CN213690549U - 一种智能笔、智能笔识别系统及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种智能笔、智能笔识别系统及电子设备，智能笔包括供电控制模块、摄像头以及陀螺仪，其中：所述供电控制模块，分别与所述摄像头以及所述陀螺仪相连接；所述摄像头，用于采集所述显示器的图像信号；所述陀螺仪，用于采集当前的姿态信号；所述图像信号以及所述姿态信号经所述供电控制模块传输至所述显示器，所述图像信号以及所述姿态信号共同用于所述显示器显示出所述智能笔对应的位置。采用本申请实施例，智能笔可以指示配合使用的显示器准确显示出智能笔的位置。

Description

一种智能笔、智能笔识别系统及电子设备

技术领域

本申请涉及计算机技术领域，尤其涉及一种智能笔、智能笔识别系统及电子设备。

背景技术

随着电子设备的迅猛发展，搭载显示器的电子设备在日常生活中已经得到广泛的应用，于是随之催生了各种应用于显示器上且与显示器搭配使用的智能笔。显示器与智能笔搭配使用的过程中，会涉及到对智能笔当前位置识别并显示，如对智能笔当前的位置进行识别并以光标的形式显示在显示器的显示画面上。

实用新型内容

本申请实施例提供了一种智能笔、智能笔识别系统及电子设备，智能笔可以指示配合使用的显示器准确显示出智能笔的位置。所述技术方案如下：

第一方面，本申请实施例提供了一种智能笔，用于与显示器配合使用，包括供电控制模块、摄像头以及陀螺仪，其中：

所述供电控制模块，分别与所述摄像头以及所述陀螺仪相连接；

所述摄像头，用于采集所述显示器的图像信号；

所述陀螺仪，用于采集当前的姿态信号；

所述图像信号以及所述姿态信号经所述供电控制模块传输至所述显示器，所述图像信号以及所述姿态信号共同用于所述显示器显示出所述智能笔对应的位置。

可选的，所述智能笔还包括处理器，其中：

所述处理器，分别与所述供电控制模块、所述摄像头以及所述陀螺仪相连接；

所述陀螺仪的一端与所述处理器相连接，所述陀螺仪的另一端与所述供电控制模块相连接；

所述摄像头的一端与所述处理器相连接，所述摄像头的另一端与所述供电控制模块相连接。

可选的，所述图像信号以及所述姿态信号传输至所述处理器，生成所述智能笔对应的目标位置信号；以及，

所述目标位置信号经所述供电控制模块传输至所述显示器，所述目标位置信号用于所述显示器显示出所述智能笔对应的位置。

可选的，所述供电控制模块包括供电部、控制部以及通信部，其中：

所述供电部，分别与所述控制部、所述处理器、所述摄像头、所述陀螺仪以及所述通信部相连接；

所述控制部，分别与所述处理器、所述摄像头、所述陀螺仪以及所述通信部相连接。

可选的，所述通信部，用于接收所述处理器传输的所述图像信号以及所述姿态信号，并将所述图像信号以及所述姿态信号传输至所述显示器，所述图像信号以及所述姿态信号共同用于所述显示器识别并显示出所述智能笔对应的位置；

和/或，

所述通信部，还用于接收所述处理器传输的所述目标位置信号，并将所述目标位置信号传输至所述显示器。

可选的，所述通信部为无线通信模块。

可选的，所述处理器，用于基于所述图像信号识别出所述显示器对应的显示器特征；以及，

所述处理器，还用于基于所述显示器特征、参考显示器特征以及所述姿态信号，生成所述智能笔对应的目标位置信号。

可选的，所述处理器，用于基于所述显示器特征以及所述参考显示器特征识别出所述智能笔的空间位置信号，并基于所述空间位置信号以及所述姿态信号产生所述智能笔对应的目标位置信号。

