[发明专利]一种智能电子白板系统及其光斑位置提取方法无效

专利信息
申请号: 201110414701.6 申请日: 2011-12-13
公开(公告)号: CN102495698A 公开(公告)日: 2012-06-13
发明(设计)人: 高翔;邱其文;徐国政;周云城 申请(专利权)人: 南京邮电大学
主分类号: G06F3/042 分类号: G06F3/042
代理公司: 南京经纬专利商标代理有限公司 32200 代理人: 许方
地址: 210003 江苏*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 一种 智能 电子白板 系统 及其 光斑 位置 提取 方法
【权利要求书】:

1.一种智能电子白板系统,其特征在于:包括红外激光书写笔、投影幕布、冷光投影仪、带有红外滤镜的红外摄像头、视频信号采集系统、PC机;其中,所述红外激光书写笔、冷光投影仪分别位于投影幕布的同一侧,所述红外摄像头位于投影幕布的另一侧,红外摄像头通过所述视频信号采集系统与PC机的输入端相连,所述PC机的输出端与冷光投影仪相连。

2. 根据权利要求1所述的智能电子白板系统,其特征在于:所述视频信号采集系统包括视频分离模块、模拟比较器、光斑位置提取模块、D/A模块、无线接收模块和USB接口控制模块;其中,所述红外摄像头的输出端分别与视频分离模块、模拟比较器的第一输入端相连,视频分离模块、模拟比较器的输出端分别与光斑位置提取模块的输入端相连,光斑位置提取模块的输出端分别与USB接口控制模块的输入端、D/A模块的输入端相连,USB接口控制模块的输出端与PC机的输入端相连,D/A模块的输出端与模拟比较器的第二输入端相连,所述无线接收模块与光斑位置提取模块相连。

3. 根据权利要求1所述的智能电子白板系统,其特征在于:所述红外激光书写笔的笔头配置低功率红外激光管,笔身内封装有无线模块,笔身上包括一个自复位按键,以及分别模拟通用鼠标左右键及滚轮功能的按键、滚轮模块。

4. 根据权利要求1所述的智能电子白板系统,其特征在于:所述红外摄像头为PLA制式红外摄像头,所述红外滤镜采用760nm红外光滤镜。

5.根据权利要求1所述的智能电子白板系统,其特征在于:所述红外摄像头前端还配置一个鱼眼透镜。

6. 根据权利要求3所述的智能电子白板系统,其特征在于:所述红外激光笔笔身内封装的无线模块采用NRF24L01型无线模块。

7. 根据权利要求2所述的智能电子白板系统,其特征在于:所述视频分离模块采用LM1881视频信号分离芯片,所述模拟比较器采用TL714C高差分比较器,所述光斑位置提取模块采用ATmega16单片机作为为微控制器,所述USB接口控制模块采用CH372接口芯片。

8. 根据权利要求1所述的智能电子白板系统,其特征在于:所述投影幕布采用PVC材质。

9. 一种基于权利要求1所述智能电子白板系统的光斑位置提取方法,其特征在于,包括如下步骤:

步骤(1),采用红外激光书写笔向投影幕布一侧投射红外激光束,采用冷光投影仪向投影幕布同一侧投影,采用红外摄像头从投影幕布的另一侧拍摄投影幕布上的红外光斑,获取红外光斑的视频信号;

步骤(2),采用视频分离模块对步骤(1)获取的视频信号进行分离,得出视频流的行、场信号;与此同时,采用模拟比较器对视频信号进行鉴幅整形,当视频流行信号出现红外光斑时,采用模拟比较器将该对应行的模拟信号转变为矩形脉冲信号;

步骤(3),将步骤(2)分离出的视频流的行、场信号分别输入至基于单片机的光斑位置提取模块的两个中断引脚,同时将步骤(2)得到的矩形脉冲信号输入至光斑位置提取模块的定时器输入捕捉引脚;

步骤(4),采用光斑位置提取模块进行光斑位置信息提取,当视频流的场信号到达中断引脚发生场中断时,根据奇偶场信号分别进行如下处理:

步骤(41),如果是奇场信号,允许行中断,清除行中断次数计数器,等待行信号的到来;

当行信号到达中断引脚产生行中断时,将行中断次数计数器加一,并立即开启定时计数器,对矩形脉冲信号进行捕捉,当前行有光斑出现,则捕捉到矩形脉冲信号,并读得鉴幅整形后的上跳变沿时刻T1、下跳变沿时刻T2两个时刻值;

在读得鉴幅整形后的上跳变沿时刻T1、下跳变沿时刻T2两个时刻值后,计算出矩形脉冲信号在整个时间段上的偏移,用时间偏移来估计光斑相对于图像边界偏移,定义为光斑位置在投影画面二维平面的横向坐标分量(X),在某一行捕捉到矩形脉冲信号后,根据行中断次数计数器的值得出光斑相对于图像上下边界的偏移,定义为光斑位置在投影画面二维平面的纵向坐标分量(Y);

步骤(42),如果是偶场信号,则关闭行中断,放弃后续的各行数据,转而进行前一奇场所采集到数据的处理,根据前一奇场所得的横向坐标分量(X)和纵向坐标分量(Y)进行处理:包括采用平滑滤波的方式对噪声信息进行滤除,以及采用查表的方式对所提取的信息进行失真补偿,最后得到光斑在投影画面的横向坐标、纵向坐标,得到光斑位置信息。

10. 根据权利要求9所述的基于智能电子白板系统的光斑位置提取方法,其特征在于:在步骤(2)中模拟比较器进行鉴幅整形时还包括步骤:采用D/A模块将光斑位置提取模块输出的数字信号转化成模拟电压,传输至模拟比较器,动态设置模拟比较器电压阈值。

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