一种基于智能眼镜的书写系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及智能眼镜，尤其涉及一种基于智能眼镜的书写系统及方法。
【背景技术】
[0002] 在日常生活中，纸张一直作为每个人的书写必备工具以及信息呈现媒介。虽然目 前在显示器上也能方便的显示出文字或者图片等信息，但在二维显示器上观看这些信息并 不能很好的符合人们长久以来培养的在纸面上观看信息的习惯，在很多时候我们需要将文 字或者图片信息打印在白纸上进行观看，同时需要在纸上进行注释等操作。而在纸张打印 出文字或者图片以作为信息呈现的媒介时，在很多情况下，一张白纸只能被使用一次，之后 我们需要重新用新的白纸打印我们需要的信息，之前被打印过的白纸或是被保留或是被丢 弃。这样的阅读方式造成了纸张使用上的极大浪费。同时，在早已进行信息时代化的今天， 在纸上阅读信息的方式却还停留在过去，比如在纸上做的注释或者标记并不能被保存为电 子信息，这就需要引入新的方式改变目前的现状
[0003] 目前，智能眼镜已经渐渐进入人们的视野中，对于可透视型智能眼镜来说，当人戴 上这种眼镜后，周围可见光能够透过眼镜镜片，人的双眼能够正常看到四周的环境；同时智 能眼镜能够将一些图像信息叠加在人的真实视野上，由于拥有这样的特性，在借助于适当 的方式后，可透视型智能眼镜对于改变目前人们长久以来养成的书写阅读习惯将会是一个 新的机遇。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种基于智能眼镜的书写系统及方法，以通过可透视型智 能眼镜提供的显示特性，提供一种全新的书写阅读方式。
[0005] 为了达到上述目的，本发明提供了一种基于智能眼镜的书写系统，包括智能眼镜 和配合智能眼镜使用的交互笔；
[0006] 所述智能眼镜包括LED网格单元、摄像单元、计算单元、显示单元、定位单元，以及 通信单元；
[0007] 所述LED网格单元投射红外线矩阵网格到参照平面；
[0008] 所述摄像单元检测红外线矩阵网格投射到参照平面后的散射红外线，得到红外线 矩阵网格的变化数据；
[0009] 所述计算单元对红外线矩阵网格的变化数据进行计算，得到参照平面相对于智能 眼镜的角度和距离；
[0010] 所述显示单元根据参照平面相对于智能眼镜的角度和距离调整图像，并将调整后 的图像叠加到参照平面；
[0011] 所述定位单元实时调整叠加到参照平面的图像，使图像固定在参照平面上；
[0012] 所述通信单元用于与所述交互笔实现通信；
[0013] 所述交互笔包括通讯单元、信号单元以及为以上各单元提供电力的电源单元；
[0014] 所述通讯单元，用于与智能眼镜通信，并启动智能眼镜的摄像单元对交互笔进行 轨迹捕捉；
[0015] 所述信号单元，用于发射智能眼镜的摄像单元能够识别的信号；
[0016] 所述智能眼镜的摄像单元将交互笔的运行轨迹发送至智能眼镜的计算单元，所述 计算单元计算交互笔在参照平面上的运行轨迹，智能眼镜再根据运行轨迹显示出书写痕 迹，并进行记录。
[0017] 优选的，所述LED网格单元位于智能眼镜的中部，其包括红外LED和位于红外LED 前方的挡板，所述挡板刻有网格槽。
[0018] 优选的，所述摄像单元包括位于智能眼镜两侧的左摄像头和右摄像头。
[0019] 优选的，所述定位单元包括三轴加速度传感器和三轴陀螺仪，用于对用户头部的 运动进行跟踪监测，并根据用户头部的运动实时调整图像的显示。
[0020] 优选的，所述参照平面为白纸。
[0021] 优选的,所述交互笔还包括启动按键。
[0022] 优选的，所述信号单元包括第一发射点和第二发射点，两个发射点可以发出红外 线，并分别位于交互笔的左右两端。
[0023] 为了解决本发明的技术问题，还提出了一种基于智能眼镜的书写方法，包括如下 步骤：
[0024] S1、通过智能眼镜的LED网格单元、摄像单元和计算单元计算出参照平面相对于 智能眼镜的角度和距离；
[0025] S2、智能眼镜的显示单元根据参照平面相对于智能眼镜的角度和距离调整图像， 并将调整后的图像叠加到参照平面；
[0026] S3、智能眼镜的定位单元实时调整叠加到参照平面的图像，使图像固定在参照平 面上；
[0027] S4、启动交互笔，并与智能眼镜建立通信连接；
[0028] S5、采用智能眼镜的摄像单元捕捉交互笔的运动轨迹；
[0029] S6、所述智能眼镜的摄像单元将交互笔的运行轨迹发送至智能眼镜的计算单元， 所述计算单元计算交互笔在参照平面上的运行轨迹，智能眼镜再根据运行轨迹显示出书写 痕迹，并进行记录。
[0030] 优选的，所述步骤Sl包括以下步骤：
[0031] S11、采用智能眼镜的LED网格单元投射红外线矩阵网格到参照平面；
[0032] S12、采用智能眼镜的摄像单元检测红外线矩阵网格投射到参照平面后的散射红 外线，得到红外线矩阵网格的变化数据；
[0033] S13、采用智能眼镜的计算单元对红外线矩阵网格的变化数据进行计算，得到被测 平面相对于智能眼镜的角度和距离。
[0034] 优选的，在步骤SI 1中，所述LED网格单元位于智能眼镜中间位置，其包括红外LED 和位于红外LED前方的挡板，所述挡板刻有网格槽。
[0035] 优选的，在步骤S12中，所述摄像单元包括左摄像头和右摄像头，左、右摄像头对 称的安装于智能眼镜的左右两端。
[0036] 优选的，在步骤S3中，所述定位单元包括三轴加速度传感器和三轴陀螺仪，用于 对用户头部的运动进行跟踪监测，并根据用户头部的运动实时调整图像的显示。
[0037] 优选的，在步骤S5中，所述采用智能眼镜的摄像单元捕捉交互笔的运动轨迹，在 于捕捉交互笔信号单元发出的信号。
[0038] 本发明要解决的技术问题是通过可透视型智能眼镜提供的显示特性，提供一种全 新的书写阅读方式，在这样的阅读方式中，使用者可以在一张白纸上完成信息的阅读与注 释工作，同时这些对信息的修改将会以电子化的方式保存起来。在完成一次阅读之后，使用 的白纸不会有任何改变，还可以再继续使用。通过这样的方式最终达到节约使用纸张以及 提高人们阅读信息化水平的目的。
【附图说明】
[0039] 图1为本发明基于智能眼镜的书写系统的系统示意图；
[0040] 图2为本发明中LED网格单元的结构示意图；
[0041] 图3为本发明中摄像单元的结构示意图；
[0042] 图4为本发明中交互笔的正面图；
[0043] 图5为本发明基于智能眼镜的书写方法的流程图；
[0044] 图6为本发明智能眼镜所建立的坐标系示意图；
[0045] 图7为本发明中智能眼镜投射红外线矩阵网格的示意图；
[0046] 图8为本发明中进行模型变换和视图变换的二元性示意图；
[0047] 图9为本发明中定位单元的坐标系示意图；
[0048] 图10为本发明中采用双目立体视觉技术的示意图；
[0049] 图11为本发明中采用交互笔在参照平面上使用的示意图；
[0050] 图12为本发明中采用交互笔在