JP4029012B2

JP4029012B2 - Coordinate sequence acquisition method

Info

Publication number: JP4029012B2
Application number: JP2002181369A
Authority: JP
Inventors: 耕一郎堀田
Original assignee: Hitachi Software Engineering Co Ltd
Current assignee: Hitachi Software Engineering Co Ltd
Priority date: 2002-06-21
Filing date: 2002-06-21
Publication date: 2008-01-09
Anticipated expiration: 2022-06-21
Also published as: JP2004029918A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、座標列取得方法に関し、特に電子ボード上で描画する入力ペンの座標列を表す情報を取得する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンピュータなどの情報処理装置の情報入力装置として用いられるものの一つに電子ボードがある。電子ボードは、情報処理装置の表示画面出力をプロジェクタによってボード（スクリーン）の前面又は背面から投影し、ボード上での入力ペンの指示位置あるいはボード上で入力ペンがなぞった軌跡を座標データとして取り込む機能を有するものである。電子ボードとしては、入力用ペンが電子ボードと結線されていないコードレス方式のものが多く用いられている。コードレスの方式としては、電磁誘導方式、レーザ走査方式、超音波方式、感圧方式などがある。電磁誘導方式は、入力ペンから発生される交流磁界を電子ボードに布線した座標検出用のセンサワイヤ網で受けて入力ペンの位置を検出する方式である。レーザ走査方式は、ボードの表面に沿って平行に走査するレーザビームによって入力ペンの座標を検出する方式である。超音波方式は、入力ペンから超音波パルスを発信し、発信された超音波パルスをボードの周縁部に配置した超音波センサが検知するまでの時間差に基づいて入力ペンの座標を演算する方式である。また、感圧方式は、ボード全面に配置した感圧素子によって入力ペンによる押圧位置を検出する方式である。
【０００３】
いずれの方式の電子ボードにおいても、検出信号にノイズが乗ることがある。例えば、赤外線や超音波により入力ペンの座標を検出する方式の電子ボードでは、太陽光や室内蛍光灯からの光線、環境音などの影響を受け、入力ペンの座標として不正な座標を情報処理装置に渡すことがある。入力ペンの位置として誤った座標が情報処理装置に渡されると、例えば直線を描いているのにジグザグの線になるなど、入力中の文字や図形が意図したものと異なって表示されることになる。無効な座標を判断する方法として、特開平10-11208号公報には、次に入力される座標を予測して、そこから実際に入力された座標が誤差の範囲外の場合は排除する方法が記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
入力座標が予測範囲外の場合、その座標を無効として排除する従来の方法では、一定時間ごとに入力があることを想定したハードウェアやソフトウェアを接続したときに問題が生じる可能性がある。また、入力座標列の一部が欠如することによって、入力ペンの軌跡が不自然な変形を受ける場合がある。
【０００５】
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑み、ノイズの影響を受けにくい電子ボードを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明においては、ノイズと判断される座標が検出された場合には、そのタイミングの出力を排除するのではなく、予測した座標を出力することによって前記目的を達成する。例えば、コンピュータ上のソフトウェアが電子ボードの座標検出装置から座標を受け取るときに、その座標とは別に直前までのペン座標の軌跡から現在の座標を推測する。そして、その推測座標と実際に座標検出装置から受け取った座標との距離が閾値以上の場合には受け取った座標を無効な座標と判断し、代わりに推測した値を出力する。閾値をペンの移動距離に合わせて動的に変更することで、より精度の高い補正を行うことができる。本発明によると、見かけ上は座標が欠けたようには見えず、座標点が滑らかに繋がった自然な形で座標入力を行うことが出来る。
【０００７】