可选的，所述智能笔，用于在所述显示器配对连接后接收所述显示器传输的所述参考显示器特征。

第二方面，本申请实施例提供一种智能笔识别系统，包括如上所述的智能笔以及所述显示器。

可选的，所述智能笔，用于采集当前的参考姿态信号，并将所述参考姿态信号传输至所述显示器；

所述显示器，用于根据所述参考姿态信号识别出所述智能笔对应的参考位置，以及基于所述目标位置信号对所述参考位置进行位置校正。

第三方面，本申请实施例提供一种电子设备，可包括：如上所述的智能笔识别系统。

本申请一些实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

在本申请一个或多个实施例中，智能笔包括供电控制模块、摄像头以及陀螺仪，其中：所述供电控制模块，分别与所述摄像头以及所述陀螺仪相连接；所述摄像头，用于采集所述显示器的图像信号；所述陀螺仪，用于采集当前的姿态信号；所述图像信号以及所述姿态信号经所述供电控制模块传输至所述显示器，所述图像信号以及所述姿态信号共同用于所述显示器显示出所述智能笔对应的位置。智能笔通过采集的姿态信号和图像信号可以辅助与其配合使用的显示器识别出所述智能笔准确识别出对应的位置。可以解决相关技术中由于陀螺仪的姿态数据存在参数误差、难以误差校正等因素导致识别出的智能笔位置不准确的问题，基于本方案并可以指示配合使用的显示器准确显示出智能笔的位置，另外，智能笔的结构简单，可以无需在智能笔内部设置辅助显示器识别的激光发射器件，不需要基于智能笔发射的激光点在显示器上确定智能笔的位置，大幅提升了显示出智能笔位置的准确性，以及智能笔侧可以只将姿态信号和图像信号传输至显示器，就可以指示显示器识别并显示出智能笔的位置。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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是本申请实施例提供的一种涉及智能笔的场景示意图；

图2是本申请实施例提供的一种智能笔的结构示意图；

图3是本申请实施例提供的另一种智能笔的结构示意图；

图4是本申请实施例提供的一种包含供电控制模块的结构示意图；

图5是本申请实施例提供的一种智能笔识别系统的结构示意图；

图6是本申请实施例提供的一种位置校正的场景示意图；

图7是本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的电路的例子。

在相关技术中，智能笔可以通过所包含的陀螺仪采集当前的姿态数据，如重力加速度、角速度等姿态数据，基于姿态数据确定智能笔在显示器的显示画面中对应的位置，然后由于陀螺仪采集的姿态数据会存在参数误差(如重力加速度、角速度存在误差)，且在智能笔使用过程中，参数误差会随之使用时间逐渐累积，且该参数误差通常难以校准，从而导致显器显示的智能笔位置不准确的问题。

下面结合具体的实施例对本申请进行详细说明。

如图1所示，特提出一种智能笔10，所述智能笔10通常与显示器1000配合使用。在实际使用中，智能笔10的使用者可以通过智能笔10实现在显示器1000上的进一步操作，如用户可通过智能笔10实现在显示器1000上的笔迹显示。进一步的，所述智能笔10通常与显示器1000配合使用时，使用者可以无需控制智能笔10与显示器1000进行直接触控，智能笔10可以通过感测或采集与其配合使用的显示器1000的图像信号和当前的姿态信号，通过向显示器1000传输图像信号和姿态信号，可以辅助显示器1000显示出智能笔10对应的位置。

具体的，所述显示器1000可以为电脑显示屏、电视屏幕、智能平板显示器、智能显示黑板、触控平板等显示器件中的任意一种。或者所述显示器1000可以包括显示屏和设置在显示屏表面的透明玻璃板。所述透明玻璃板四边框上有用于匹配连接显示屏的活动连接装置，比如通过胶水贴在普通的电脑显示屏或电视屏幕上，这样可将普通的显示屏变成了不易刮花的显示屏。另外，在该显示器1000上，可以对应显示由于智能笔10运动(如人为握持智能笔移动)而产生位移变化的“智能笔显示在显示器”的实际位置。

可以理解的是，当在一段时间T内使用者握持智能笔10产生位移变化时，智能笔10可以将时间T内采集到的与其配合使用的显示器1000的图像信号和时间T内各时间采集点的姿态信号传输至显示器1000，此时，显示器1000即可基于智能笔10在时间T内采集到的图像信号和姿态信号，确定智能笔10在时间T内的移动轨迹，将实时将智能笔10对应显示的位置在显示器1000对应的显示界面上进行显示。

