基于双定位模块的超宽屏交互式电子白板系统设计

【摘要】交互式电子白板(InteractiveWhiteboard)是一种互动性很强的且通过结合宽屏幕显示技术和电子白板控制技术,实现书写、投影、操作计算机、记录书写内容的电子产品品,其广泛应用与教学、会议、军事推演等领域。本文提出了一种采用双红外超声波定位的超宽屏交互式电子白板系统的整体软硬件实现方案,能够实现传统教学黑板4m.2m范围内精确定位和超宽屏书写。系统设计的电子白板硬件电路,主要包括信号发送模块,信号接收模块及主控制器模块。采用低功耗设计的信号发送模块实现40KHZ频率超声红外信号的发送,信号接收模块完成对采样信号的获取,放大和滤波等操作,同时为提高测距精度和信号抗干扰性,采用硬件AGC增益自动控制电路和软件查表相结合的方法稳定接收到的超声波信号幅值,设计了温度补偿电路。主控制器模块完成对数据的信号处理及其把采集数据打包通过方便即拔即插的USBHID方式传输到上位机。本文设计的系统由于宽屏投影范围比较大,需要有较准确的坐标转换算法来定位,故本文设计的软件首先宽屏区域内的任意三个点确定了计算机坐标,然后加入了基于仿射变换法方法的多点校准算法保证定位的准确性,为了让安装在宽屏白板左右两个接收器在中间定位重合的区域协调工作,解决融合区笔迹坐标选择问题,本文结合实际提出了一种线性融合的思路,即上位机应用程序接收到左右两边接收器的虚拟坐标数据,经线性融合按一定比例分别取左右坐标数据后生成一个新的虚拟坐标值,从而确定了唯一的虚拟采样坐标与虚拟理想坐标的映射关系。实验结果表明系统实现了宽屏书写笔迹的实时跟踪,并适合在不同材质上使用,其通用性强,可靠性高,满足电子白板的使用要求。
【作者】关富敏；
【导师】杜玉晓；
【作者基本信息】广东工业大学，控制理论与控制工程，2014，硕士
【关键词】超声红外定位；AGC；多点校准；线性融合；实时跟踪；

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