一种轨迹捕捉装置及教学设备

技术领域

本发明涉及交互技术领域，具体涉及一种轨迹捕捉装置及教学设备。

背景技术

在教育、培训或办公等领域，为了实现良好的互动，通常采用智能黑板。现有技术中的智能黑板由显示屏和设置于显示屏两侧的黑板组成，显示屏用于显示电子内容，例如，PPT、视频等，黑板用于呈现讲授者用粉笔等书写物书写的板书。板书不能同步到位于中间位置的显示屏上，以供不同位置的人观看，也不能将板书内容以电子文件的形式保存下来，便于后期浏览。

为了解决上述问题，通常在黑板上加装红外触摸框或光学触摸框等框式结构单元，用于捕获书写物的位置并发送坐标给计算机，然而这类框式结构的触摸产品，都容易被粉笔书写产生的粉尘覆盖，从而影响了书写物的捕获，因此，需要经常擦拭维护。

发明内容

鉴于此，本发明实施例提供一种轨迹捕捉装置及教学设备，以解决上述技术问题。

为实现上述技术目的，本发明实施例提供一种轨迹捕捉装置，其改进之处在于，包括安装架、光源、两个以上图像采集装置和控制器，其中，所述安装架上设置有安装部，以通过所述安装部连接黑板；

所述安装架上设置所述光源，所述光源用于照亮识别区域；

所述安装架上间隔设置两个以上所述图像采集装置，所述图像采集装置用于实时捕捉识别区域范围内的物体，并将记载有物体的图像实时发送给所述控制器；

所述控制器根据图像获取物体与两个以上所述图像采集装置的夹角，并根据夹角计算获取物体当前位置。

为实现上述技术目的，本发明实施例还提供一种教学设备，其改进之处在于，包括上述的轨迹捕捉装置、一个以上的黑板和显示屏；

所述黑板顶部设置所述轨迹捕捉装置；

所述轨迹捕捉装置的控制器和所述显示屏通信连接，以将捕捉到的物体当前位置实时通过所述显示屏显示。

本发明由于采取以上技术方案，与现有技术相比，其具有以下优点：

本发明通过将光源和图像采集装置等集成于安装架上，以形成单边结构，避免框式结构类触摸产品容易被粉尘覆盖的缺陷，因此，有效克服了需要经常擦拭与维护的困扰。

同时，由于将光源和图像采集装置集成设置在一个安装架上，并将这一个安装架设置在黑板的单边上，形成一体化、无边框、单边、不破坏黑板平整性的独立设计，既使得组装方便、外形美观，又不惧粉笔灰和水渍、免日常维护，有效提高了用户体验。

本发明安装方便，维护简单、成本低，可以广泛应用于交互技术领域。

附图说明

图1是本发明的轨迹捕捉装置其中一个实施例的结构示意图；

图2是图1的截面图；

图3是本发明的教学设备其中一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

如图1～3所示，本发明实施例提供一种轨迹捕捉装置1，包括安装架11、光源12、图像采集装置13和控制器，其中，安装架11上设置有安装部111，以通过安装部111连接黑板2；

安装架11上设置光源12，光源12用于照亮识别区域，避免外界环境干扰；

安装架11上间隔设置两个以上图像采集装置13，图像采集装置13用于实时捕捉识别区域范围内的物体4，并将捕捉到的记载有物体4的图像实时发送给控制器；

控制器根据图像获取物体4与两个以上图像采集装置13的夹角，并根据夹角计算获取物体4当前位置。

显然，通过不断计算物体4当前位置能够获取物体4运动轨迹，而物体4运动轨迹即为书写的文字或画出的图等。

其中，黑板2并非特指黑色的板面，而是可以用粉笔等特定书写工具在其上写字或画图等的板面，大多为黑色，也可以为墨绿色、白色或米黄色等。

上述物体4可以为粉笔、记号笔、毛笔，甚至可以为手指等任意物体。

在一个实施例中，安装架11可以设置为长条形结构，安装架11底面设置安装部，安装部可以设置为贯通的凹槽，以通过凹槽扣合在黑板2顶部与黑板2连接，显然，此种连接方式非常方便、快捷。

安装架11的尺寸，以及凹槽的宽度、深度等，均根据与其配套使用的黑板2的尺寸、结构进行确定，在此不进行限定。

在一个实施例中，光源12可以采用红外光源12，对应的，图像采集装置13可以采用红外摄像头。

由于设置红外光源12照射预定的识别区域，同时，设置红外摄像头在识别区域范围内捕捉物体4，因此，能够有效避免环境光干扰，提高捕捉准确性。

在一个实施例中，光源12包括若干红外LED灯121，所有红外LED灯121匀间隔固定设置在安装架11底面，安装架11底面两侧分别可拆卸固定设置一红外摄像头。

可见，通过上述设置，在实际使用时，红外LED灯121发射红外光，正好照亮两红外摄像头之间的区域，使得两红外摄像头能够在该区域捕捉物体4运动轨迹。

同时，由于两红外摄像头之间的距离为定值，两红外摄像头和物体4当前的夹角为唯一值，因此，根据三角定位原理，能够确定出物体4的当前位置。

为了清楚描述，现举例说明：

当安装架11安装在黑板2顶部时，红外LED灯121发射红外光，正好照亮黑板2板面，两摄像头捕捉照亮的黑板2板面区域内的物体4运动轨迹，例如，粉笔运动轨迹，也就是捕捉到板书内容。

在一个实施例中，光源12外侧设置有纵向聚光条，以通过聚光条使得光源12的能量更集中地汇聚在区域表面以提升亮度、降低功耗。

在一个实施例中，控制器包括通信模块，通信模块用于通过计算机连接外部显示屏3，以能够将物体4当前位置实时发送至显示屏3进行显示，进而能供不同位置的人观看。

其中，通信模块可以为有线通信模块，也可以为无线通信模块，在此不进行限定。

在一个实施例中，控制器包括存储器，存储器用于存储物体4运动轨迹，进而便于后期浏览。

显然，上述物体4运动轨迹为板书内容

基于同样的发明构思，本发明实施例提供一种教学设备，如图3所示，该教学设备包括上述任意实施例中的轨迹捕捉装置1、一个以上的黑板2和显示屏3；

每个黑板2顶部均设置轨迹捕捉装置1；

轨迹捕捉装置1的控制器和显示屏3通信连接，以将捕捉到的物体4当前位置实时通过显示屏3显示，以供不同位置人员观看。

显然，通过上述方案将光源和图像采集装置等集成于安装架上，以形成单边结构，避免框式结构类触摸产品容易被粉尘覆盖的缺陷，因此，有效克服了需要经常擦拭与维护的困扰。

同时，由于将光源12和图像采集装置13等集成设置在一个安装架11上，并将这一个安装架11设置在黑板2的单边上，形成一体化、无边框、单边、不破坏黑板平整性的独立设计，既使得组装方便、外形美观，又不惧粉笔灰和水渍、免日常维护，有效提高了用户体验。

需要说明的是，本发明实施例中的黑板2，并不局限于设置在显示屏3的两侧位置，可以根据需要设置在任何位置，例如，远程，当然，也包括显示屏3的两侧。

在一个实施例中，轨迹捕捉装置1的控制器和显示屏3的主机通信连接，以将捕捉到的物体4当前位置实时发送至主机，并经过主机处理后发送至显示屏3显示。

其中，此处的处理可以包括存储、优化等，不进行限定。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明实施例的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明实施例不限制于任何特定的硬件和软件结合。

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，本发明实施例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。