計算機投影輔助定位方法及使用該方法的交互演示系統的製作方法

2023-12-07 17:54:56

專利名稱：計算機投影輔助定位方法及使用該方法的交互演示系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種計算機投影演示的輔助方法和使用該方法的計算機投影演示系統，更具體地說，涉及一種計算機投影演示的輔助定位方法，和運用該方法進行信息交互的演示系統。
背景技術：
在日常生活和工作中，人們常常運用白板來進行課堂教學或會議討論，白板雖然可以較好地進行書寫和繪圖等，也能夠方便地進行擦除，但是，在白板上書寫或繪製的內容無法保存、複製、傳輸和再現，無法滿足現代信息社會對於授課、會議等方面的應用需求。
隨著電子技術的發展，近年來出現了電子白板和計算機交互式演示系統，如申請日為2001年11月21日的美國專利US6747636就公開了一種「使用壓力感應屏幕的投影演示系統和運用顯示分度標記上的壓力進行計算機輔助定位的方法」，該交互式演示系統包括作為投影面的壓感屏幕或白板、計算機和投影機，在壓感屏幕上書寫或繪畫時產生控制信號傳遞到計算機上，計算機以常用方式運行運用程序並與投影機連接，控制信號與計算機屏幕圖像集成後投影到壓感屏幕上，形成一個能夠提供真實獨特的交互方法的演示系統。
在實際操作中，由於投影機相對於演示屏幕的相對位置、角度不同，以及光學系統存在的誤差，使投影會出現梯形、枕形以及非線性等失真，因此要做到在演示屏幕上的操作位置與計算機屏幕上的位置準確定位，需要進行補償和校正。在美國專利US6747636公開的演示方法中，公開了通過預先存儲的演示圖像的四個角上對應於在演示屏幕上產生的控制信號的坐標信息，對梯形失真進行校正的方法，但對於枕形和非線性等失真，卻沒有給出解決方案。

發明內容
本發明要解決的技術問題之一在於，提供一種計算機投影輔助定位方法，能夠對交互式投影演示圖像的梯形、枕形以及非線性等失真進行校正，克服現有技術存在的上述缺陷。
本發明要解決的技術問題之二在於，提供一種使用上述方法的計算機交互演示系統，實現交互演示屏幕與計算機之間準確的信息交互。
本發明解決其技術問題之一所採用的技術方案是提供一種計算機投影輔助定位方法，在計算機將其屏幕信息通過投影機投影到與計算機信號連接的交互投影屏幕上的環境下，對在交互投影屏幕上的操作點進行定位，其特徵在於，包括如下步驟(1)計算機在屏幕上不同位置顯示n個屏幕坐標分別為(x1』，y1』)、(x2』，y2』)....(xn』，yn』)的定位點，在交互投影屏幕上對應顯示投影屏幕坐標分別對應為(x1，y1)、(x2，y2)...(xn，yn)的n個投影點；分別點擊該n個投影點，將其投影屏幕坐標(x1，y1)、(x2，y2)...(xn，yn)傳送給計算機；(2)根據坐標值(x1』，y1』)、(x1，y1)、...(xn，yn)、(xn』，yn』)計算函數p(x』，y』)＝F(P(x，y))的各項參數；(3)根據函數p(x』，y』)＝F(P(x，y))，將交互投影屏幕上任意操作點P(x，y)換算為計算機屏幕坐標點p(x』，y』)，實現對交互投影屏幕上的操作點進行定位。
在本發明所述的一種計算機投影輔助定位方法中，步驟(1)按照如下子步驟進行a1.計算機在屏幕上某一位置顯示第一個屏幕坐標為(x1』，y1』)的定位點，在交互投影屏幕上對應顯示投影屏幕坐標為(x1，y1)的該投影點；a2.使用者在交互投影屏幕上對該第一個定位投影點(x1，y1)進行點擊，交互投影屏幕將該點的坐標信息(x1，y1)傳送給計算機；a3.重複子步驟a、b，直至第n個定位投影點(xn』，yn』)對應的交互投影屏幕上的投影點坐標信息(xn，yn)被傳送給計算機。
