[發明專利]一種三維圖形的生成方法和電子白板系統

在審

• 申請號: 201410219844.5
• 申請日: 2014-05-22
• 公開（公告）號: CN104007846A
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發明（設計）人: 羅富強
• 申請（專利權）人: 深圳市宇恒互動科技開發有限公司
• 主分類號: G06F3/0346
• 分類號: G06F3/0346;G06F3/038
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 唐致明

技術領域

本發明涉及數據處理領域，尤其是一種三維圖形的生成方法和電子白板系統。

背景技術

電子白板作為一種新興產品，是匯集了尖端電子技術、軟件技術等多種高科技手段研發的高新技術產品，它通過與計算機和投影儀配合使用，可以實現無紙化辦公及教學。電子白板的應用優勢在于人機的互動性，教師和學生可以直接在白板上用專用筆對文檔和軟件進行操作，甚至不必使用鍵盤就可以在屏幕上進行書寫和繪畫標記，非常的方便和直觀。

目前的交互式電子白板的互動白板包括有使用壓感技術、紅外線技術、超聲波技術以及電磁感應技術等，但是這些結構的實現的互動白板存在諸多缺點，最主要的是書寫不方便，尤其是紅外技術對白板的平整度要求比較高，并且實現的都是電子白板的平面上而非三維立體的書寫和繪畫，且受限于電子白板的版面大小。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明的目的是：提供一種適用于電子白板系統上的高精度三維圖形的生成方法。

為了解決上述技術問題，本發明的另一目的是：提供一種能實現描繪三維圖形的電子白板系統。

本發明所采用的技術方案是：一種三維圖形的生成方法，包括以下步驟：

A、利用放置于檢測區域邊沿的兩個CMOS定位傳感器構成的感測器組檢測紅外光電子筆光點，進而根據檢測到的數據計算紅外光電子筆的三維空間坐標；

B、利用紅外光電子筆內部所帶有的加速度傳感器、陀螺儀、地磁儀中的一種或多種構成的MEMS傳感器單元，檢測紅外光電子筆的運動，進而根據檢測到的數據計算紅外光電子筆的三維空間偏移量和姿態；

C、將紅外光電子筆所計算得到的三維空間偏移量和CMOS定位傳感器計算得到的三維空間坐標兩種數據融合，得到高精度三維坐標；

D、將有效時間內的高精度三維坐標轉化為空間運動軌跡，再由空間運動軌跡轉換為三維圖形數據，并顯示三維圖形；由紅外電子筆的姿態及位移控制三維圖形的旋轉、移動和縮放。

進一步，所述步驟A中，兩個CMOS定位傳感器得到兩組數據（X1，Y1）,(X2，Y2)，將兩組數據中的Y1，Y2及X1，X2分別組合成為兩組新數據，得到（Y1，Y2）,(X1，X2),再根據Y1、Y2運算得到平行于平面的坐標數據（X,Y），以及由X1、X2運算得到垂直于平面的距離數據Z，再由（X,Y,Z）構成紅外光點的三維空間坐標。

進一步，所述步驟A中使用多組感測器組，用于將多組感測到的數據在運算、融合后得到任意面積內的三維空間坐標。

進一步，所述步驟B中的MEMS傳感器單元感測所述電子筆的運動，得到加速度值、旋轉角度以及地磁強度值，在通過濾波、旋轉、二次積分得及數據融合，得到電子筆的三維空間偏移量和姿態。

進一步，所述步驟D中由空間運動軌跡轉換為三維圖形數據包括，以草圖形式出現的徒手畫圖形數據和/或經過系統智能分析后產生的標準圖形數據。

本發明所采用的另一技術方案是：?

一種上述三維圖形的生成方法的電子白板系統，包括有紅外攝像定位裝置、紅外光電子筆、系統控制主機、顯示單元；

所述紅外攝像定位裝置包括有第一運算單元、第一存儲器、第一無線收發模塊和兩個CMOS定位傳感器，所述第一運算單元分別與第一存儲器、第一無線收發模塊以及所述兩個CMOS定位傳感器連接；

所述紅外光電子筆包括有紅外LED、按鍵開關、第二運算單元、第二存儲器、第二無線收發模塊和由加速度傳感器、陀螺儀和地磁傳感器中的一種或多種構成的傳感器單元，所述傳感器單元、第二存儲器、第二無線收發模塊、紅外LED以及按鍵開關均與第二運算單元相連接；

所述系統控制主機包括第三無線收發模塊、中央處理單元、軌跡重現模塊、第三存儲器和視頻輸出單元，所述第三無線收發模塊分別與第一無線收發模塊和第二無線收發模塊連接，所述第三存儲器與中央處理單元連接，所述第三無線收發模塊與中央處理單元連接，所述中央處理單元的輸出端依次通過軌跡重現模塊和視頻輸出單元連接至顯示單元的輸入端。

進一步，所述第一無線收發模塊、第二無線收發模塊和第三無線收發模塊之間使用的通信方式為USB、HDMI、wifi、藍牙、Zigbee或短距非標2.4G無線通訊方式。

進一步，所述紅外攝像定位裝置中的兩個CMOS定位傳感器可以進行多組擴展。

進一步，所述紅外LED為圈狀紅外LED。

進一步，所述顯示單元為獨立或與系統控制主機一體化的顯示器、智能電視、投影儀等。