CN108536318A - 一种基于声波和光电的倾斜自动校正的笔迹同步技术 - Google Patents

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刘明丽
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Abstract

本发明公开了一种基于声波和光电的倾斜自动校正的笔迹同步技术，包括笔身，所述笔身的尾部固定安装有用于读取到笔身当前姿态中的倾角、仰角、转角的三角度陀螺仪，所述笔身的尾部安装有计算处理单元、环形发射天线、红外发射器和锥形玻璃，所述锥形玻璃放置于声波发射器之上，且三角度陀螺仪、计算处理单元和环形发射天线通过导线依次连接，所述三角度陀螺仪测量到笔身的倾斜角度后，通过计算处理单元三角函数计算出待求的x和待求的y值，从而转换成笔尖所在的坐标位置。本发明将发射器移动到笔的尾部，以去除对笔头的美观和使用体验上的影响，同时在笔的尾部增加三角度陀螺仪，可对笔的倾斜姿态进行读取，并用于校正笔迹。

Description

一种基于声波和光电的倾斜自动校正的笔迹同步技术
技术领域
本发明涉及笔迹同步技术领域，尤其涉及一种基于声波和光电的倾斜自动校正的笔迹同步技术。
背景技术
现有以声波为信号的数码笔已经比较普遍，其原理是通过笔身上的声波(一般是频率为40KHz至80KHz的超声波)发射器以及笔身上的红外(或蓝牙)发射器向空间散射声波及光电信号，由于光电的速度非常快，在数码笔这个应用场景下，其传输所消耗的时间可以忽略不计。以收到光电信号为基准，再获取同时发出的声波信号在传输过程中所消耗掉的时间，就可以计算出发射器与接收器之间的距离。再通过两个(或两个以上)的接收器同时接收声波信号与发射器之间构成三角形，通过已知三角形三边距离计算三角形在平面空间中的绝对坐标的数学方法，即可对发射器(即笔)进行定位(获取坐标)。
现有的数码笔，其缺点有：为了减小发射器和实际笔芯写出的字迹的位置误差，发射器位于笔头，并且尽可能的靠近纸面，这导致了笔头部分不够美观，且写字时笔的倾斜超过60度之后，发射器容易摩擦纸面，导致写不出字迹。正常用笔姿势或多或少都会有所倾斜，并且在整个用笔的过程中，笔的倾斜度并非固定不变，而是随着所写内容改变的。由于没有自动修正能力，导致最后同步出来的笔迹和实际写在纸上的笔迹无法重合，甚至会产生较大差异。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种基于声波和光电的倾斜自动校正的笔迹同步技术。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种基于声波和光电的倾斜自动校正的笔迹同步技术，包括笔身，所述笔身的尾部固定安装有用于读取到笔身当前姿态中的倾角、仰角、转角的三角度陀螺仪，所述笔身的尾部安装有计算处理单元、环形发射天线、红外发射器和锥形玻璃，所述锥形玻璃放置于声波发射器之上，且三角度陀螺仪、计算处理单元和环形发射天线通过导线依次连接。
优选的，所述三角度陀螺仪测量到笔身的倾斜角度后，通过计算处理单元三角函数计算出待求的x和待求的y值，从而转换成笔尖所在的坐标位置。
优选的，所述计算处理单元计算转换出的笔尖坐标反送给环形发射天线。
优选的，所述锥形玻璃为特定角度的中空玻璃体，锥形玻璃为伞状结构，锥形玻璃放置于声波发射器之上。
优选的，所述环形发射天线通过无线信号连接有多个接收器，红外发射器用于发射红外光，传输给接收器。
本发明的有益效果是：
1、将发射器置于尾部，笔身的中部到前部将与传统的笔不再有区别，甚至可以完全共用传统笔身的大部分模具；
2、整体电路部分都位于尾部，电路部分的整体设计和制造都更简单；
3、具有倾斜修正功能，同步出来的笔迹与实际写在纸上的笔迹可以完全重合；
4、杜绝了用户在用笔时当握笔姿势很低时，有可能阻挡住发射器的问题。
本发明将发射器移动到笔的尾部，以去除对笔头的美观和使用体验上的影响，同时在笔的尾部增加三角度陀螺仪，可对笔的倾斜姿态进行读取，并用于校正笔迹。
