[实用新型]一种即插即用的交互白板装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种交互白板装置，尤其是一种基于光学图像跟踪技术的即插即用的交互白板装置。

背景技术

交互白板技术已经大量应用于教学、会议的虚拟书写和人机互动，也越来越多地用于家电设备的人机互动中。有多种技术可以实现交互白板功能，其中基于光学图像跟踪的交互白板技术是应用较为广泛的一种，其较早的技术公开是专利号ZL011080477、发明专利公开号CN1305143A、名称为“用于计算机坐标与控制信息输入的系统及方法”的中国发明专利。其工作原理是：用发光笔产生的光点来标示目标点的位置，引入摄像装置实时采集图像，用信号处理电路实时分析图像信号来提取光点的位置信息并通过接口电路和相应软件输入到计算机，用坐标矫正算法进行坐标校准使光标的位置跟踪笔的物理位置。

此类产品在设备安装固定后，需要有一个坐标定位流程，以将摄像头采集到的笔或触摸点的坐标与显示屏幕的显示位置对应起来，以实现触摸效果。这个过程一般是：在显示屏的多个预设位置(Xi，Yi)逐一显示特征图案，如十字、圆点，引导用户将笔在相应位置触发，同时摄像头采集图像，分析笔在摄像头图像中的坐标(Ui，Vi)，这个过程也称为坐标采样。根据坐标采样得到的一组坐标对应关系，可以用数值计算方法得到图像中的任意坐标点与显示屏坐标的关系，从而在系统运行中将笔的位置转化为显示屏坐标，从而实现真实的触摸互动效果。

现有产品都是通过运行软件进行图像采集或笔尖位置数据采集、坐标采样、坐标变换、进而进行鼠标或多点触摸事件模拟，从而实现交互功能。其缺点是：用户需要安装和运行软件，不够方便；对用户计算机操作水平有一定要求；软件运行消耗较多系统资源，可能造成运行卡涩；针对不同操作系统需要开发多套软件，且随系统升级需要不断更新，耗费较高开发成本。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种不需要运行任何软件也能在任何操作系统下完成坐标采样的即插即用的交互白板装置。

在没有软件配合的条件下，无法在显示屏上显示特殊图案标识参考点位置，某些操作系统，如安卓(Android)下也无法显示明显的光标，因此无法通过显示器得到坐标采样的反馈，也就难以完成坐标采样过程。

为克服这些问题达到本实用新型的目的，本实用新型的即插即用的交互白板装置包括信号处理电路1、连接到信处理电路1的摄像头2、USB接口4，还包括一个连接信号处理电路1的发声器件3。

在没有光标显示的系统中，可以利用特征物理位置，如显示屏的四角作为参考点，利用发声器件3的声音作为每一采样点采样开始、成功或失败的反馈提示。发声器件3可以为简单的蜂鸣器，也可以是一个语音模块。

采用了本实用新型的技术方案，使得采样校准过程在没有软件支持的条件下也能便捷地完成，且不依赖于操作系统，从而为完全不依赖于软件而能即插即用的交互白板系统的实现奠定了基础。

附图说明

图1是本实用新型一种即插即用的交互白板装置的示意图。

图中：1-信号处理电路，2-摄像头，3-发声器件，4-USB接口。

具体实施方式

图1中，信号处理电路1是一个以STM32F4xx单片机为核心的数字处理电路，摄像头2由一个CMOS图像传感器和光学成像器件构成，内含红外透过滤光片，摄像头2连接信号处理电路1中单片机的相应接口，由单片机进行配置和图像数据读取，单片机固件程序完成亮点捕捉、坐标计算和校准变换、USB协议规程实现等，它直接实现了标准的USB HID鼠标或笔输入设备，因此可以被操作系统自动识别并响应。发声器件3是一个低成本的蜂鸣器，它由信号处理电路1中的单片机驱动。USB接口4是一个4芯插座，用于连接计算机的USB接口。

本实施例利用显示范围的的四角(如液晶显示器的四角或投影显示区域的四角)作为参考点，按左上-左下-右上-右下的顺序进行采样。当进入坐标采样模式时，触发发声器件3短暂发声，提示使用者可以进行第一点采样，信号处理电路1内的程序等待笔的发光，当正确采集到笔坐标后，触发发声器件3再次短暂发声，提示第一点采样成功并进入第二点采样，依次完成全部四点的坐标采样。

作为一种改进，本实施例中的发声器件3可以用一个语音模块替代，这样可以在相应的时刻发出“开始采样”、“请在左上角轻触笔尖”、“采样结束”等提示音，这样使得产品更人性化。