本实施例中，如图2所示，图2是一种智能笔的结构示意图，智能笔10可以包括供电控制模块101、摄像头102以及陀螺仪103，其中：

所述供电控制模块101，分别与所述摄像头102以及所述陀螺仪103相连接；所述供电控制模块101在工作时，用于对智能笔10中的其他器件或模块进行供电和相应控制；

如对摄像头102和陀螺仪103进行供电，以使摄像头102和陀螺仪103可以处于工作态下，又如，供电控制模块101可以控制摄像头102和/或陀螺仪103进行工作，例如供电控制模块101控制摄像头102开启，此时，智能笔10可以基于摄像头102采集所对应的图像采集范围内的图像信号，例如陀螺仪103开启，此时，智能笔10可以基于陀螺仪103测量当前智能笔的姿态信息，该姿态信息包括但不限于角度信息、速度信息等等，在一些实施例中角度信息可以是俯仰角、偏航角以及翻滚角，速度信息可以是加速度、移动速度等。

另外，所述供电控制模块101还可以集成通信功能，所述通信功能可以是供电控制模块在配置时集成的具有无线通信方式或有线通信方式的器件，供电控制模块101通过向智能笔10所包含的其他各个模块供电，可以采集到或收集到诸如陀螺仪103的姿态信号、摄像头102的图像信号。然后可以基于集成的通信功能将相应通信信号传输至与智能笔10配合使用的显示器1000，如姿态信号、图像信号。

所述摄像头102，用于采集所述显示器1000的图像信号；所述摄像头102作为智能笔10的图像采集器件，可以基于实际应用环境配置与智能笔10的任意位置，如智能笔10可以设置于智能笔10的笔头部位，当摄像头102配置与智能笔10的笔头部位是，可以获取笔头周侧所述摄像头102实际图像采集范围内的图像信号，如智能笔102周侧包含显示器1000的清晰图像，又如智能笔10可以设置于智能笔10的笔身部位，当摄像头102配置与智能笔10的笔身部位是，可以获取笔身周侧所述摄像头102实际图像采集范围内的图像信号，如智能笔102周侧包含显示器1000的清晰图像，等等，从而便于智能笔102后续将图像信号经所述供电控制模块101传输至显示器1000，从而指示显示器1000在其图像显示区域显示出智能笔10对应的位置，如智能笔10在显示器当前显示界面上的显示坐标。

可选的，摄像头102在实际应用中的图像采集范围并不作限定，可以根据实际需要而进行调整，以使其摄像头102可以在处于工作态时，可以高概率采集到包含显示器1000的图像信号均可，从而可以在智能笔10将摄像头102采集到的包含显示器1000的图像信号以及姿态信号传输至显示器1000后，可以用于显示器1000在其图像显示区域显示出智能笔10对应的位置。

可选的，所述摄像头102可以是一个摄像模组，所述摄像头可以由多个具有采集图像功能的摄像头构成，如所述摄像头102可以是一个配置了多摄像头的摄像模组(如双摄像头模组)，当所述摄像头102为多摄像头模组时，多摄像头模组中各摄像头可以被配置于所述智能笔10中的不同位置，以便采集到包含显示器1000的图像信号，各摄像头中的至少一个可以是负责捕捉细节轮廓的黑白摄像头、可以是专职填充色彩的彩色摄像头、可以是负责高像素成像的高像素摄像头、可以是专职测量景深信号的景深摄像头等摄像头中的一个或多个的拟合，此处不作具体限定。

示意性的，以所述摄像头102为一个具有双摄头的双摄模组进行举例释义，该双摄模组可以控制配置在智能笔10不同部位或相同部位的摄像器件粉笔对同一场景下的图像进行采集，如一个采集远景图像对应的图像子信号、另外一个采集近景图像对应的图像子信号，然后双摄模组可以基于所配置的图像处理功能(如图像合成功能)将来自不同摄像器件的图像子信号进行图像处理，图像处理的主要目的在于通过将不同图像子信号间的数据信号处理来提高图像的可靠性，通过多个图像子信号的互补信息的处理来得到质量佳的包含显示器1000的图像信号。

所述陀螺仪103，用于采集当前的姿态信号；所述陀螺仪103在配置是可以是具有采集当前姿态功能的多传感器模组，所述多传感器模组包括但不限于可以测量当前速度信号的速度测量传感器如加速度计、角速度计，可以测量当前地磁信号的地磁计，可以是一种N轴测量传感器(IMU)，如六轴惯性传感器，等等。

其中，所述姿态信号可以理解为可移动对象的位置、方向、姿态等信号信息对应的一种数字信号，即可移动或旋转对象(可以理解为智能笔10)在空间中所处的位置以及其在该位置上的姿态。