在本發明所述的一種計算機投影輔助定位方法中，所述函數p(x』，y』)＝F(P(x，y))為一次函數或多次函數，所述步驟(2)按照如下子步驟進行b1.根據函數p(x』，y』)＝F(P(x，y))的函數參數個數確定計算機屏幕定位點數n；b2.將計算機屏幕上n個定位坐標(x1』，y1』)、(x2』，y2』)....(xn』，yn』)以及在交互投影屏幕上對應的坐標(x1，y1)、(x2，y2)...(xn，yn)分別代入函數式p(x』，y』)＝F(P(x，y))，求出分別對應x坐標、y坐標的兩組函數參數，確定函數式p(x』，y』)＝F(P(x，y))。
在本發明所述的一種計算機投影輔助定位方法中，所述函數p(x』，y』)＝F(P(x，y))為二次函數F(x，y)＝ax2+by2+cxy+dx+ey+f。
本發明解決其技術問題之二所採用的技術方案是構造一種計算機交互演示系統，包括計算機、投影機和交互投影屏幕，所述投影機與計算機信號連接，所述交互投影屏幕與計算機信號連接，在該計算機上運行相應的驅動程序和應用程式，該計算機能夠在多任務操作環境下同時執行一個或多個應用程式，其特徵在於所述計算機屏幕上計算機屏幕坐標為(x1』，y1』)、(x2』，y2』)、...、(xn』，yn』)的n個定位點對應於交互投影屏幕上投影屏幕坐標為(x1，y1)、(x2，y2)、...(xn，yn)的n個投影點，分別點擊n個投影點將投影點的坐標信息(x1，y1)、(x2，y2)、...(xn，yn)傳送給所述計算機，根據坐標值(x1』，y1』)、(x1，y1)、...(xn，yn)、(xn』，yn』)計算函數p(x』，y』)＝F(P(x，y))的各項參數，然後根據函數p(x』，y』)＝F(P(x，y))將交互投影屏幕上任意操作點P(x，y)換算為計算機屏幕坐標點p(x』，y』)。
在本發明所述的一種計算機交互演示系統中，所述交互投影屏幕為電磁感應交互演示白板，該白板包括輸入部分、包圍在輸入部分周邊的邊框、控制電路和與計算機連接的接口或無線射頻模塊，所述輸入部分包括書寫層和位於書寫層下的感應層，該感應層的輸出接所述控制電路；該感應層包括分別沿X、Y軸方向布置並相互縱橫交錯的感應線圈，感應線圈的交叉點相互絕緣，其特徵在於該感應層還包括沿X、Y軸方向壓製成網格狀縱橫交錯的凹槽的硬質板，所述感應線圈埋設在所述硬質板的凹槽中。
在本發明所述的一種計算機交互演示系統中，還包括電子筆，該電子筆包括若干個電路開關和設置在其電路上的電磁波振蕩器，當電路開關導通時，該電磁波振蕩器產生的電磁波的頻率發生變化；當該電子筆對所述白板某一位置發出電磁波時，該白板可感應該電磁波進行坐標定位，並可將該定位坐標傳輸給計算機。
在本發明所述的一種計算機交互演示系統中，所述投影機與計算機通過VGA接口連接，所述交互投影屏幕與計算機通過串行接口、USB接口或無線射頻模塊連接。
本發明還提供一種計算機交互演示系統，採用多個計算機交互演示系統作為子系統通過網絡連接組成，其特徵在於任何一個子系統用戶都能同時遠程看到其他子系統用戶的演示內容。
實施本發明的計算機投影輔助定位方法及使用該方法的交互演示系統，其有益效果是，對投影演示圖像的梯形、枕形以及非線性等失真進行校正，實現了交互演示屏幕與計算機之間準確的信息交互。


下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明，附圖中圖1是本發明計算機投影輔助定位方法的流程圖；圖2是本發明計算機投影輔助定位方法的定位示意圖；圖3是本發明計算機投影輔助定位方法的定位示意圖；圖4是本發明計算機交互演示系統的示意圖；圖5是本發明電磁感應交互演示白板的整體立體圖；圖6是本發明電磁感應交互演示白板的應用環境示意圖。
具體實施例方式
