一種無需專用面板的電子白板交互系統的製作方法

2023-04-25 07:03:56 1

專利名稱：一種無需專用面板的電子白板交互系統的製作方法
技術領域：
本實用新型公開一種投影系統，特別是一種無需專用面板的電子白板交互系統。
背景技術：
隨著投影顯示技術的逐漸發展，投影儀應用在人們日常生活中越來越多，應用領域也越來越廣泛，如會議、教學、演示等，傳統的投影儀的應用通常只是將顯示信息通過投影儀進行顯示。有時候，在教學或演示時需要進行演講者與聽眾進行互動，傳統的投影系統通常無法滿足互動的需求，給使用帶來很多不便之處，為了解決此問題，人們設計了專用的交互白板，其採用特製的白板配合特製的控制筆，可通過控制筆與白板之間的相互感應，達到互動的效果。但是專用的電子互動白板，成本昂貴，且在現有的投影顯示系統升級時成本投入較大。
發明內容針對上述提到的現有技術中的投影顯示系統不可進行互動，而專業的交互白板交個昂貴的缺點，本實用新型提供一種新的無需專用面板的電子白板交互系統，其採用帶有攝像頭的交互器主體配合特製的控制筆，實現控制筆的位置識別，達到互動的目的。本實用新型解決其技術問題採用的技術方案是一種無需專用面板的電子白板交互系統，交互系統包括計算機、交互器主體、投影儀和控制筆，所述的計算機將視頻信號傳輸給投影儀進行顯示，所述的交互器主體上設有攝像頭，攝像頭採集投影儀投射區域的畫面，並將採集信息傳輸給計算機，控制筆傳輸控制信號給交互器主體或計算機。本實用新型解決其技術問題採用的技術方案進一步還包括所述的交互器主體通過USB接口與計算機連接。所述的控制筆通過無線方式傳輸控制信號給交互器主體或計算機。所述的交互器主體包括攝像頭、交互器中央處理模塊、無線接收模塊和USB接口，攝像頭採集視頻信息傳輸給交互器中央處理模塊，無線接收模塊接收控制筆發出的控制信號並傳輸給交互器中央處理模塊，交互器中央處理模塊通過USB接口將數據傳輸給計算機。所述的控制筆包括按鍵模塊、滾輪模塊、輸入識別模塊、控制筆中央處理模塊和無線發射模塊，輸入識別模塊識別按鍵模塊和滾輪模塊的輸入信號，並傳輸給控制筆中央處理模塊，控制筆中央處理模塊通過無線發射模塊將控制信號傳輸給交互器主體。所述的計算機與投影儀之間通過VGA數據線、DVI數據線、RGB數據線或HDMI數據線進行連接，進行視頻信號的傳輸。本實用新型的有益效果是本實用新型結構簡單，實現容易，其可以擺脫專業的電子白板，採用普通的投影幕、牆壁、等離子顯示屏、LCD顯示屏、背投等作為白板使用，而達到交互的目的。下面將結合附圖和具體實施方式
對本實用新型做進一步說明。
圖I為本實用新型的系統結構示意圖。圖2為本實用新型交互器主體電路方框圖。圖3為本實用新型控制筆電路方框圖。
具體實施方式
本實施例為本實用新型優選實施方式，其他凡其原理和基本結構與本實施例相同或近似的，均在本實用新型保護範圍之內。請參看附圖1，本實用新型主要包括計算機、交互器主體、投影儀和控制筆，計算內設有交互識別模塊和渲染模塊，本實施例中，交互識別模塊和渲染模塊採用軟體實現，計算機將視頻信號傳輸給投影儀進行顯示，本實施例中，計算機與投影儀之間通過VGA數據線、 DVI數據線、RGB數據線或HDMI數據線等進行連接，進行視頻信號的傳輸，交互器主體上設有攝像頭，攝像頭採集投影儀投射區域的畫面，並將採集信息傳輸給計算機，本實施例中，交互器主體通過USB接口與計算機連接。