[發(fā)明專利]智能筆筆尖圖像坐標(biāo)的求解方法、裝置、介質(zhì)及智能筆

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011049168.3
• 申請日: 2020-09-29
• 公開（公告）號: CN112132080A
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 常治國;張鴻亮
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳棒棒幫科技有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/22;G06F3/0354
• 代理公司: 成都恪睿信專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51303
• 代理人: 陳興強

1.智能筆筆尖圖像坐標(biāo)的求解方法，所述智能筆包括圖像傳感器，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

S1：控制所述圖像傳感器獲取N幀第一圖像，N為大于或等于2的正整數(shù)；其中，獲取各幀所述第一圖像時，所述智能筆的空間姿態(tài)均不相同且所述筆尖均位于書寫介質(zhì)的同一個預(yù)設(shè)點上；

S2：根據(jù)各幀所述第一圖像分別確定其對應(yīng)的第一透視變換矩陣，以確定N個所述第一透視變換矩陣；

S3：根據(jù)N個所述第一透視變換矩陣構(gòu)建筆尖圖像坐標(biāo)方程組；

S4：根據(jù)所述預(yù)設(shè)點的坐標(biāo)和所述筆尖圖像坐標(biāo)方程組求解筆尖圖像坐標(biāo)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述書寫介質(zhì)包括以陣列形式排布的第一碼點，所述第一圖像包括與第一碼點對應(yīng)的第二碼點，在S2：根據(jù)各幀所述第一圖像分別確定其對應(yīng)的第一透視變換矩陣，包括：

構(gòu)建第一碼點和第二碼點的配對關(guān)系以確定至少4組配對點；

根據(jù)所述至少4組配對點確定第一圖像所對應(yīng)的第一透視變換矩陣；

其中，所述配對點包括在書寫介質(zhì)中沿第一方向排布的第一碼點和沿第二方向排布的第一碼點，所述第一方向和所述第二方向正交。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述筆尖圖像坐標(biāo)方程組為超定方程組，在S4：根據(jù)所述預(yù)設(shè)點的坐標(biāo)和所述筆尖圖像坐標(biāo)方程組求解筆尖圖像坐標(biāo)中，包括：根據(jù)最小二乘法求解所述筆尖圖像坐標(biāo)的最優(yōu)解。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，定義三維空間坐標(biāo)系，所述三維空間坐標(biāo)系其中一個維度的坐標(biāo)軸垂直于所述書寫介質(zhì)，記所述智能筆與第一維度的夾角為第一夾角，與第二維度的夾角為第二夾角，與第三維度的夾角為第三夾角，所述空間姿態(tài)包括所述第一夾角、所述第二夾角和所述第三夾角。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，在S1中，包括：所獲取的N幀所述第一圖像中至少包括相鄰2幀所述第一圖像在獲取時的所述第一夾角、所述第二夾角以及所述第三夾角中的至少一項存在不同。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在S4：根據(jù)所述預(yù)設(shè)點的坐標(biāo)和所述筆尖圖像坐標(biāo)方程組求解筆尖圖像坐標(biāo)中，包括：

S41：計算所述筆尖圖像坐標(biāo)相對于預(yù)設(shè)坐標(biāo)的誤差；

S42：判斷所述誤差與閾值之間的大小關(guān)系，以判斷所述智能筆的校正狀態(tài)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項所述的方法，其特征在于，在S4之后，所述方法還包括：

S5：控制所述圖像傳感器獲取第二圖像；

S6：根據(jù)所述第二圖像獲取第二透視變換矩陣；

S7：根據(jù)所述筆尖圖像坐標(biāo)及所述第二透視變換矩陣求解筆尖紙面坐標(biāo)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：

計算所述筆尖紙面坐標(biāo)在不同空間姿態(tài)下的解碼成功率；

根據(jù)所述解碼成功率確定智能筆的有效姿態(tài)工作范圍。

9.智能筆筆尖圖像坐標(biāo)的求解裝置，所述智能筆包括圖像傳感器，其特征在于，所述裝置包括：

控制模塊，用于控制所述圖像傳感器獲取N幀第一圖像，N為大于或等于2的正整數(shù)；其中，獲取各幀所述第一圖像時，所述智能筆的空間姿態(tài)均不相同且所述筆尖均位于書寫介質(zhì)的同一個預(yù)設(shè)點上；

第一透視矩陣確定模塊，用于根據(jù)各幀所述第一圖像分別確定其對應(yīng)的第一透視變換矩陣，以確定N個所述第一透視變換矩陣；

方程組構(gòu)建模塊，用于根據(jù)N個所述第一透視變換矩陣構(gòu)建筆尖圖像坐標(biāo)方程組；

解碼模塊，用于根據(jù)所述預(yù)設(shè)點的坐標(biāo)和所述筆尖圖像坐標(biāo)方程組求解筆尖圖像坐標(biāo)。

10.一種智能筆，其特征在于，包括：至少一個處理器、至少一個存儲器以及存儲在所述存儲器中的計算機程序指令，當(dāng)所述計算機程序指令被所述處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如權(quán)利要求1-8中任一項所述的方法。

11.一種存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機程序指令，其特征在于，當(dāng)所述計算機程序指令被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如權(quán)利要求1-8中任一項所述的方法。