所述图像信号以及所述姿态信号经所述供电控制模块101传输至所述显示器1000，所述图像信号以及所述姿态信号共同用于所述显示器1000显示出所述智能笔10对应的位置。

具体的，所述智能笔10的供电控制模块101与显示器1000之间的通信方式可以是有线通信连接和/或无线通信连接方式，供电控制模块101可以通过有线通信接口采用通用串行总线(universal serial bus，USB)连接显示器1000从而建立与显示器1000的有线通信连接；供电控制模块101也可以采用无线通信连接方式建立与所述显示器1000的通信连接，所述无线通信连接方式可以是基于互联网、蓝牙、WIFI、紫峰协议(ZigBee)、局域网等通信方式。优选地，在本实施例所述智能笔10的供电控制模块101采用无线通信连接方式建立与显示器1000的通信连接，从而供电控制模块101可以基于该通信连接将所述图像信号以及所述姿态信号传输至所述显示器1000，所述显示器1000在接收到智能笔10所包含的供电控制模块101传输的图像信号以及所述姿态信号之后，显示器1000配置时具有信号位置解析功能，该信号位置解析功能可以是基于内置的信号位置解析电路，或具有信号位置解析功能的芯片实现的，从而可以通过智能笔10传输的图像信号以及所述姿态信号，所述显示器1000可以显示出所述智能笔10对应的位置，具体为显示器1000在其图像显示区域显示出智能笔10对应的位置，如智能笔10在显示器当前显示界面上的显示坐标。

其中，在本申请实施例中，所涉及的连接关系可以是电性连接，所述供电控制模块101，分别与所述摄像头102以及所述陀螺仪103相电性连接

在一种具体的实施方式中，如图3所示，图3是本实施例涉及的另一种智能笔的结构示意图。所述智能笔在配置时还可以包括处理器104。

以下对智能笔10包括处理器104时的具体结构进行详细释义，可参见图3。

所述处理器104，分别与所述供电控制模块101、所述摄像头102以及所述陀螺仪103相连接；

所述陀螺仪103的一端与所述处理器104相连接，所述陀螺仪103的另一端与所述供电控制模块101相连接；

所述摄像头102的一端与所述处理器104相连接，所述摄像头102的另一端与所述供电控制模块101相连接。

在一种可行的实施方式中，所述处理器104可以用于基于智能笔10所包含的摄像头102和陀螺仪103采集的图像信号和姿态信号进行信号处理(如信号滤波、信号运算等)，从而可以生成信号处理后的智能笔10对应的目标位置信号，进一步的，目标位置信号可以理解为用于表征智能笔在显示器对应显示画面上的相对位置、相对坐标等形式的数字信号。可以理解的是，在一些实施例中，显示器1000可以直接基于该目标位置信号在显示器对应的显示画面上显示出智能笔对应的位置。

具体的，当所述智能笔所包含的摄像头102和陀螺仪103处于工作态时，摄像头102可以采集图像采集范围内包含显示器1000的图像信号，以及陀螺仪103可采集当前智能笔的姿态信号，所述图像信号和/或姿态信号采集结束后，所述图像信号以及所述姿态信号可以传输至所述处理器104，所述处理器104对采集的图像信号和姿态信号进行信号处理(如信号滤波、信号运算、信号特征处理等)，从而可以生成信号处理后的智能笔10对应的目标位置信号。进一步的，目标位置信号可以经所述供电控制模块101传输至所述显示器1000，可以理解的是，所述目标位置信号可以用于所述显示器1000直接在当前显示画面上显示出所述智能笔10对应的位置，如以光标的形式在显示器1000上显示出智能笔10的位置。

在一种可行的实施方式中，处理器104在获取到摄像头102采集的图像信号和陀螺仪103采集的姿态信号之后，可以不对“图像信号和姿态信号”进行信号处理，而直接将“图像信号和姿态信号”发送至供电控制模块101，所述图像信号以及所述姿态信号经所述供电控制模块101传输至所述显示器1000，进一步的，所述图像信号以及所述姿态信号共同用于所述显示器1000显示出所述智能笔10对应的位置，具体可以是：显示器1000基于与智能笔之间的通信连接(如无线通信连接)接收到发送的“图像信号和姿态信号”之后，可以控制所包含的信号处理模块(显示器的处理器)进行信号处理(如数模运算、信号滤波、信号特征提取)，从而生成目标位置信号，然后基于该目标位置信号然后在显示器对应的显示画面上显示出所述智能笔10对应的位置。

可选的，如图4所示，图4本实施例涉及的包含供电控制模块的结构示意图，所述供电控制模块101包括可以包括供电部1011、控制部1012以及通信部1013.