本発明のボード上における入力ペンの移動軌跡を表す座標列を取得する方法は、入力ペンの座標を検出する座標検出装置から所定のタイミングで入力ペンの座標を受信するステップと、現在の座標列を用いて次のタイミングにおける座標を推測するステップと、前記次のタイミングで座標検出装置から受信した座標と前記推測した座標との間の距離を計算するステップと、前記距離が閾値より小さいときは受信した座標を現在の座標列に追加し、前記距離が閾値以上のときは前記推測した座標を現在の座標列に追加するステップとを含むことを特徴とする。
【０００８】
推測座標は、現在の座標列中の直近の過去３点の座標を通る円上に設定することができる。その場合、閾値は、現在の座標列中の直近の過去２点の座標間の移動速度及び前記円の中心と直近の過去２点の座標とをそれぞれ結ぶ２つの線分がなす角度に応じて動的に変化させるのが好ましい。
【０００９】
本発明のボード上における入力ペンの移動軌跡を表す座標列を取得する方法は、また、入力ペンの座標を検出する座標検出装置から所定のタイミングで入力ペンの座標を受信するステップと、現在の座標列中の直近の過去３点の座標を通る円を求めるステップと、前記円の中心と直近の過去２点の座標とをそれぞれ結ぶ２つの線分がなす角度を求めるステップと、前記角度が予め定めた設定値以上の場合、現在の座標列中の直近の過去２点の座標間の移動速度と直近の過去の座標と受信した座標間の移動速度の変化率が設定値以下であれば受信した座標を現在の座標列に追加し、前記変化率が設定値より大きければ受信した座標を廃棄することを特徴とする。
【００１０】
本発明のボード上における入力ペンの移動軌跡を表す座標列を取得する方法は、また、入力ペンの座標を検出する座標検出装置から所定のタイミングで入力ペンの座標を受信するステップと、現在の座標列中の直近の過去３点の座標を通る円を求めるステップと、前記円の中心と直近の過去２点の座標とをそれぞれ結ぶ２つの線分がなす角度を求めるステップと、前記角度が予め定めた設定値以上の場合、現在の座標列中の直近の過去２点の座標間の移動速度と直近の過去の座標と受信した座標間の移動速度の変化率が設定値以下であれば受信した座標を現在の座標列に追加し、前記変化率が設定値より大きければ受信した座標を廃棄するステップと、前記角度が予め定めた設定値より小さい場合、前記円上に次のタイミングにおける座標を推測するステップと、前記次のタイミングで座標検出装置から受信した座標と前記推測した座標との間の距離を計算するステップと、前記距離が、現在の座標列中の直近の過去２点の座標間の移動速度及び前記円の中心と前記直近の過去２点の座標とをそれぞれ結ぶ２つの線分がなす角度に依存して求められる閾値より小さいときは受信した座標を現在の座標列に追加し、前記距離が閾値以上のときは前記推測した座標を現在の座標列に追加するステップとを含むことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実施する場合の一形態を図面を参照して具体的に説明する。
【００１２】
図１は、電子ボードの一般的な構成例を示す概念図である。ボード１１には、コンピュータ１４の表示画面がプロジェクタによる投影等によって表示されている。ユーザは、ボード１１上に表示された画面上で入力ペン１２を操作して文字や図形を描く。ボード１１に固定された座標検出装置１３は、入力ペン１２の位置すなわちボード１１上における入力ペン１２の座標を定められたタイミングで断続的に検出し、それをコンピュータ１４に伝達する。コンピュータ１４は、座標検出装置１３から送られてきた入力ペン１２の座標列データに基づいて、ボード１１上での入力ペン１２の軌跡を作成し、それをプロジェクタ等によって電子ボード１１上に投影する。従って、入力ペン１２を用いてボード１１に表示されている画像上に書き込みを行うと、あたかもボード１１に実際に書き込みが行われているかのように、入力ペン１２のなぞった通りの軌跡が表示される。
【００１３】
図２は、入力ペンの座標検出方法の一例として、赤外線と超音波を利用した座標検出方法を説明する図である。本例の場合、図２（ａ）に示すように、入力ペン１２は赤外線２４と超音波２５を発生することができ、座標検出装置１３は赤外線受信部２１と超音波受信部２２，２３を備える。入力ペン１２のペン先がボード１１に接すると、ペン先から赤外線２４と超音波２５が断続的かつ同時に出力される。図２（ｂ）に示すように、赤外線受信部２１はペン先から出力があるとほぼ同時に赤外線２４を受信する。その後遅れて、図２（ｃ）に示すように、２つの超音波受信部２２，２３がそれぞれ超音波２５を受信する。従って、図２（ｄ）に示すように、赤外線を受信してから超音波を受信するまでの時間差から、各超音波受信部２２，２３から入力ペン１２までの距離ａ，ｂを算出することができ、各超音波受信部２２，２３を中心とした半径ａおよびｂの円の交点を求めることにより、入力ペン１２の座標を検出することができる。
【００１４】