附图说明
图1为本发明提出的一种基于声波和光电的倾斜自动校正的笔迹同步技术的***示意图；
图2为本发明提出的一种基于声波和光电的倾斜自动校正的笔迹同步技术的接收器与发射器之间三角形连接关系结构示意图；
图3为本发明提出的一种基于声波和光电的倾斜自动校正的笔迹同步技术的笔身倾斜示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1-3，一种基于声波和光电的倾斜自动校正的笔迹同步技术，包括笔身，笔身的尾部固定安装有用于读取到笔身当前姿态中的倾角、仰角、转角的三角度陀螺仪，笔身的尾部安装有计算处理单元、环形发射天线、红外发射器和锥形玻璃，锥形玻璃放置于声波发射器之上，且三角度陀螺仪、计算处理单元和环形发射天线通过导线依次连接。
实施例1
在书写过程中，笔身倾斜时，三角度陀螺仪，在姿态改变时，可以读取到当前姿态中的倾角、仰角、转角(即X、Y、Z三轴的旋转角度)，通过计算处理单元三角函数计算出待求的x和待求的y值，从而转换成笔尖所在的坐标位置，计算处理单元计算转换出的笔尖坐标反送给环形发射天线，锥形玻璃成特定角度的中空玻璃体，就像去掉了柄的伞，由于玻璃对于声波具有天然的反射属性和较强的反射力，因此，如果将一块锥形玻璃放置于声波发射器之上，那么声波发射器的就可以采用最低成本的定向发射器，向着锥形玻璃的锥心发射，由锥形玻璃将声波反射出去，形成360度的发射效果。这样组合比单一的使用环形发射天线成本更低，环形发射天线通过无线信号连接有多个信号接收器构成三角形。
实施例2
以坐标原点为基础，向右为X轴正方向，向左为X轴负方向，向下为Y轴正方向，向上无定义。从发射器到左接收器的测出距离定义为b，到右接收器的测出距离定义为a。图2中的y和x为需要求出的x值与y值。两个信号接收器的坐标位置确定，由于光电的速度非常快，在数码笔这个应用场景下，其传输所消耗的时间可以忽略不计。以收到光电信号为基准，再获取同时发出的声波信号在传输过程中所消耗掉的时间，就可以计算出发射器与接收器之间的距离。再通过两个(或两个以上)的接收器同时接收声波信号，与发射器之间构成三角形，通过已知三角形三边距离计算三角形在平面空间中的绝对坐标的数学方法，即可对发射器(即笔)进行定位(获取坐标)。
实施例3
当笔身倾斜角度为A时，三角度陀螺仪测到角度值，由于笔尖和笔尾的长度一定，因此根据三角函数，待求y＝已知长度×sinA，待求x＝已知长度×cosA，从而确定笔尖所在的平面坐标值。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于声波和光电的倾斜自动校正的笔迹同步技术，包括笔身，其特征在于，所述笔身的尾部固定安装有用于读取到笔身当前姿态中的倾角、仰角、转角的三角度陀螺仪，所述笔身的尾部安装有计算处理单元、环形发射天线、红外发射器和锥形玻璃，所述锥形玻璃放置于环形发射天线之上，且三角度陀螺仪、计算处理单元和环形发射天线通过导线依次连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于声波和光电的倾斜自动校正的笔迹同步技术，其特征在于，所述三角度陀螺仪测量到笔身的倾斜角度后，通过计算处理单元三角函数计算出待求的x和待求的y值，从而转换成笔尖所在的坐标位置。
3.根据权利要求1所述的一种基于声波和光电的倾斜自动校正的笔迹同步技术，其特征在于，所述计算处理单元计算转换出的笔尖坐标发送给环形发射天线。
4.根据权利要求1所述的一种基于声波和光电的倾斜自动校正的笔迹同步技术，其特征在于，所述锥形玻璃为特定角度的中空玻璃体，锥形玻璃为伞状结构，锥形玻璃放置于环形发射天线之上。
5.根据权利要求1所述的一种基于声波和光电的倾斜自动校正的笔迹同步技术，其特征在于，所述环形发射天线通过无线信号连接有多个接收器，红外发射器用于发射红外光，传输给接收器。
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