控制筆傳輸控制信號給交互器主體或計算機，本實施例中優選的為控制筆通過無線方式與交互器主體或計算機。請參看附圖2，本實施例中，交互器主體包括攝像頭、交互器中央處理模塊、無線接收模塊和USB接口，攝像頭用於採集視頻信息，並將視頻信息傳輸給交互器中央處理模塊，無線接收模塊接收控制筆發出的控制信號並傳輸給交互器中央處理模塊，交互器中央處理模塊通過USB接口將數據傳輸給計算機。請參看附圖3，本實施例中，控制筆包括按鍵模塊、滾輪模塊、輸入識別模塊、控制筆中央處理模塊和無線發射模塊，輸入識別模塊識別按鍵模塊和滾輪模塊的輸入信號，並傳輸給控制筆中央處理模塊，可採用控制筆模擬滑鼠功能，控制筆中央處理模塊通過無線發射模塊將控制信號傳輸給交互器主體。本實施例中，控制筆和交互器主體之間可通過藍牙、WiFi、RF等無線傳輸技術進行數據傳輸。本實用新型在使用時，將交互器主體和投影儀連接在計算機上，通過投影儀將視頻信息投射到白板、投影幕、牆壁、等離子顯示屏、LCD顯示屏、背投等上，然後通過交互器主體上的攝像頭採集顯示區域的視頻信息，將控制筆當做滑鼠使用，可實現滑鼠功能的單擊、雙擊、滾動等功能。交互器主體採集控制筆位置，將控制筆位置信息驅動滑鼠光標位置，以實現交互功能。投影儀將畫面投影到設定區域上，攝像頭捕捉固定場景，即投影儀投射出來畫面在內的一塊區域，攝像頭拍攝到這塊區域後，會在拍攝的圖像中識別出投影畫面的區域，然後再由交互識別模塊進一步分析，分析時，交互識別模塊先捕捉一幀背景圖像作為參考幀，之後的每幀圖像與參考幀進行圖像差運算，獲得差圖像，通過圖像二值化運算將差圖像轉換為二值圖像，對二值差圖像再進行閉運算，利用背景元素和前景物體之間在尺寸上的差別對背景元素和前景物體進行區分。交互識別模塊將二值差圖像中的連通區域全部提取出來，計算其覆蓋面積，利用事先設定的面積閉值對其進行過濾，將背景中面積小的背景元素過濾掉(本實施例中，背景中面積小的背景元素，是指背景中面積小於整幅圖像面積O. 5%的背景元素)，通過對剩下的連通區域計算中心點的方法，確定前景物體分別所在的位置，再以坐標點的形式發送給渲染模塊，做出相應的動畫響應和實時繪製。交互識別模塊分析出當前控制筆的位置和運動信息之後向渲染模塊發送消息，渲染模塊對交互識別模塊輸入的消息做出響應，完成相應的動畫生成與實時繪製，渲染模塊、交互識別模塊通信通過進程間通信實現，本實施例中，渲染模塊包括幾何變換模塊、資源管理器模塊、特效庫模塊、光照和紋理模塊以及底層渲染抽象層，這幾個模塊分工合作一起作為整個渲染管道的一個個節點，其中資源管理器模塊統一加載和釋放在渲染過程中用到的資源包括幾何數據、紋理數據、材質數據，資源管理器模塊接受幾何變換模塊和光照和紋理模塊提供的資源需求信息，並按照最近最少使用和預取的策略進行管理；幾何變換模塊，在資源加載到資源管理器模塊之後，首先向資源管理器模塊申請模型幾何數據包括三角片、四邊形片數據，並把申請到的數據按照自己的格式組織成符合這個渲染器能識別的自定義的模型數據，包括頂點位置、頂點法向量、頂點紋理坐標，轉換好格式之後進行三個坐標系變換，即將模型坐標轉換到用戶定義的世界坐標系，其中包括平移、旋轉、縮放，這些數據通過輸入設備進行輸入，然後根據用戶輸入的攝像機位置，將幾何數據轉換到攝像機空間，再將幾何數據進行透視變換轉換到標準的裁剪空間；光照和紋理模塊，對經過資源管理器模塊的加載和幾何變換模塊處理過的數據進行渲染，根據用戶設定的要求，光照和紋理模塊進行各種技術和各種精度的全局光照計算，支持以下渲染技術最簡單的光線跟蹤，利用光子樹來求解蒙特卡羅積 