図３は、本発明によって座標の補正を行うためのアルゴリズムを示すフローチャートである。
電子ペンがボードに押し付けられると処理が開始される（ステップ１１）。まず、ペン座標を座標検出装置から取得する（ステップ１２）。ペン座標の軌跡が次の座標を推測する数だけない場合は、ステップ１３からステップ１９に進み、座標の推測と不正な座標かどうかの判断はしないで、入力された座標をそのまま出力する。次のペン座標を推測するのに十分な軌跡がある場合には、ステップ１３からステップ１４に進み、直前までのペンの軌跡から、次に入力されるであろう座標を推測する。
【００１５】
ここで、次に入力される座標の推測方法の詳細について、図４の説明図及び図５のフローチャートを参照して説明する。
【００１６】
図４において、座標Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３は直近の過去３点の入力座標である。ｔ₁，ｔ₂，ｔ₃はそれぞれの入力座標をサンプリングした時刻、ｔ₄は現在の時刻である。この直前の３点の座標Ｐ₁，Ｐ₂，Ｐ₃から、現在のペン座標Ｐ₄を推測する。推測は、座標Ｐ₄が、座標Ｐ₁，Ｐ₂，Ｐ₃を通る円上にあるとの仮定に基づいて行われる。
【００１７】
まず、３点の座標Ｐ₁，Ｐ₂，Ｐ₃から、その３点を通る円の方程式を求める（ステップ３１）。次に、求めた方程式から円の中心Ｏの座標と半径ｒを計算する（ステップ３２）。中心Ｏの座標がわかったら、中心Ｏと直前の２点の座標Ｐ₂，Ｐ₃を結ぶ線分のなす角αを求める（ステップ３３）。次に、直前の点Ｐ₃と中心Ｏを結ぶ線分と中心Ｏと現在の推測座標Ｐ₄を結んだ線分との推測角度βをβ＝α・（ｔ₄−ｔ₃）／（ｔ₃−ｔ₂）として求める（ステップ３４）。角度βが求まったら、直前の座標Ｐ₃を中心０の周りに角度βだけ回転させた点を推測点とする（ステップ３５）。
【００１８】
図３に戻り、次に、入力ペンの軌跡から推測した座標と実際に座標検出装置から入力された座標との距離を求める（ステップ１５）。次に、判定のための閾値を入力ペンの速さと直前の座標との角度を用いて設定する（ステップ１６）。閾値は直前の入力ペンの移動速度に応じて動的に変化させる。すなわち、入力ペンの動きが速い場合には閾値を大きく設定し、入力ペンの動きがゆっくりしている場合には閾値を小さく設定する。また、閾値は図４に示した直前の移動角度αによっても動的に変化させる。角度αが大きい場合には閾値を大きく設定し、角度αが小さい場合は閾値を小さく設定する。閾値ｗは、例えば次式（１）に基づいて設定することができる。ここで、ｖはペンの移動速度であり、ｖ＝（Ｐ₃−Ｐ₂）／（ｔ₃−ｔ₂）から計算される。また、ｋ₁，ｋ₂は定数である。
ｗ＝ｋ₁・ｖ＋ｋ₂・α …（１）
【００１９】
ステップ１７の判定において、角度αが予め定めた一定値より小さい場合は、ステップ１８に進み、推測座標と入力座標の距離に基づいて不正な座標の判別を行う。ステップ１８の判定において、ペンの軌跡から推測した座標と実際に座標検出装置１３から入力された座標との距離が閾値ｗ以下の場合は、座標検出装置から入力された座標を出力して（ステップ１９）、その座標をペンの軌跡に追加する（ステップ２０）。座標間の距離が閾値ｗよりも大きい場合には、実際に座標検出装置から入力された座標を不正な座標と判断し、その座標は無視して推測した座標を出力し（ステップ２１）、その座標をペンの軌跡に追加する（ステップ２２）。
【００２０】
図６は、推測座標と入力座標との距離に基づいて不正な座標を判別する方法の説明図である。図６（ａ）は入力座標を正常な座標と判別する場合の模式図、図６（ｂ）は入力座標を不正な座標と判別する場合の模式図である。
【００２１】
図６中の符号の意味は、図４と同じである。新しく入力された座標はＰである。図６（ａ）の場合、直前に入力された３点の座標Ｐ₁，Ｐ₂，Ｐ₃から推測される時刻ｔ₄における座標Ｐ₄と実際に入力された座標Ｐとの距離が上式（１）で計算される閾値ｗより小さいため、入力された座標Ｐを正常な座標と判別する。一方、図６（ｂ）の場合には、入力された座標Ｐと推測座標Ｐ₄との間の距離が上式（１）で計算される閾値ｗ以上であるため、入力座標Ｐをノイズによる不正な座標と判別し、時刻ｔ₄の座標として座標Ｐではなく推測座標Ｐ₄を採用する。
【００２２】