其中：

所述供电部1011，分别与所述控制部1012、所述处理器104、所述陀螺仪102、所述摄像头103以及所述通信部1013相连接；

进一步的，所述供电部1011用于为智能笔10的其他模块或其他电子器件供电，在一些实施方式中，所述供电部1011可以由电源以及电源控制器构成，所述电源可以是向智能笔10提供功率的器件，也称电源供应器，它提供智能笔10中所有部件所需要的电能。电源功率的大小，电流和电压是否稳定，将直接影响计算机的工作性能和使用寿命，因此，电源可与电源控制器配合使用，电源控制器可以配置电源控制系统用于对电源输出的功率进行电源控制，从而可以向智能笔10的其他部件输出符合器件功率接收标准的功率。

所述控制部1012，分别与所述处理器104、所述摄像头103、所述陀螺仪102以及所述通信部1013相连接。

进一步的，所述控制部1012用于控制所述处理器104、所述摄像头103、所述陀螺仪102以及所述通信部1013工作，示意性的，控制部1012可以控制摄像头102和/或陀螺仪103进行工作，例如控制部1012控制摄像头102开启，此时，智能笔10可以基于摄像头102采集所对应的图像采集范围内的图像信号，例如控制部1012控制陀螺仪103开启，此时，智能笔10可以基于陀螺仪103测量当前智能笔的姿态信息，该姿态信息包括但不限于角度信息、速度信息等等。

进一步的，所述通信部1013用于智能笔10与其配合使用的显示器1000进行信号通信，如传输图像信号、姿态信号等。其中，所述通信部1013可以是支持有线通信方式的通信功能器件，也可以是支持无线通信方式的通信功能器件。在本实施例中，通信部1013可以作为一种信号发射端，负责将智能笔10的相关数据信号向显示器1000进行信号传输，如向显示器1000传输图像信号、姿态信号。

进一步的，所述通信部1013优选为支持无线通信方式的无线通信模块，如支持蓝牙通信方式的蓝牙通信模块，支持无线数据网络的移动通信模块等等。

在一种具体的实施方式中，所述处理器在配置时具有信号处理功能，具体可以用于基于所述摄像头103采集的图像信号识别出所述显示器对应的显示器特征；

在一些实施例中，所述显示器特征可以理解为识别出的显示器尺寸、显示器轮廓特征(如显示器1000黑边框的轮廓)、显示分辨率、显示区域(可以理解为显示器1000用于显示画面的区域)等数字信号特征中的一种或多种的拟合。

所述处理器，还可以用于基于所述显示器特征、参考显示器特征以及所述姿态信号，生成所述智能笔对应的目标位置信号。

其中，所述参考显示器特征可以理解为显示器1000的标定特征，也即显示器1000在出厂配置时确定的标准特征，如显示器标准尺寸、显示器标准轮廓特征、标准显示区域等标准数字信号特征中的一种或多种的拟合。

具体的，所述参考显示特征预先存储在智能笔10中，由于本申请中智能笔10与显示器1000配合使用，智能笔10在出厂配置时可以唯一设置与其配合使用的显示器1000所对应的参考显示特征，以便智能笔10在实际使用中，可以基于所述显示器特征以及所述参考显示器特征识别出所述智能笔的空间位置信号。

可选的，所述参考显示特征也可以是智能笔10与显示器1000首次建立配对连接时，智能笔10向显示器1000获取到的，例如，在与显示器1000首次建立通信(如无线配对连接)的情况下，智能笔10可以通过所包含的通信部1013接收到或主动获取到显示器1000传输的参考显示特征。在一些实施例中，所述参考显示特征可以理解为显示器1000的物理显示参数信息。

其中，所述空间位置信号可以理解为表征在智能笔10所处空间中智能笔10所对应的空间位置。

具体的，处理器104在识别出所述智能笔的空间位置信号之后，可以基于该空间位置信号结合陀螺仪102采集的姿态信号进行信号处理，以及可以产生所述智能笔对应的目标位置信号，其中，所述目标位置信号可以理解为可以在显示器1000所对应的显示画面上显示智能笔1000的位置的数字信号。