分來進行的光子跟蹤，根據用戶提出的圖像誤差要求，對渲染的視頻進行bilateral的視頻濾波，從而達到運動模糊、景深、抗鋸齒效果，如果誤差過大，對一些像素點進行重採樣；特效庫模塊，用各種硬體特性來實現光照和紋理模塊中所用的算法，這個模塊裡面有包裝好的技術，每個技術裡面又是一些圖形處理單元的渲染過程，這樣將一些渲染流程的技術封裝起來，且用圖形處理單元硬體進行加速；渲染抽象層是最具體細節的實現層，該子模塊是實現一個抽象的接口，底層的實現用三維圖形開發包OpenGL或者Direct3D實現,這個子模塊提供了大量的渲染和系統的接口給所述的光照和紋理模塊以及特效庫模塊調用。本實用新型結構簡單，實現容易，其可以擺脫專業的電子白板，採用普通的投影幕、牆壁、等離子顯示屏、LCD顯示屏、背投等作為白板使用，而達到交互的目的。
權利要求1.一種無需專用面板的電子白板交互系統，其特徵是所述的交互系統包括計算機、交互器主體、投影儀和控制筆，所述的計算機將視頻信號傳輸給投影儀進行顯示，所述的交互器主體上設有攝像頭，攝像頭採集投影儀投射區域的畫面，並將採集信息傳輸給計算機，控制筆傳輸控制信號給交互器主體或計算機。
2.根據權利要求I所述的無需專用面板的電子白板交互系統，其特徵是所述的交互器主體通過USB接口與計算機連接。
3.根據權利要求I或2所述的無需專用面板的電子白板交互系統，其特徵是所述的控制筆通過無線方式傳輸控制信號給交互器主體或計算機。
4.根據權利要求3所述的無需專用面板的電子白板交互系統，其特徵是所述的交互器主體包括攝像頭、交互器中央處理模塊、無線接收模塊和USB接口，攝像頭採集視頻信息傳輸給交互器中央處理模塊，無線接收模塊接收控制筆發出的控制信號並傳輸給交互器中央處理模塊，交互器中央處理模塊通過USB接口將數據傳輸給計算機。
5.根據權利要求3所述的無需專用面板的電子白板交互系統，其特徵是所述的控制筆包括按鍵模塊、滾輪模塊、輸入識別模塊、控制筆中央處理模塊和無線發射模塊，輸入識別模塊識別按鍵模塊和滾輪模塊的輸入信號，並傳輸給控制筆中央處理模塊，控制筆中央處理模塊通過無線發射模塊將控制信號傳輸給交互器主體。
6.根據權利要求I或2所述的無需專用面板的電子白板交互系統，其特徵是所述的計算機與投影儀之間通過VGA數據線、DVI數據線、RGB數據線或HDMI數據線進行連接，進行視頻信號的傳輸。
專利摘要本實用新型公開一種無需專用面板的電子白板交互系統，交互系統包括計算機、交互器主體、投影儀和控制筆，所述的計算機將視頻信號傳輸給投影儀進行顯示，所述的交互器主體上設有攝像頭，攝像頭採集投影儀投射區域的畫面，並將採集信息傳輸給計算機，控制筆傳輸控制信號給交互器主體或計算機。本實用新型結構簡單，實現容易，其可以擺脫專業的電子白板，採用普通的投影幕、牆壁、等離子顯示屏、LCD顯示屏、背投等作為白板使用，而達到交互的目的。
文檔編號G06F3/042GK202720622SQ201220350608
公開日2013年2月6日 申請日期2012年7月19日 優先權日2012年7月19日
發明者楊常興 申請人:深圳市創科隆科技有限公司