[发明专利]一种基于双超声模块的智慧黑板定位系统及其方法

权利要求书

1.一种基于双超声模块的智慧黑板定位系统，包括电子画笔、位于智慧黑板左右两侧的红外超声波接收器、位于智慧黑板上方的多个超短焦投影仪和上位机，其特征在于：

所述电子画笔，用于在书写时发出红外同步信号和超声波信号；

两所述红外超声波接收器均为独立实时双通道红外超声波接收器；所述红外超声波接收器用于接收电子画笔发出的红外同步信号和超声波信号，完成电子画笔的定位和追踪，并通过无线的数据传输协议把电子画笔的数据发送至上位计算机；

所述上位机，用于接收红外超声波接收器发送的数据，并对电子画笔的移动曲线进行拟合，对拟合后的笔迹曲线进行分解切割并发送至超短焦投影仪；

所述超短焦投影仪，用于将分解切割后的笔迹，投射至下方的智慧黑板。

2.根据权利要求1所述的一种基于双超声模块的智慧黑板定位系统，其特征在于，所述电子画笔的笔尖设置有红外同步信号和超声波信号启动按钮，只有电子画笔笔尖与智慧黑板的屏幕接触后，电子画笔才会发送红外同步信号和超声波信号。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于双超声模块的智慧黑板定位系统，其特征在于，所述红外超声波接收器包括红外信号接收电路、超声波接收电路、低噪声前置放大电路、AGC增益放大电路、整形电路、ARM模块和蓝牙无线通信模块；

所述红外信号接收电路通过比较电路与ARM模块连接；所述超声波接收电路、低噪声前置放大电路、AGC增益放大电路、整形电路和ARM模块依次连接；所述ARM模块通过蓝牙无线通信模块与上位机连接；所述低噪声前置放大电路通过峰值检波电路与ARM模块连接。

4.一种基于双超声模块的智慧黑板定位方法，其特征在于，所述包括如下步骤：

步骤S1：启动智慧黑板；

步骤S2：以智慧黑板左上角为原点，建立空间坐标系；

步骤S3：在系统内录入两红外超声波接收器的空间坐标；

步骤S4：电子画笔接触智慧黑板时，发出红外同步信号和超声波信号；

步骤S5：红外超声波测距分别测得落笔点到两红外超声波接收器的距离；

步骤S6：获取落笔点传输信号到两红外超声波接收器的时延时间；

步骤S7：通过公式计算出落笔点的坐标。

5.根据权利要求4所述的一种基于双超声模块的智慧黑板定位方法，其特征在于，所述步骤S7中，计算落笔点坐标的公式为：

式中，一红外超声波接收器的坐标为(c，d),红外超声波测距测得到落笔点的距离为l₁，另一红外超声波接收器的坐标为(a,b)，红外超声波测距测得到落笔点的距离为l₂；落笔点到两红外超声波接收器的时延分别为t₁和t₂；以上数据均为已知，求解方程得到落笔点的坐标(x,y)。