圖1、圖2、圖3示出了本發明計算機投影輔助定位方法的較佳實施例。如圖1所示，在投影環境下，計算機100將其屏幕信息通過投影機投影到交互式投影屏幕200上，該投影屏幕200與計算機100信號連接。使用者在投影屏幕200上的操作點在計算機屏幕坐標的定位按照如下步驟進行(1)計算機100在其屏幕101上某一位置顯示第一個屏幕坐標為(x1』，y1』)的定位點，在交互投影屏幕200上對應顯示投影屏幕坐標為(x1，y1)的該投影點(如圖2所示)；(2)使用者在交互投影屏幕200上對該第一個定位投影點(x1，y1)進行點擊，交互投影屏幕200將該點的坐標信息(x1，y1)傳送給計算機100；(3)重複子步驟(1)、(2)，直至第n個定位投影點(xn』，yn』)對應的交互投影屏幕200上的投影點坐標信息(xn，yn)被傳送給計算機100(如圖3所示)；(4)根據坐標值(x1』，y1』)、(x1，y1)、...(xn，yn)、(xn』，yn』)計算函數p(x』，y』)＝F(P(x，y))的各項參數；(5)根據函數p(x』，y』)＝F(P(x，y))，將交互投影屏幕200上任意操作點P(x，y)換算為計算機屏幕坐標點p(x』，y』)，實現對交互投影屏幕上的操作點進行定位。
上述步驟(1)到(3)也可採用如下步驟進行計算機100在屏幕101上不同位置顯示n個屏幕坐標分別為(x1』，y1』)、(x2』，y2』)....(xn』，yn』)的定位點，在交互投影屏幕200上對應顯示投影屏幕坐標分別對應為(x1，y1)、(x2，y2)...(xn，yn)的n個投影點；分別點擊該n個投影點，將其投影屏幕坐標(x1，y1)、(x2，y2)...(xn，yn)傳送給計算機100。
座標變換算法函數p(x』，y』)＝F(P(x，y))可以是一個一次或多次函數，如(1)F(x，y)＝ax+by+c(2)F(x，y)＝ax2+by2+cxy+dx+ey+f(3)F(x，y)＝ax3+by3+cx2+dx2+exy+fx+gy+h以上述(2)式舉例說明函數的確定方法將計算機屏幕上n個定位坐標(x1』，y1』)、(x2』，y2』)....(xn』，yn』)，以及在交互投影屏幕上對應的坐標(x1，y1)、(x2，y2)...(xn，yn)分別代入上述(2)式，可得xn』＝axxn2+bxyn2+cxxnyn+dxxn+exyn+fxyn』＝ayxn2+byyn2+cyxnyn+dyxn+eyyn+fy
定位點個數n等於函數參數的個數，在本例中，需要6個定位點，因此，可以得到6組等式，從而可以計算出兩組函數參數(ax、bx、cx、dx、ex、fx)、(ay、by、cy、dy、ey、fy)，那麼，計算機屏幕上任意一個點(x』，y』)與交互投影屏幕上對應投影點(x，y)的對應關係如下x』＝axx2+bxy2+cxxy+dxx+exy+fxy』＝ayx2+byy2+cyxy+dyx+eyy+fy如圖4所示，是本發明計算機交互演示系統的一個實施例，計算機100與投影機300通過VGA接口用連接線102進行連接，將計算機100的屏幕信息投影到交互投影屏幕200上，計算機100與交互投影屏幕200通過串行接口用連接線103進行連接。
計算機100與交互投影屏幕200還可以通過USB接口或無線射頻模塊進行連接。
使用者用電子筆3在交互投影屏幕200的輸入部分2上進行書寫或繪圖時，電子筆3在交互投影屏幕200的輸入部分2上的坐標值被傳送到計算機100上。
交互投影屏幕200通過電源適配器104從市電供電座105獲得電源，電源適配器104通過連接線106、107分別與市電供電座105、交互投影屏幕200連接。
交互投影屏幕200可以採用壓感式、紅外線式、超聲波式和電磁感應式等多種交互式投影屏幕，可以是交互式白板或交互式黑板。
