一种利用物体追踪技术实现的电子白板产品的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种电子白板装置，尤其是采用了物体追踪技术实现的电子白板
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【背景技术】
[0002]在目前，公知的电子白板产品主要采用了红外感应、电磁感应、压力感应技术、超声波感应技术。其基本的原理都是通过相关感应技术，得到操作时的位置定位，从而形成触摸功能。
[0003]红外感应技术:由密布在显示区四周红外接收和发射对管形成水平和垂直方向的扫描网格，形成一个扫描平面网。当物体阻挡住网格中某对垂直和水平的扫面线时，就可以通过被阻挡的水平和垂直位置得到当前坐标。
[0004]电磁感应技术:电磁感应是采用一支可以发送电磁波的笔，在白板水平和垂直方向排列着接收线圈膜，当笔越靠近线圈膜时，输出的信号越高。通过信号值得到当前笔的坐标。
[0005]压力感应技术:由多层膜组成，外加固定电压，当用硬物压在电阻膜的某一点时，电流通过导电膜被测试电路读取，电子白板控制器得到受压点的坐标值。
[0006]目前的电子白板产品都需要安装投影仪专用的物理白板，从而形成可交互的功能。设备功耗大，安装困难，且整套系统成本高。
[0007]利用物体追踪技术实现的电子白板产品，可以直接采用电脑的USB接口供电，功耗大大降低，且可以随时移动，无需安装，调试简单，大大降低了教育等行业电子白板普及成本。
【发明内容】
[0008]为了克服现有的电子白板产品成本高、功耗大、安装困难，调试复杂等问题，本实用新型提供一种利用物体追踪技术实现的电子白板产品，该电子白板产品直接与电脑USB连接，无需额外电源，随时移动，无需安装，调试简单，成本低廉。大大降低电子白板系统的应用成本。
[0009]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:采用专用的物体追踪摄像头及处理单元追踪红外发光点的位置和状态，并经过数据传输模块及时传输至电脑中，电脑上位机软件根据红外发光点的位置和状态信息进行处理，并根据结果做出动作。。
[0010]进一步的，所述的物体追踪摄像头及处理单元采用PixArt公司的PAJ7025专用模块，其摄像头帧速率为10fps-200fps，能够满足高速追踪，摄像头分辨率最高为4095X4095，追踪物体数量最高可达16个，芯片典型功耗不超过25mw，芯片对外采用SPI接口，最高速率可达14Mbps。
[0011]进一步的，所述的数据传输模块采用Microchip公司的MCP2210芯片，MCP2210芯片是一个USB总线的转接SPI芯片，支持SPI的4种工作模式，比特率为1500bps至最高12Mbps，最多9条片选线，芯片工作电压3.3-5.5V。
[0012]进一步的，PAJ7025模块采用SPI接口与数据传输模块的MCP2210芯片的输入端连接，进而MCP2210芯片的输出端通过USB接口连接到电脑上。电脑上位机软件及时读取PAJ7025检测到物体的位置和状态，进行相应的动作。
[0013]本实用新型的有益效果是，可以通过电脑的USB直接供电，功耗大大降低，而且可以随时移动，无需安装，调测简单。整个设备结构简单，成本低廉。
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型的主视图；
[0015]图2为本实用新型的产品构造图。
【具体实施方式】
[0016]如图1所示的电子白板产品主体上设有摄像头模块和USB接口，所述的USB接口与电脑连接，电脑与投影仪连接，将电脑内容投影至平面上。电子白板的摄像头监控着投影仪投影的平面，但一般很难做到摄像头平面与欲监控的平面平行，其追踪的范围应大于投影仪投影范围，使得其能够追踪到投影仪投影范围内的相关操作。所述的USB接口 11开设于电子白板产品主体的后方中间，所述的摄像头12开设于电子白板产品主体的前方中间。
[0017]物体追踪系统实际就是一个图像感应器，其平面系统称之为XY轴系统，为平面系统1，而电脑通过投影仪进行投影，形成了另外一个平面，称之为X’ Y’轴系统，为平面系统2。那么监控平面的物体位置为(x，y)，而要将其位置映射到电脑通过投影仪进行投影的位置，从而控制电脑。将电脑感应到的位置设为(x’，y’)，那么根据数学知识，可以知道，平面系统I与平面系统2是一组透射变换系统，平面系统I与平面系统2至少要已知4点对应坐标，才能求得一个透射变换矩阵A，透射变换矩阵A是一个3X 3的矩阵。
[0018]平面系统I与平面系统2坐标关系有如下关系:
[0019](X，，y，)=A(x，y)
[0020]根据数学知识，已知4点后可以求得透射变换矩阵，得到参数值以后，即得到了物体追踪坐标与电脑屏幕坐标的对应关系。
[0021]在利用物体追踪技术实现的电子白板产品中，所述的物体追踪芯片采用PixArt公司的PAJ7025专用模块，其摄像头帧速率为10fps-200fps，能够满足高速追踪，摄像头分辨率最高为4095X4095，追踪物体数量最高可达16个，芯片典型功耗不超过25mw，芯片对外采用SPI接口，最高速率可达14Mbps，能够对所检测到物体通过SPI接口输出，其检测出来的物体的特征包括物体大小、中心点、物体向量、物体平均亮度、最大亮度等等信息。
[0022]如图2所述，物体追踪模块21模块通过SPI接口与数据传输模块22连接，数据传输模块采用Microchip公司的MCP2210芯片，MCP2210芯片是一个USB总线的转接SPI芯片，支持SPI的4种工作模式，比特率为1500bps至最高12Mbps，最多9条片选线，芯片工作电压3.3-5.5V。数据传输模块22通过USB接口 23与电脑连接，时时进行数据检测，并对得到的物体追踪的位置进行变换，从而根据物体的位置和状态信息做出动作。USB接口模块23通过电压变换模块24转换为3.3V电压给物体追踪模块21供电。
【主权项】
1.一种利用物体追踪技术实现的电子白板产品，电子白板与电脑连接，通过对电子白板的操作实现与电脑的交互过程，其特征是:包括物体追踪摄像头及处理单元和数据传输模块，物体追踪摄像头及处理单元识别红外发光点的位置和状态，并将信息经过数据传输模块传输至电脑中，电脑上位机软件根据得到的位置和状态信息进行处理，并根据结果做出动作。
2.根据权利要求1所述的一种利用物体追踪技术实现的电子白板产品，其特征是:所述的物体追踪摄像头及处理单元为PixArt公司的PAJ7025模块，帧速率最高达200fps，追踪物体数量最高达16个，追踪物体采用红外模式。
3.根据权利要求1所述的一种利用物体追踪技术实现的电子白板产品，其特征是:数据传输模块的输入端与物体追踪摄像头及处理单元连接，输出端通过USB与电脑连接，电子白板产品采用电脑USB接口供电。
4.根据权利要求1所述的一种利用物体追踪技术实现的电子白板产品，其特征是:电脑上位机软件对数据传输模块输出的数据进行运算和处理，并根据结果作出动作，形成可交互电子白板系统。
【专利摘要】一种利用物体追踪技术实现的电子白板产品，包括物体追踪摄像头及处理单元和数据传输模块，物体追踪摄像头及处理单元识别红外发光点的位置和状态，并将信息经过数据传输模块传输至电脑中，电脑上位机软件根据得到的位置和状态信息进行相关动作，形成可交互式电子白板系统。产品采用电脑USB接口供电，无需额外电源。
【IPC分类】G06F3-041, G06F3-01
【公开号】CN204576449
【申请号】CN201520070055
【发明人】葛亮
【申请人】葛亮
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年1月31日