在一种具体的实施方式中，处理器104基于所述摄像头103采集的图像信号进行信号识别，其中信号识别处理可以是基于显示器1000边缘特征信号识别方式，本实施例中常用的边缘特征信号识别方式可以是基于Canny边缘检测的信号识别，从而可以识别出所述显示器对应的显示器特征，也即显示器对应的边缘特征。以下为了更好的释义，以Canny边缘检测的信号识别为例，进行说明。如下：

对摄像头103采集的图像信号进行高斯平滑信号处理，去掉图像信号中的干扰图像信号(如图像中的非显示器边缘部分)，通常经高斯平滑信号处理的目的在于对图像信号进行高斯模糊突出图像中的边缘特征。

采用基于Canny边缘检测的信号识别方式识别出图像梯度的幅值以及方向，如该信号识别方式不限于soble算子、Prewitt算子、Roberts模板等等，以soble算子为例，可以对图像信号一阶偏导有限差分处理(可以理解为一种信号差分滤波方式)，得到中心点(如边缘特征点)的梯度向量、方位角以及边缘方向。

根据角度对图像信号中对应幅值进行非极大值抑制，也即沿着梯度方向对图像信号中对应幅值进行非极大值抑制，一种非极大值抑制处理可以是：在每一边缘特征点上，领域中心点(也即边缘特征点)与沿着其对应的梯度方向的两个像素信号相比，若中心像素为最大值，则保留，否则中心置0，这样可以抑制非极大值，保留局部梯度最大的点，以得到细化的图像边缘信号。

可选的，在上述步骤中，本实施例还可以基于陀螺仪102采集的姿态信号可以识别出智能笔10周侧的重力信号(如重力方向信号)，基于重力信号在细化图像边缘信号的过程中，以直线伸展方向或直线伸长方式进行滤波，也即以直线伸展方向或直线伸长方式检测与重力方向平行和垂直的长直线，并拟合长直线过滤掉一些短直线，进一步的，处理器对图像信号识别处理时，可以采用双阈值滤波方式，对图像信号中的直线特征进行检测，并对边缘直线特征信号进行拟合，一种拟合方式可以是在信号处理中，通过构造矩形的边缘上存在大于某一阈值的梯度的数量,以及决定构造的矩形图像信号是否是候选解,并结合显示器的边缘特征对多个候选矩形图像信号进行打分，选择得分最高的候选解作为最终的图像信号中的显示器特征。

进一步的，处理器102可以基于所述显示器特征以及所述参考显示器特征识别出所述智能笔的空间位置信号，具体实施中，处理器102在得到图像信号中的显示器特征之后(相当于确定了显示器1000的边缘(边框)特征)，在一些实施例中可采用PnP(Perspective-n-Point)信号处理方式根据显示器1000对应的参考显示器特征结合确定的显示器特征，来识别出智能笔10对应的空间位置信号。

具体的，以PnP(Perspective-n-Point)信号处理方式识别空间位置信号为例进行释义，如下：

上述参考显示器特征可以理解为能够映射到与显示特征处于同一向量空间坐标系中的表征显示器的特征信号。如可以以显示器边缘特征所对应的多个空间点的实际空间位置以及这些空间点在指定维度(如二维)图像信号上的投影为来表征参考显示器特征。在PnP(Perspective-n-Point)信号处理方式中在确定n个3D空间点以及它们的投影位置时,可结合显示特征中各空间点来识别出智能笔10所处的实际空间位置或位姿，也即智能笔10对应的空间位置信号。

进一步的，处理器10在确定智能笔10对应的空间位置信号之后，此时可集合陀螺仪102采集的姿态信号进位置信号处理，在一些实施例中，可基于姿态信号中加速度信号、移动方向信号等方向信号，来根据空间位置信号可确定智能笔10空间位置信号所对应的空间指示方向上与显示器1000对应的平面相交位置所对应的位置信号，该位置信号也即智能笔10所包含的处理器102最终可以产生所述智能笔10对应的目标位置信号，其中，所述目标位置信号可以理解为可以在显示器1000所对应的显示画面上显示智能笔1000的位置的数字信号。