図３に戻り、ステップ１７の判定において、角度αが予め定めた一定値以上の場合には、ステップ１７からステップ２５に進み、軌跡が円上にあるという推測から不正な座標を判定するのではなく、不正な座標の判別方法をペンの速度の変化率を利用したものにする。ステップ２５の判定では、２つ前のサンプリングタイミングの座標Ｐ₂から直前のサンプリングタイミングの座標Ｐ₃に至るペン速度をｖ₁、座標Ｐ₃から新しく入力された座標Ｐに至るペン速度をｖ₂とするとき、ｋを定数として、｜ｖ₂｜≦ｋ・｜ｖ₁｜であれば、入力座標Ｐを正常な座標と判断する。一方、｜ｖ₂｜＞ｋ・｜ｖ₁｜の時はペン速度の変化が急激すぎるので、入力座標Ｐはノイズに基づく不正な座標と判断する。ステップ２５の判定で、入力座標が正常と判定されればステップ２６に進んで、その座標を出力し、不正な座標と判定されれば入力座標を排除する。入力座標を単に排除するのは望ましくなく、通常は排除する入力座標の代わりに推測座標を用いることで問題を解決するが、どうしても推測が困難な場合にのみ速度変化率による判定をした上で座標を排除し、問題を最小限に抑える。また、排除された入力座標の次のタイミングにおける入力座標の不正判断は、入力済みの正常な座標の中から新しい座標を用いて行う。
【００２３】
図７は、ペン速度の変化率に基づいて不正な座標を判別する方法の説明図である。図７（ａ）は入力座標を正常な座標と判別する場合の模式図、図７（ｂ）は入力座標を不正な座標と判別する場合の模式図である。図７中の符号の意味は、図４及び図６と同じである。新しく入力された座標はＰである。図７（ａ）の場合、ペン速度ｖ₁，ｖ₂の関係が｜ｖ₂｜≦ｋ・｜ｖ₁｜を満たし、座標Ｐは正常な座標と判断される。一方、図７（ｂ）の場合には、ペン速度ｖ₁，ｖ₂の関係が｜ｖ₂｜＞ｋ・｜ｖ₁｜であるため、座標Ｐは不正な座標と判断される。
【００２４】
再び図３に戻り、ペンアップが行われるまでは、ステップ２３からステップ１２に戻り、再度ペンの座標を座標検出装置から入力する。ペンアップが行われた場合には、ステップ２３からステップ２４に進み、保持していたペン座標の軌跡をクリアする。
【００２５】
図８は、ペン座標の補正を行うモジュール構成図である。座標検出装置からの座標は入力モジュール３１に入力され、入力モジュール３１からの入力座標はペン飛び判別モジュール３２に入力される。ペン飛び判別モジュール３２は座標推測モジュール３３からの推測座標とシステムクロック３４からの現在の時刻をもとに出力する座標を決定し、出力モジュール３６に座標を出力する。出力モジュール３６は、アプリケーションに座標を渡したり、マウスイベントを発行する。座標推測モジュール３３は、ペン飛び判定モジュール３２からの入力座標と時刻と軌跡データ３５から次座標を推測し、推測した座標をペン飛び判定モジュール３２に渡す。
【００２６】
これまで、ペン座標補正のための装置はコンピュータ１４の側にあるとして説明してきた。しかし、ペン座標補正装置は、座標検出装置１３の次段の処理部として電子ボード側に設置することもできる。
【００２７】
また、図３に示したフローチャートにおいて、ステップ１７の判定はステップ１４の次に行ってもよい。その場合、ステップ１４では角度αのみを求める処理を行い、ステップ１７の判定で角度が予め定めた一定値より小さいときに、ステップ１５に進む前に次の座標を推測する処理を行うようにしてもよい。ステップ１６の閾値を設定する処理は、ステップ１４とステップ１８の間であればどこで行ってもよい。ここでは、閾値ｗは数式の演算によって求める例を示したが、ペンの速さと角度を縦軸と横軸としたテーブルの形で保持していてもよい。このように、本明細書及び図面における開示から種々の変形が可能であるが、それらはいずれも本発明の範囲に属する。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、座標検出装置から不正な座標が入力された場合に、その座標を補正することで、不正な座標を含まない、座標列を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】電子ボードの一般的な構成例を示す概念図。
【図２】赤外線と超音波を利用した座標検出方法の説明図。
【図３】本発明によって座標の補正を行うためのアルゴリズムを示すフローチャート。
【図４】入力座標の推測方法の説明図。
【図５】座標の推測手順を示すフローチャート。
【図６】推測座標と入力座標との距離に基づいて不正な座標を判別する方法の説明図。
【図７】ペン速度の変化率に基づいて不正な座標を判別する方法の説明図。
【図８】ペン座標の補正を行うモジュール構成図。
【符号の説明】
１１…ボード、１２…入力ペン、１３…座標検出装置、１４…コンピュータ、２１…赤外線受信部、２２，２３…超音波受信部、２４…赤外線、２５…超音波[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a coordinate sequence acquisition method, and more particularly to a method for acquiring information representing a coordinate sequence of an input pen to be drawn on an electronic board.
