一种空间绘图装置及方法与流程

本发明属于演示与教学设备领域，具体涉及一种空间绘图装置及方法。

背景技术：

随着全民创新创业趋势的深化发展，越来越多的好的想法、创意不断涌现。为了展现自己独到的想法，创新者常常需要向其他人描述自己的创意。在这一过程中，创新者若想准确描述自己创意的三维结构，一般通过纸笔绘图或者计算机三维绘图的方式展现自己的想法，但又因为没有经过专业的学习和训练，创新者常常不能短时间内准确表达自己的想法。在创意刚刚产生的时候，创新者更倾向于使用双手和语言描述创意的具体结构，基于这个现象，为了更好地完成信息的交流和传达，我们提出了一种空间绘图装置及方法。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种空间绘图装置及方法。涉及了一种高用户友好性，结构简单，成本低的空间绘图解决方案。

一种空间绘图装置,包含软件部分与硬件部分；所述软件部分与硬件部分通过无线连接。

所述硬件部分包含惯性器件1、嵌入式单片机2、硬件侧无线通信模块3与电源模块4；所述惯性器件1通过电路与嵌入式单片机2相连，然后嵌入式单片机2与硬件侧无线通信模块3连接；电源模块4分别连接惯性器件、嵌入式单片机2与硬件侧无线通信模块3。

所述软件部分包含软件测通信模块5、计算模块6、图形显示模块7与功能显示模块8；其中功能选择模块8与计算模块6相连，然后计算模块6分别连接软件侧通信模块5和图形显示模块7。

一种空间绘图方法，包含以下步骤：

步骤一：打开电源，通过无线手段连接软件与硬件部分；

步骤二：使用者手持硬件部分，在空间中绘出目标物体形状；

步骤三：使用者通过功能选择模块8选择要绘制的形状的种类；

步骤四：由惯性器件1测量移动角速度和加速度，并将数据传输给嵌入式单片机2处理；

步骤五：嵌入式单片机2对数据进行处理得到绝对位置与角度信息，然后将处理后的数据传输给硬件侧无线通信模块3；

步骤六：硬件侧无线通信模块3通过无线方式将数据传输给软件侧无线通信模块5，然后传递给计算模块(6)；

步骤七：然后通过计算模块6计算，由图形显示模块7将惯性器件1测量得并处理后的数据展示给使用者和被展示着；

步骤八：重复步骤二至步骤七，直到完成空间绘图的目的。

本发明的有益效果在于：

本发明所提供的这种装置及方法能够在使用者不必具有很高的三维绘图知识的前提下，提供了一种高用户友好性，结构简单，成本低的空间绘图解决方案，同时本发明还具有结构小巧，便于手持使用的优点。

附图说明

图1为本发明空间绘图方法与设备硬件结构俯视图；

图2为本发明空间绘图方法与设备硬件结构主视图；

图3为本发明空间绘图方法与设备硬件结构三维视图；

图4为本发明空间绘图方法与设备控制关系示意图。

具体实施方式

本发明的目的在于提供一种空间绘图装置及方法；包括软件部分与硬件部分；软件部分包括图形显示模块7、功能选择模块8、计算模块6与软件侧通信模块5；硬件部分包括惯性器件1、嵌入式单片机2、电源模块4与硬件侧无线通信模块3。通过硬件部分的惯性器件1测量自身的加速度、角速度信息，经嵌入式单片机2积分解算，经硬件侧无线通信模块3传输、图形显示模块7显示，可以以一种高便利，高人机交互性的手段高效地绘制三维图形，方便了思路的表达和知识的传递下面结合附图对本发明做进一步描述。

实施例1：

本发明所要解决的技术问题在于弥补现有技术的缺失，现有演示与教学设备领域为表达一个特定的三维模型，通常使用专业的建模软件，学习曲线陡峭。在不需要过高精确度与专业性的领域，本发明提供了一种高用户友好性，结构简单，成本低的空间绘图解决方案。

本发明是通过以下技术方案实现的。

一种空间绘图装置及方法，包括软件部分与硬件部分；软件部分包括图形显示模块7、功能选择模块8、计算模块6与软件侧通信模块5；硬件部分包括惯性器件1、嵌入式单片机2、电源模块4与硬件侧无线通信模块3。

所述的硬件部分中惯性器件1、电源模块4均与嵌入式单片机2连接；嵌入式单片机2与硬件侧无线通信模块3相连。

所述的硬件部分中惯性器件1是一种可以测量自身的角速度和加速度的功能模块，该模块与嵌入式单片机2相连，向嵌入式单片机2传输数据；嵌入式单片机2接受惯性器件1传递的数据，进行运算得到模块的位置、角度变化，该模块与硬件侧无线通信模块3连接并利用其向软件部分传输数据；电源模块4为硬件部分其他模块供电。