在一种具体的实施方式中，上述处理器102基于图像信号以及所述姿态信号共同生成智能笔10的目标位置信号可在显示器1000上进行，此时智能笔10无需获取显示器1000的参考显示特征，而参考显示特征在显示器1000出厂配置时已经随之确定，也即对于智能笔10而言，可以只需将所述图像信号以及所述姿态信号经通信部传输至显示器1000，显示器1000基于所述图像信号识别出所述显示器1000在图像信号中对应的显示器特征，然后结合参考显示器特征识别出所述智能笔的空间位置信号，并基于所述空间位置信号以及所述姿态信号产生所述智能笔对应的目标位置信号。

在本申请实施例中，智能笔包括供电控制模块、摄像头以及陀螺仪，其中：所述供电控制模块，分别与所述摄像头以及所述陀螺仪相连接；所述摄像头，用于采集所述显示器的图像信号；所述陀螺仪，用于采集当前的姿态信号；所述图像信号以及所述姿态信号经所述供电控制模块传输至所述显示器，所述图像信号以及所述姿态信号共同用于所述显示器显示出所述智能笔对应的位置。智能笔通过采集的姿态信号和图像信号可以辅助与其配合使用的显示器识别出所述智能笔准确识别出对应的位置。可以解决相关技术中由于陀螺仪的姿态数据存在参数误差、难以误差校正等因素导致识别出的智能笔位置不准确的问题，基于本方案并可以指示配合使用的显示器准确显示出智能笔的位置，另外，智能笔的结构简单，可以无需在智能笔内部设置辅助显示器识别的激光发射器件，不需要基于智能笔发射的激光点在显示器上确定智能笔的位置，大幅提升了显示出智能笔位置的准确性，以及智能笔侧可以只将姿态信号和图像信号传输至显示器，就可以指示显示器识别并显示出智能笔的位置。

在一个实施例中，如图5所示，还提供一种智能笔识别系统300，所述智能笔识别系统300包括上述实施例提及的所述智能笔10以及所述显示器1000，其中：

所述智能笔10，用于采集包含显示器1000的图像信号以及当前的位姿信号；

可选的，所述智能笔10配置于基于所述图像信号和位姿信号生成目标位置信号，该目标位置信号经所述智能笔10传输至显示器1000，并用于所述显示器1000所述显示器显示出所述智能笔对应的位置。

可选的，所述智能笔10配置于将所述图像信号和位姿信号传输至所述显示器1000，并用于所述显示器1000基于所述图像信号和位姿信号生成目标位置信号，并基于所述目标位置信号显示出所述智能笔对应的位置。

在一些实施例中，所述智能笔10可以用于采集当前的参考姿态信号，并将所述参考姿态信号传输至所述显示器1000；所述显示器1000，可以用于根据所述参考姿态信号识别出所述智能笔对应的参考位置。可以理解的是该参考位置基于智能笔10所包含的陀螺仪采集的参考姿态信号确定，在相关技术中可以只基于参考姿态信号(可以理解为智能笔10的姿态信息)确定智能笔10的参考位置，但是会存在陀螺仪采集姿态信号时存在测量误差，且该测量误差(主要由于重力加速度信号和角速度信号)通常难以消除会随着智能笔10使用时间的增长导致位置偏差较大，在本实施例中，可以结合上述确定的目标位置信号对参考位置进行位置校正，以提高智能笔位置显示时的精确度。

在一种具体的实施场景中，如图6所示，图6是本申请涉及的一种位置校正的场景示意图，如图6所示，图6中，存在不同时间点时智能笔10在显示器上对应的位置，分别为t1时间点对应位置a、t2时间点对应位置b、t3时间点对应位置c；若位置a、位置b、位置c分别为基于参考姿态信号确定的智能笔的参考位置，在t1时间点基于图像信号和位姿信号生成的目标位置信号与参考位置信号相匹配，在t2时间点基于图像信号和位姿信号生成的目标位置信号与参考位置信号相匹配，而在t3时间点基于图像信号和位姿信号生成的目标位置信号与参考位置信号不匹配，t3时间点的目标位置信号对应位置d，且位置d与位置c误差较大，则显示器1000可以基于目标位置信号对参考位置进行位置校正，如将位置d作为t3时间点的智能笔10对应的位置。从而实现位置校正，以提高智能笔位置显示时的精确度。