[0002]
[Prior art]
An electronic board is used as one of information input devices for information processing devices such as computers. The electronic board projects the display screen output of the information processing apparatus from the front or the back of the board (screen) by a projector, and takes in the designated position of the input pen on the board or the trace traced by the input pen on the board as coordinate data. It has a function. As the electronic board, a cordless type in which the input pen is not connected to the electronic board is often used. Examples of the cordless method include an electromagnetic induction method, a laser scanning method, an ultrasonic method, and a pressure sensitive method. The electromagnetic induction method is a method of detecting the position of the input pen by receiving an AC magnetic field generated from the input pen with a sensor wire network for coordinate detection arranged on an electronic board. The laser scanning method is a method in which the coordinates of the input pen are detected by a laser beam that is scanned in parallel along the surface of the board. The ultrasonic method is a method of calculating the coordinates of the input pen based on the time difference until the ultrasonic pulse transmitted from the input pen is detected by the ultrasonic sensor arranged on the peripheral edge of the board. is there. In addition, the pressure-sensitive method is a method of detecting the pressing position by the input pen by using a pressure-sensitive element arranged on the entire surface of the board.
[0003]
In any type of electronic board, noise may be added to the detection signal. For example, an electronic board that detects the coordinates of an input pen using infrared rays or ultrasonic waves is affected by sunlight, light from indoor fluorescent lights, environmental sound, etc. May be passed to. If an incorrect coordinate is passed to the information processing device as the position of the input pen, the character or figure being input may be displayed differently from the intended one, such as a zigzag line even though a straight line is drawn. Become. As a method for determining an invalid coordinate, Japanese Patent Laid-Open No. 10-11208 discloses a method for predicting a next input coordinate and eliminating it when the actually input coordinate is out of the error range. Are listed.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
When the input coordinates are out of the prediction range, the conventional method of eliminating the coordinates as invalid may cause a problem when connecting hardware or software assuming that there is an input at regular intervals. Further, the absence of a part of the input coordinate sequence may cause the input pen trajectory to undergo unnatural deformation.
[0005]
An object of the present invention is to provide an electronic board that is less susceptible to noise in view of the problems of the prior art.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, when a coordinate determined to be noise is detected, the above object is achieved by outputting the predicted coordinate, rather than eliminating the output of the timing. For example, when the software on the computer receives the coordinates from the coordinate detection device of the electronic board, the current coordinates are inferred from the trajectory of the previous pen coordinates separately from the coordinates. If the distance between the estimated coordinate and the coordinate actually received from the coordinate detection apparatus is equal to or greater than the threshold value, the received coordinate is determined as an invalid coordinate, and the estimated value is output instead. By changing the threshold value dynamically according to the movement distance of the pen, more accurate correction can be performed. According to the present invention, it is possible to input coordinates in a natural form in which the coordinates do not appear to be missing and the coordinate points are smoothly connected.
[0007]
According to the present invention, a method for obtaining a coordinate sequence representing a movement locus of an input pen on a board includes a step of receiving the coordinates of the input pen at a predetermined timing from a coordinate detection device that detects the coordinates of the input pen, and a current coordinate sequence. The step of estimating the coordinates at the next timing using the step, the step of calculating the distance between the coordinates received from the coordinate detection device at the next timing and the estimated coordinates, and when the distance is smaller than a threshold Adding the received coordinates to the current coordinate sequence, and adding the estimated coordinates to the current coordinate sequence when the distance is greater than or equal to a threshold value.
[0008]
The estimated coordinates can be set on a circle passing through the coordinates of the three most recent points in the current coordinate sequence. In this case, the threshold value depends on the moving speed between the coordinates of the two most recent past points in the current coordinate sequence and the angle formed by the two line segments connecting the center of the circle and the coordinates of the two most recent past points. It is preferable to change it dynamically.
[0009]
The method for obtaining a coordinate string representing the movement trajectory of the input pen on the board of the present invention also includes a step of receiving the input pen coordinate at a predetermined timing from a coordinate detection device for detecting the input pen coordinate, A step of obtaining a circle passing through the coordinates of the last three points in the coordinate sequence, a step of obtaining an angle formed by two line segments respectively connecting the center of the circle and the coordinates of the two past points, and the angle If it is greater than or equal to a preset value, if the rate of movement between the two most recent coordinates in the current coordinate sequence and the rate of change in the rate of movement between the most recent past and received coordinates are less than or equal to the set value The received coordinates are added to the current coordinate sequence, and if the rate of change is greater than a set value, the received coordinates are discarded.