所述的软件部分中软件侧通信模块5、功能选择模块8均与计算模块6相连，其计算模块6与图形显示模块7相连。

所述的软件部分中软件侧通信模块5接收硬件部分传输的数据，经功能选择模块8选择以何种方式绘制何种形状，经由计算模块6计算后在图形显示模块7上进行展示。

优选地，硬件部分嵌入式单片机2模块进行的运算可以为对惯性器件1传来的角速度和加速度进行两次积分，得到绝对位置与角度信息，同时可以采用算法进行滤波与校准。

优选地，软件部分图形显示模块7可选的功能包括但不限于绘制直线，曲线，球体，长方体等，功能的选择可以通过软件部分或者硬件部分实现。

实施例2：

图1至图4分别为本发明空间绘图方法与设备的硬件结构俯视图、主视图、三维视图和控制关系示意图，如图1至图4所示，本发明提供一种空间绘图装置及方法，该空间绘图方法与设备包括软件部分与硬件部分；软件部分包括图形显示模块7、功能选择模块8、计算模块6与软件侧通信模块5；硬件部分包括惯性器件1、嵌入式单片机2、电源模块4与硬件侧无线通信模块3。

如图1至图3所示，硬件部分中惯性器件1、电源模块4均与嵌入式单片机2连接；嵌入式单片机2与硬件侧无线通信模块3相连。

如图1至图3所示，硬件部分中惯性器件1是一种可以测量自身的角速度和加速度的功能模块，该模块与嵌入式单片机2相连，向嵌入式单片机2传输数据；嵌入式单片机2接受惯性器件1传递的数据，进行运算得到模块的位置、角度变化，该模块与硬件侧无线通信模块3连接并利用其向软件部分传输数据；电源模块4为硬件部分其他模块供电。

如图4所示，所述的软件部分中软件侧通信模块5、功能选择模块8均与计算模块6相连，其计算模块6与图形显示模块7相连。

如图2所示，所述的软件部分中软件侧通信模块5接收硬件部分传输的数据，经功能选择模块8选择以何种方式绘制何种形状，经由计算模块6计算后在图形显示模块7上进行展示。

根据需要，硬件部分嵌入式单片机2进行的运算可以为对惯性器件1传来的角速度和加速度进行两次积分，得到绝对位置与角度信息，同时可以采用算法进行滤波与校准。

根据需要，软件部分图形显示模块7可选的功能包括但不限于绘制直线，曲线，球体，长方体等，功能的选择可以通过软件部分或者硬件部分实现。

本发明空间绘图方法与设备的使用包括如下步骤：

步骤1：打开电源，通过无线手段连接软件与硬件部分。

步骤2：使用者手持硬件部分，在空间中绘出目标物体形状。

步骤3：使用者通过功能选择模块8选择要绘制的形状的种类。

步骤4：经嵌入式单片机2处理、软硬件间通信、计算模块6计算，图形显示模块7显示惯性器件1测量得到的数据，展示给使用者和被展示着。

步骤5：重复步骤2至步骤4，期间保持各模块的正常工作，实现本发明所要达到的空间绘图的目的。

以下，通过一个实施例对本发明所提供的绘图方法进行具体的描述。

首先，打开软件与硬件各部分的电源，保证软硬件部分数据传输的有效连接。

其次，使用者应手持本发明的硬件部分，在空间画出所要描绘的三维物体的轨迹。

再次，使用者可以通过软件或者硬件部分的功能选择模块8选择要绘制的物体的种类，包括但不限于点、直线、矩形、球体，并通过硬件部分的位置和指向决定所绘制物体的参数。

最后，重复以上过程，使用者可以将自己的三维空间创意在所述图形显示模块7显示给被展示者以表达自己的创意。

因此，本发明所提供的这种空间绘图方法与设备能够在使用者不必具有很高的三维绘图知识的前提下，以更好的人机交互性完成空间绘图，极大地方便了创意与思想的交流沟通。

实施例3：

一种空间绘图装置及方法，包括软件部分与硬件部分；软件部分包括图形显示模块7、功能选择模块8、计算模块6与软件侧通信模块5；硬件部分包括惯性器件1、嵌入式单片机2、电源模块4与硬件侧无线通信模块3。

所述的一种空间绘图装置及方法，其硬件部分中惯性器件1、电源模块4均与嵌入式单片机2连接；嵌入式单片机2与硬件侧无线通信模块3相连。

所述的一种空间绘图装置及方法，其硬件部分中惯性器件1是一种可以测量自身的角速度和加速度的功能模块，该模块与嵌入式单片机2相连，向嵌入式单片机2传输数据；嵌入式单片机2接受惯性器件1传递的数据，进行运算得到模块的位置、角度变化，该模块与硬件侧无线通信模块3连接并利用其向软件部分传输数据；电源模块4为硬件部分其他模块供电。

所述的一种空间绘图装置及方法，其软件部分中软件侧通信模块5、功能选择模块8均与计算模块6相连，其计算模块6与图形显示模块7相连。

如所述的一种空间绘图装置及方法，其软件部分中软件侧通信模块5接收硬件部分传输的数据，经功能选择模块8选择以何种方式绘制何种形状，经由计算模块6计算后在图形显示模块7上进行展示。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。