在一个实施例中，如图7所示，本申请实施例还公开了一种电子设备1，包括如上述实施例中的所述智能笔识别系统300。电子设备1可以是具有画面显示功能的任意设备。该电子设备包括但不限于：液晶显示设备、会议平板、个人电脑、平板电脑、车载设备、计算设备或连接到无线调制解调器的其它处理设备等。在不同的网络中电子设备可以叫做不同的名称，例如：用户设备、接入终端、用户单元、用户站、移动站、移动台、远方站、远程终端、移动设备、用户终端、终端、无线通信设备、用户代理或用户装置、个人数字处理(personaldigital assistant，PDA)、5G网络或未来演进网络中的电子设备等。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

以上所揭露的仅为本申请较佳实施例而已，当然不能以此来限定本申请之权利范围，因此依本申请权利要求所作的等同变化，仍属本申请所涵盖的范围。

Claims (12)

1.一种智能笔，用于与显示器配合使用，其特征在于，包括供电控制模块、摄像头以及陀螺仪，其中：

所述供电控制模块，分别与所述摄像头以及所述陀螺仪相连接；

所述摄像头，用于采集所述显示器的图像信号；

所述陀螺仪，用于采集当前的姿态信号；

所述图像信号以及所述姿态信号经所述供电控制模块传输至所述显示器，所述图像信号以及所述姿态信号共同用于所述显示器显示出所述智能笔对应的位置。

2.根据权利要求1所述的智能笔，其特征在于，所述智能笔还包括处理器，其中：

所述处理器，分别与所述供电控制模块、所述摄像头以及所述陀螺仪相连接；

所述陀螺仪的一端与所述处理器相连接，所述陀螺仪的另一端与所述供电控制模块相连接；

所述摄像头的一端与所述处理器相连接，所述摄像头的另一端与所述供电控制模块相连接。

3.根据权利要求2所述的智能笔，其特征在于，所述图像信号以及所述姿态信号传输至所述处理器，生成所述智能笔对应的目标位置信号；以及，

所述目标位置信号经所述供电控制模块传输至所述显示器，所述目标位置信号用于所述显示器显示出所述智能笔对应的位置。

4.根据权利要求2所述的智能笔，其特征在于，所述供电控制模块包括供电部、控制部以及通信部，其中：

所述供电部，分别与所述控制部、所述处理器、所述摄像头、所述陀螺仪以及所述通信部相连接；

所述控制部，分别与所述处理器、所述摄像头、所述陀螺仪以及所述通信部相连接。

5.根据权利要求4所述的智能笔，其特征在于，所述通信部，用于接收所述处理器传输的所述图像信号以及所述姿态信号，并将所述图像信号以及所述姿态信号传输至所述显示器，所述图像信号以及所述姿态信号共同用于所述显示器识别并显示出所述智能笔对应的位置；

和/或，

所述通信部，还用于接收所述处理器传输的目标位置信号，并将所述目标位置信号传输至所述显示器。

6.根据权利要求4所述的智能笔，其特征在于，所述通信部为无线通信模块。

7.根据权利要求2所述的智能笔，其特征在于，所述处理器，用于基于所述图像信号识别出所述显示器对应的显示器特征；以及，

所述处理器，还用于基于所述显示器特征、参考显示器特征以及所述姿态信号，生成所述智能笔对应的目标位置信号。

8.根据权利要求7所述的智能笔，其特征在于，所述处理器，用于基于所述显示器特征以及所述参考显示器特征识别出所述智能笔的空间位置信号，并基于所述空间位置信号以及所述姿态信号产生所述智能笔对应的目标位置信号。

9.根据权利要求7所述的智能笔，其特征在于，所述智能笔，用于在所述显示器配对连接后接收所述显示器传输的所述参考显示器特征。

10.一种智能笔识别系统，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项的所述智能笔以及所述显示器。

11.根据权利要求10所述的智能笔识别系统，其特征在于，所述智能笔，用于采集当前的参考姿态信号，并将所述参考姿态信号传输至所述显示器；

所述显示器，用于根据所述参考姿态信号识别出所述智能笔对应的参考位置；

所述显示器，还用于接收所述智能笔传输的目标位置信号，并基于所述目标位置信号对所述参考位置进行位置校正。

12.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求10所述的智能笔识别系统。

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