[0010]
The method for obtaining a coordinate string representing the movement trajectory of the input pen on the board of the present invention also includes a step of receiving the input pen coordinate at a predetermined timing from a coordinate detection device for detecting the input pen coordinate, A step of obtaining a circle passing through the coordinates of the last three points in the coordinate sequence, a step of obtaining an angle formed by two line segments respectively connecting the center of the circle and the coordinates of the two past points, and the angle If it is greater than or equal to a preset value, if the rate of movement between the two most recent coordinates in the current coordinate sequence and the rate of change in the rate of movement between the most recent past and received coordinates are less than or equal to the set value Adding the received coordinates to the current coordinate sequence and discarding the received coordinates if the rate of change is greater than a set value; and if the angle is less than a predetermined set value, on the circle at the next timing Coordinates A step of measuring, a step of calculating a distance between the coordinate received from the coordinate detection device at the next timing and the estimated coordinate, and the distance is the coordinates of the last two points in the current coordinate sequence The received coordinates are added to the current coordinate sequence when the speed is less than the threshold determined depending on the moving speed and the angle formed by the two line segments connecting the center of the circle and the coordinates of the last two points. And adding the estimated coordinates to the current coordinate sequence when the distance is greater than or equal to a threshold value.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment for carrying out the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
[0012]
FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating a general configuration example of an electronic board. On the board 11, the display screen of the computer 14 is displayed by projection by a projector or the like. The user operates the input pen 12 on the screen displayed on the board 11 and draws characters and figures. The coordinate detection device 13 fixed to the board 11 intermittently detects the position of the input pen 12, that is, the coordinates of the input pen 12 on the board 11, and transmits it to the computer 14. The computer 14 creates a locus of the input pen 12 on the board 11 based on the coordinate string data of the input pen 12 sent from the coordinate detection device 13 and projects it on the electronic board 11 by a projector or the like. . Therefore, when writing is performed on the image displayed on the board 11 using the input pen 12, the trace as the input pen 12 traces is displayed as if the writing was actually performed on the board 11. Is done.
[0013]
FIG. 2 is a diagram illustrating a coordinate detection method using infrared rays and ultrasonic waves as an example of a coordinate detection method for an input pen. In the case of this example, as shown in FIG. 2A, the input pen 12 can generate infrared rays 24 and ultrasonic waves 25, and the coordinate detection device 13 includes an infrared receiving unit 21 and ultrasonic receiving units 22 and 23. Prepare. When the pen tip of the input pen 12 contacts the board 11, infrared rays 24 and ultrasonic waves 25 are intermittently and simultaneously output from the pen tip. As shown in FIG. 2B, the infrared receiver 21 receives the infrared rays 24 almost simultaneously with the output from the pen tip. After that, as shown in FIG. 2 (c), the two ultrasonic receivers 22 and 23 receive the ultrasonic wave 25, respectively. Accordingly, as shown in FIG. 2 (d), the distances a and b from the ultrasonic wave receiving units 22 and 23 to the input pen 12 are calculated from the time difference from the reception of the infrared rays to the reception of the ultrasonic waves. The coordinates of the input pen 12 can be detected by obtaining the intersection of circles with radii a and b with the ultrasonic receiving units 22 and 23 as the centers.
[0014]
FIG. 3 is a flowchart illustrating an algorithm for correcting coordinates according to the present invention.
When the electronic pen is pressed against the board, the process is started (step 11). First, pen coordinates are acquired from the coordinate detection device (step 12). If there are not as many pen coordinate trajectories as the number of next coordinates to be estimated, the process proceeds from step 13 to step 19 where the input coordinates are output as they are without estimating the coordinates and determining whether the coordinates are invalid. If there is a trajectory sufficient to estimate the next pen coordinate, the process proceeds from step 13 to step 14, and the next input coordinate is inferred from the previous pen trajectory.
[0015]
Here, the details of the method of estimating the coordinates to be input next will be described with reference to the explanatory diagram of FIG. 4 and the flowchart of FIG.
[0016]
In FIG. 4, coordinates P1, P2, and P3 are the input coordinates of the three most recent past points. t ₁ , t ₂ , and t ₃ are times when the input coordinates are sampled, and t ₄ is the current time. The current pen coordinate P ₄ is estimated from the coordinates P ₁ , P ₂ , and P ₃ of the three immediately preceding points. The guess is made based on the assumption that the coordinate P ₄ is on a circle passing through the coordinates P ₁ , P ₂ , P ₃ .
[0017]
First, an equation of a circle passing through the three points P ₁ , P ₂ , P ₃ is obtained (step 31). Next, the coordinates of the center O of the circle and the radius r are calculated from the obtained equation (step 32). If the coordinates of the center O are known, an angle α formed by a line segment connecting the center O and the two previous coordinates P ₂ and P ₃ is obtained (step 33). Next, the estimated angle β between the line segment connecting the previous point P ₃ and the center O and the line segment connecting the center O and the current estimated coordinate P ₄ is β = α · (t ₄ −t ₃ ) / (t ₃₋ t ₂ ) (step 34). When the angle β is obtained, a point obtained by rotating the immediately preceding coordinate P ₃ around the center 0 by the angle β is set as an estimated point (step 35).