如圖5所示是電磁感應交互式白板的一個實施例。該白板包括輸入部分2、邊框1、控制電路(圖中未示出)和與計算機連接的接口(圖中未示出)或無線射頻模塊(圖中未示出)，邊框1包圍在輸入部分2周邊。
輸入部分2包括書寫層21和位於書寫層下的感應層22，感應層22的輸出端與控制電路連接。書寫層21可採用低反光表面耐磨薄膜，感應層22包括沿X、Y軸方向壓製成網格狀縱橫交錯的凹槽的硬質板，和設置在凹槽中的分別沿X、Y軸方向布置並相互縱橫交錯的感應線圈，感應線圈的交叉點相互絕緣。通常感應線圈分別由沿X、Y軸方向相互絕緣並縱橫交錯的導線(如漆包線)繞制而成。硬質板可以採用一次壓製成型的硬質塑膠板，也可採用金屬板壓制組合而成。
在書寫層21和感應層22之間，還可以設置支持層23，使書寫層21更加平整，便於書寫。
控制電路可以設置在邊框1中，也可與白板本體分離設置。接口可採用串行接口或USB接口。
當感應層22尺寸較大不便於壓制時，可採用兩個以上的感應層串聯成滿足需要的大尺寸感應層，串聯的感應層位於同一平面內。
控制電路包括多路開關、信號放大電路、濾波電路、單片機及單片機控制電路等電路。
作為使用白板的一個重要部分，還包括電子筆3。電子筆3包括若干個電路開關和設置在其電路上的電磁波振蕩器，當電路開關導通時，該電磁波振蕩器產生的電磁波的頻率發生變化，當該電子筆對所述白板某一位置發出電磁波時，電子筆所產生的電磁波在相應位置的線圈中產生感應電壓，該電壓經過放大整形後，被控制電路檢測到，單片機將相應的位置信息以及電子筆的狀態信息通過串行接口或USB接口或無線射頻模塊傳送到所連接的計算機上。
在白板下方邊框1下側，設置託盤4，方便放置電子筆3。還可以在邊框1上設置凹槽放置電子筆3。
白板下方還可設置支架5，方便白板使用和移動。
如圖6所示，計算機100通過投影機300將計算機屏幕信息投影到交互投影屏幕200上。交互投影屏幕200通過坐標定位，與計算機100的屏幕信息對應。因此，當使用者在交互投影屏幕200上對計算機100的屏幕信息進行操作時，該操作將通過交互投影屏幕200與計算機100的連接接口或無線射頻模塊傳輸到計算機100上，如同在計算機100上操作一樣，從而實現交互投影屏幕200與計算機100的信息交互，如在交互投影屏幕200上進行收發郵件、保存文件、打開新文件、列印文件、編輯、修改文件等。
作為本發明的擴展，按照本發明構成的多個計算機交互演示系統作為子系統，可通過網絡連接在一起形成一個大的計算機交互演示系統，任何一個子系統的用戶都能同時遠程看到其他子系統的演示內容，從而構成一個遠程交互演示系統。
權利要求
1.一種計算機投影輔助定位方法，在計算機將其屏幕信息通過投影機投影到與計算機信號連接的交互投影屏幕上的環境下，對在交互投影屏幕上的操作點進行定位，其特徵在於，包括如下步驟(1)計算機在屏幕上不同位置顯示n個屏幕坐標分別為(x1』，y1』)、(x2』，y2』)....(xn』，yn』)的定位點，在交互投影屏幕上對應顯示投影屏幕坐標分別對應為(x1，y1)、(x2，y2)...(xn，yn)的n個投影點；分別點擊該n個投影點，將其投影屏幕坐標(x1，y1)、(x2，y2)...(xn，yn)傳送給計算機；(2)根據坐標值(x1』，y1』)、(x1，y1)、...(xn，yn)、(xn』，yn』)計算函數p(x』，y』)＝F(P(x，y))的各項參數；(3)根據函數p(x』，y』)＝F(P(x，y))，將交互投影屏幕上任意操作點P(x，y)換算為計算機屏幕坐標點p(x』，y』)，實現對交互投影屏幕上的操作點進行定位。
2.根據權利要求1所述的計算機投影輔助定位方法，其特徵在於，步驟(1)按照如下子步驟進行a1.計算機在屏幕上某一位置顯示第一個屏幕坐標為(x1』，y1』)的定位點，在交互投影屏幕上對應顯示投影屏幕坐標為(x1，y1)的該投影點；a2.使用者在交互投影屏幕上對該第一個定位投影點(x1，y1)進行點擊，交互投影屏幕將該點的坐標信息(x1，y1)傳送給計算機；a3.重複子步驟a、b，直至第n個定位投影點(xn』，yn』)對應的交互投影屏幕上的投影點坐標信息(xn，yn)被傳送給計算機。
