入控制模块，且由控制模块启动图像识别模块，其采集的图像信息由控制模块输入图像处理模块。

所述惯性测量模块包括三个单轴加速度计和单轴陀螺，所述单轴加速度计为检测载体在坐标系独立三轴的加速度信号；所述单轴陀螺为检测载体相对于导航坐标系的加速度信号，并测量物体在三维空间中的角速度和加速度，解算出物体姿态后反馈给控制模块。

所述控制模块将语音模块、压力传感器和图像识别模块输入的信息处理后，分别启动喷水模块、烘干模块、图像处理模块、振动模块和惯性测量模块。

所述振动模块在完成指定区域的擦除后发出振动提示。

本实用新型与现有技术相比具有智能视觉，可实现多模态交互反馈，结构简单，使用方便，降低粉尘，通过阵列型喷水和烘干，实现节水、节能和环保。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为图1侧视图；

图3为各模块连接示意图；

图4为喷水及烘干阵列示意图；

图5为图像处理流程图。

具体实施方式

通过以下具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

实施例1

参阅附图1~图2，本实用新型由设置在黑板擦1上的语音模块2、图像识别模块3、喷水模块5、烘干模块6、控制模块7、图像处理模块8、振动模块9、惯性测量模块10和压力传感器13组成，所述可拆卸的海绵4位于黑板擦1正面，海绵表面多孔，水流及气流可从微孔中通过，水槽12固定设置在黑板擦1背面，主要用于储水，可在擦拭黑板前湿润黑板，以达到降低粉尘的目的，当水槽12中的水耗尽后，可将水槽12拆下注水后再次使用；所述压力传感器位13于黑板擦1的侧面，可启动图像识别模块3；所述语音模块2对输入信号进行处理，从中提取特征，识别到预定指令“擦黑板”后，将信息反馈给控制模块7，以启动图像识别模块3；所述惯性测量模块10包含了三个单轴加速度计和三个单轴陀螺，加速度计检测载体在坐标系独立三轴的加速度信号，而陀螺检测载体相对于导航坐标系的加速度信号，测量物体在三维空间中的角速度和加速度，解算出物体姿态后反馈给控制模块7；所述控制模块7接受语音模块2、压力传感器13和图像识别模块3信息，并启动图像处理模块8、惯性测量模块10、喷水模块5、烘干模块6和振动模块9；所述喷水模块5接收控制模块7指令后形成喷水阵列对指定区域进行喷水；所述烘干模块6内置加热系统，在接收控制模块7指令后形成烘干阵列对指定区域进行烘干；所述振动模块9可在完成指定区域擦除后给予使用者振动反馈，提示完成；所述黑板擦1背面设有为各功能模块供电的电池11。

参阅附图3，所述控制模块7分别与语音模块2、图像识别模块3、喷水模块5、烘干模块6、图像处理模块8、振动模块9、惯性测量模块10和压力传感器13连接。

参阅附图4，所述喷水模块5根据控制模块7反馈的图像信息生成喷水阵列对黑板上的指定区域进行喷水；所述烘干模块6内置加热系统，可根据控制模块7反馈的图像信息生成烘干阵列。

参阅附图5，所述图像识别模块3由控制模块7启动，采集前方黑板上的图像信息，且由控制模块7输入图像处理模块8进行平滑处理、二值化处理、膨胀和腐蚀处理，处理后的图像信息由图像处理模块8传回控制模块7。

本实用新型是这样使用的：使用者使用黑板擦1擦试黑板时，可以通过按压力传感器13或使用语音模块2的语音指令，通过控制模块7启动图像识别模块3，图像识别模块3将拍摄到的黑板原始图像经控制模块7传给图像处理模块8，图像处理模块8进行平滑、二值化、膨胀及腐蚀处理后将图像数据反馈给控制模块7，控制模块7结合惯性测量模块10获得黑板擦1的三轴姿态角及加速度后分别启动喷水模块5和烘干模块6，喷水模块5及烘干模块6根据图像信息形成阵列，对黑板有文字或图像区域进行喷水和烘干操作。完成上述操作后，控制模块7通过振动模块9将完成信息反馈给使用者，以达到节水，防尘，智能的功能。

以上只是对本实用新型作进一步的说明，并非用以限制本专利，凡为本实用新型等效实施，均应包含于本专利的权利要求范围之内。

Claims (4)

1.一种多模态交互反馈的喷水黑板擦，其特征在于该黑板擦由语音模块、图像识别模块、喷水模块、烘干模块、控制模块、图像处理模块、振动模块、惯性测量模块和压力传感器组成，所述控制模块分别与语音模块、图像识别模块、喷水模块、烘干模块、图像处理模块、振动模块、惯性测量模块和压力传感器连接；所述喷水模块和烘干模块为矩形阵列设置在黑板擦的擦拭面上，其上设有可拆卸的海绵；所述喷水模块由控制模块根据采集的图像信息生成喷水阵列对黑板进行指定区域的喷水；所述烘干模块内置加热系统，并由控制模块反馈的图像信息生成烘干阵列对黑板进行指定区域的烘干；所述语音模块和图像识别模块设置在黑板擦的边框上，其一侧设有压力传感器；所述喷水模块由导管与设置在黑板擦下方的水槽连接。

2.根据权利要求1所述多模态交互反馈的喷水黑板擦，其特征在于所述语音模块将语音信号接入控制模块，且由控制模块启动图像识别模块，其采集的图像信息由控制模块输入图像处理模块。

3.根据权利要求1所述多模态交互反馈的喷水黑板擦，其特征在于所述惯性测量模块包括三个单轴加速度计和单轴陀螺，所述单轴加速度计为检测载体在坐标系独立三轴的加速度信号；所述单轴陀螺为检测载体相对于导航坐标系的加速度信号，并测量物体在三维空间中的角速度和加速度，解算出物体姿态后反馈给控制模块。

4.根据权利要求1、权利要求2或权利要求3所述多模态交互反馈的喷水黑板擦，其特征在于所述控制模块将语音模块、压力传感器和图像识别模块输入的信息处理后，分别启动喷水模块、烘干模块、图像处理模块、振动模块和惯性测量模块；所述振动模块在完成指定区域的擦除后发出振动提示。

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