[0018]
Returning to FIG. 3, the distance between the coordinates estimated from the locus of the input pen and the coordinates actually input from the coordinate detection device is obtained (step 15). Next, a threshold value for determination is set using the angle between the speed of the input pen and the previous coordinate (step 16). The threshold value is dynamically changed according to the movement speed of the input pen immediately before. That is, when the input pen moves fast, the threshold is set large, and when the input pen moves slowly, the threshold is set small. The threshold value is also dynamically changed by the immediately preceding movement angle α shown in FIG. When the angle α is large, the threshold value is set large, and when the angle α is small, the threshold value is set small. The threshold value w can be set based on the following equation (1), for example. Here, v is the moving speed of the pen, and is calculated from v = (P ₃ −P ₂ ) / (t ₃ −t ₂ ). K ₁ and k ₂ are constants.
w = k ₁ · v + k ₂ · α (1)
[0019]
If it is determined in step 17 that the angle α is smaller than a predetermined value, the process proceeds to step 18 where an illegal coordinate is determined based on the distance between the estimated coordinate and the input coordinate. If the distance between the coordinates estimated from the pen trajectory and the coordinates actually input from the coordinate detection device 13 is equal to or smaller than the threshold value w in the determination in step 18, the coordinates input from the coordinate detection device are output (step 19) Add the coordinates to the pen trajectory (step 20). If the distance between the coordinates is larger than the threshold value w, it is determined that the coordinates actually input from the coordinate detection device are illegal coordinates, the coordinates are ignored and the estimated coordinates are output (step 21). Coordinates are added to the pen trajectory (step 22).
[0020]
FIG. 6 is an explanatory diagram of a method for discriminating illegal coordinates based on the distance between the estimated coordinates and the input coordinates. FIG. 6A is a schematic diagram when the input coordinates are determined as normal coordinates, and FIG. 6B is a schematic diagram when the input coordinates are determined as incorrect coordinates.
[0021]
The meanings of the symbols in FIG. 6 are the same as those in FIG. The newly input coordinate is P. In the case of FIG. 6A, the distance between the coordinate P ₄ estimated at the time t ₄ estimated from the _three coordinates P ₁ , P ₂ and P ₃ inputted immediately before and the actually inputted coordinate P is given by the above equation. Since it is smaller than the threshold value w calculated in (1), the input coordinate P is determined as a normal coordinate. On the other hand, in the case of FIG. 6B, the distance between the input coordinate P and the estimated coordinate P ₄ is equal to or greater than the threshold value w calculated by the above equation (1). It is determined that the coordinates are illegal, and the estimated coordinate P ₄ is adopted instead of the coordinate P as the coordinate at time t ₄ .
[0022]
Returning to FIG. 3, if the angle α is greater than or equal to a predetermined value in the determination in step 17, the process proceeds from step 17 to step 25, and it is not possible to determine an incorrect coordinate from the assumption that the locus is on a circle. Instead, a method for discriminating illegal coordinates is based on the rate of change in pen speed. The determination in step 25, the pen speed, from the coordinates P ₂ of the second preceding sampling timing to coordinate P ₃ sampling timing immediately before v _1, the pen speed reaching the coordinate P newly inputted from the coordinate P ₃ v ₂ When k is a constant, and | v ₂ | ≦ k · | v ₁ |, the input coordinate P is determined as a normal coordinate. On the other hand, when | v ₂ |> k · | v ₁ |, the change in pen speed is too rapid, and therefore the input coordinate P is determined to be an invalid coordinate based on noise. If it is determined in step 25 that the input coordinates are normal, the process proceeds to step 26 to output the coordinates, and if the input coordinates are determined to be invalid, the input coordinates are excluded. It is not desirable to simply exclude the input coordinates. Normally, the estimated coordinates are used instead of the excluded input coordinates to solve the problem. However, only when the estimation is difficult, the coordinates based on the speed change rate are used. Eliminate problems and minimize problems. Further, the illegal determination of the input coordinate at the timing next to the excluded input coordinate is performed using a new coordinate from the input normal coordinates.
[0023]
FIG. 7 is an explanatory diagram of a method for discriminating illegal coordinates based on the change rate of the pen speed. FIG. 7A is a schematic diagram when the input coordinates are determined as normal coordinates, and FIG. 7B is a schematic diagram when the input coordinates are determined as incorrect coordinates. The meanings of the symbols in FIG. 7 are the same as those in FIGS. The newly input coordinate is P. In the case of FIG. 7A, the relationship between the pen velocities v ₁ and v ₂ satisfies | v ₂ | ≦ k · | v ₁ |, and the coordinate P is determined as a normal coordinate. On the other hand, in the case of FIG. 7B, since the relationship between the pen speeds v ₁ and v ₂ is | v ₂ |> k · | v ₁ |, the coordinate P is determined to be an illegal coordinate.