3.根據權利要求1或2所述的計算機投影輔助定位方法，其特徵在於，所述函數p(x』，y』)＝F(P(x，y))為一次函數或多次函數，所述步驟(2)按照如下子步驟進行b1.根據函數p(x』，y』)＝F(P(x，y))的函數參數個數確定計算機屏幕定位點數n；b2.將計算機屏幕上n個定位坐標(x1』，y1』)、(x2』，y2』)....(xn』，yn』)以及在交互投影屏幕上對應的坐標(x1，y1)、(x2，y2)...(xn，yn)分別代入函數式p(x』，y』)＝F(P(x，y))，求出分別對應x坐標、y坐標的兩組函數參數，確定函數式p(x』，y』)＝F(P(x，y))。
4.根據權利要求3所述的計算機投影輔助定位方法，其特徵在於，所述函數p(x』，y』)＝F(P(x，y))為二次函數F(x，y)＝ax2+by2+cxy+dx+ey+f。
5.一種計算機交互演示系統，包括計算機、投影機和交互投影屏幕，所述投影機與計算機信號連接，所述交互投影屏幕與計算機信號連接，在該計算機上運行相應的驅動程序和應用程式，該計算機能夠在多任務操作環境下同時執行一個或多個應用程式，其特徵在於所述計算機屏幕上計算機屏幕坐標為(x1』，y1』)、(x2』，y2』)、...、(xn』，yn』)的n個定位點對應於交互投影屏幕上投影屏幕坐標為(x1，y1)、(x2，y2)、...(xn，yn)的n個投影點，分別點擊n個投影點將投影點的坐標信息(x1，y1)、(x2，y2)、...(xn，yn)傳送給所述計算機，根據坐標值(x1』，y1』)、(x1，y1)、...(xn，yn)、(xn』，yn』)計算函數p(x』，y』)＝F(P(x，y))的各項參數，然後根據函數p(x』，y』)＝F(P(x，y))將交互投影屏幕上任意操作點P(x，y)換算為計算機屏幕坐標點p(x』，y』)。
6.根據權利要求5所述的計算機交互演示系統，其特徵在於所述交互投影屏幕為電磁感應交互演示白板，該白板包括輸入部分、包圍在輸入部分周邊的邊框、控制電路和與計算機連接的接口或無線射頻模塊，所述輸入部分包括書寫層和位於書寫層下的感應層，該感應層的輸出接所述控制電路；該感應層包括分別沿X、Y軸方向布置並相互縱橫交錯的感應線圈，感應線圈的交叉點相互絕緣，其特徵在於該感應層還包括沿X、Y軸方向壓製成網格狀縱橫交錯的凹槽的硬質板，所述感應線圈埋設在所述硬質板的凹槽中。
7.根據權利要求6所述的計算機交互演示系統，其特徵在於還包括電子筆，該電子筆包括若干個電路開關和設置在其電路上的電磁波振蕩器，當電路開關導通時，該電磁波振蕩器產生的電磁波的頻率發生變化；當該電子筆對所述白板某一位置發出電磁波時，該白板可感應該電磁波進行坐標定位，並可將該定位坐標傳輸給計算機。
8.根據權利要求5或6或7所述的計算機交互演示系統，其特徵在於所述投影機與計算機通過VGA接口連接，所述交互投影屏幕與計算機通過串行接口、USB接口或無線射頻模塊連接。
9.一種計算機交互演示系統，由如權利要求5所述的多個計算機交互演示系統作為子系統通過網絡連接組成，其特徵在於任何一個子系統用戶都能同時遠程看到其他子系統用戶的演示內容。
全文摘要
本發明公開了一種計算機投影輔助定位方法及使用該方法的交互演示系統，該方法包括在計算機屏幕上的n個定位點(x
文檔編號G06F3/033GK1945511SQ200510100240
公開日2007年4月11日 申請日期2005年10月9日 優先權日2005年10月9日
發明者諸健, 王玉輝 申請人:深圳市巨龍科教高技術股份有限公司