[0024]
Returning to FIG. 3 again, the process returns from step 23 to step 12 until pen-up is performed, and the coordinates of the pen are input again from the coordinate detection device. If pen-up has been performed, the process proceeds from step 23 to step 24 to clear the pen coordinate trajectory held.
[0025]
FIG. 8 is a module configuration diagram for correcting the pen coordinates. Coordinates from the coordinate detection device are input to the input module 31, and input coordinates from the input module 31 are input to the pen skipping determination module 32. The pen skipping determination module 32 determines coordinates to be output based on the estimated coordinates from the coordinate estimation module 33 and the current time from the system clock 34, and outputs the coordinates to the output module 36. The output module 36 passes coordinates to the application or issues a mouse event. The coordinate estimation module 33 estimates the next coordinates from the input coordinates and time from the pen jump determination module 32 and the trajectory data 35, and passes the estimated coordinates to the pen jump determination module 32.
[0026]
So far, the device for correcting pen coordinates has been described as being on the computer 14 side. However, the pen coordinate correction device can be installed on the electronic board side as a processing unit at the next stage of the coordinate detection device 13.
[0027]
In the flowchart shown in FIG. 3, the determination in step 17 may be performed after step 14. In that case, only the angle α is processed in step 14, and when the angle is smaller than a predetermined value determined in step 17, the next coordinate is estimated before proceeding to step 15. Also good. The process for setting the threshold value in step 16 may be performed anywhere between step 14 and step 18. Here, the example in which the threshold value w is obtained by calculating a mathematical formula is shown, but the threshold value w may be held in the form of a table with the vertical axis and horizontal axis of the pen speed and angle. As described above, various modifications can be made from the disclosure in the present specification and drawings, and they all fall within the scope of the present invention.
[0028]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when an incorrect coordinate is input from the coordinate detection device, a coordinate string that does not include the incorrect coordinate can be obtained by correcting the coordinate.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating a general configuration example of an electronic board.
FIG. 2 is an explanatory diagram of a coordinate detection method using infrared rays and ultrasonic waves.
FIG. 3 is a flowchart showing an algorithm for correcting coordinates according to the present invention.
FIG. 4 is an explanatory diagram of a method for estimating input coordinates.
FIG. 5 is a flowchart showing a coordinate estimation procedure;
FIG. 6 is an explanatory diagram of a method for discriminating illegal coordinates based on the distance between estimated coordinates and input coordinates.
FIG. 7 is an explanatory diagram of a method for discriminating illegal coordinates based on a change rate of a pen speed.
FIG. 8 is a module configuration diagram for correcting pen coordinates.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Board, 12 ... Input pen, 13 ... Coordinate detection apparatus, 14 ... Computer, 21 ... Infrared receiver, 22, 23 ... Ultrasonic receiver, 24 ... Infrared, 25 ... Ultrasonic

Claims

コンピュータによる、ボード上における入力ペンの移動軌跡を表す座標列の取得方法において、
前記コンピュータは、
前記入力ペンの座標を検出する座標検出装置から所定のタイミングで前記入力ペンの座標を受信するステップ、
現在の座標列を用いて次のタイミングにおける座標を推測するステップ、
前記次のタイミングで前記座標検出装置から受信した座標と前記推測した座標との間の距離を計算するステップ、
前記距離が閾値より小さいときは前記受信した座標を前記現在の座標列に追加し、前記距離が閾値以上のときは前記推測した座標を前記現在の座標列に追加するステップ、を実行するに際し、
前記コンピュータは、前記推測した座標を、前記現在の座標列中の直近の過去３点の座標を通る円上に設定し、前記閾値を、前記現在の座標列中の直近の過去２点の座標間の移動速度及び前記円の中心と前記直近の過去２点の座標とをそれぞれ結ぶ２つの線分がなす角度に応じて動的に変化させることを特徴とする座標列取得方法。In a method for obtaining a coordinate sequence representing a movement locus of an input pen on a board by a computer,
The computer
Receiving the coordinates of the input pen at a predetermined timing from a coordinate detection device for detecting the coordinates of the input pen;
Inferring coordinates at the next timing using the current coordinate sequence;
Calculating a distance between the coordinates received from the coordinate detection device at the next timing and the estimated coordinates;
When the distance is smaller than a threshold, the received coordinates are added to the current coordinate sequence, and when the distance is greater than or equal to the threshold, the estimated coordinates are added to the current coordinate sequence .
The computer sets the estimated coordinates on a circle passing through the coordinates of the three most recent past points in the current coordinate sequence, and sets the threshold as the coordinates of the two most recent past points in the current coordinate sequence. A coordinate sequence acquisition method characterized by dynamically changing in accordance with a moving speed between them and an angle formed by two line segments respectively connecting the center of the circle and the coordinates of the two most recent past points .