[实用新型]一种高精度定位的电子笔及电子白板系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及电子技术领域，尤其涉及一种高精度定位的电子笔及电子白板系统。 

背景技术

目前，用在电子白板上精确定位的方式有：传统定位方式，即通过红外阵列扫描被监控物上的红外光点进行定位、感压、激光、电磁波以及CMOS图像匹配等，但这些定位方式造价高、结构复杂；还有一种惯性电子笔就是利用惯性传感器组合的感测方式，即通过陀螺仪、加速度传感器、地磁传感器等构成的感测单元记录的电子笔的运动数据并计算出相对于一个参考点的坐标，并进一步得到笔迹，这种定位特点是定位精度高，极短时间的使用条件下定位精度可达到mm级，缺点是传感器噪声、温漂及零漂容易造成漂移误差，没有校正的话，长时间使用将会产生极大误差超出使用范围。 

另外粗精度定位的方式有：无线传感器网络定位，通过测算被监控物和标定器节点之间无线电接收信号强度（RSSI）进而计算出它们之间的距离，采用自适应的扩展卡尔曼滤波算法融合及过滤RSSI数据处理得到被监控物当前的位置。这种粗精度定位方式用于人的行程定位可以，用于电子笔的书写笔画捕捉那精度就达不到了。 

现有技术中，要么电子白板造价高，要么电子笔存在漂移误差影响实际的使用，要么精度太低无法利用。 

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种高精度定位的电子笔及电子白板系统。 

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是： 

提供一种高精度定位的电子笔，包括电子笔壳体、设置于电子笔壳体内的第一处理模块、与第一处理模块相连存储数据的第一存储单元、与第一处理模块相连用于操作的按键，以及为电子笔供电的第一电源；还包括与第一处理模块相连检测电子笔运动轨迹并生成感测坐标的运动感测传感器，与第一处理模块相连、发送带电子笔ID的信号到至少三个收发器、并接收至少三个收发器发送的带有接收器ID和电子笔ID的RSSI信号的第一收发单元； 

第一处理模块包括利用三角形质心定位算法计算至少三个RSSI信号值并生成电子笔的相对坐标、并利用相对坐标校验电子笔的感测坐标或将相对坐标与感测坐标融合计算得到电子笔的高精度坐标的运算单元。 

优选地，运动感测传感器包括一个或多个加速度传感器、陀螺仪和/或地磁仪。 

本实用新型高精度定位的电子笔还包括与第一处理模块相连用于显示的LED、与第一处理模块相连用于数据升级的接口。 

优选地，电子笔的外形为笔形、笔套或套在一般笔形物外的环状结构模块。 

本实用新型高精度定位的电子白板系统，包括收发器、主机、与主机相连的接收器、高精度定位的电子笔以及供电子笔书写的板面；电子笔将其高精度坐标通过第一收发单元发送至接收器，接收器将高精度坐标数据传送至主机，主机利用其内部软件将高精度坐标转化为电子笔的笔画。 

优选地，板面为黑板、白板或玻璃板面。 

电子笔包括电子笔壳体，设置于电子笔壳体内的第一处理模块，与第一处理模块相连存储数据的第一存储单元，与第一处理模块相连用于操作的按键，为电子笔供电的第一电源，以及与第一处理模块相连检测电子笔运动轨迹并生成感测坐标的运动感测传感器，与第一处理模块相连、发送带电子笔ID的信号到至少三个收发器、并接收至少三个收发器发送的带有接收器ID和电子笔ID的RSSI信号的第一收发单元； 

第一处理模块包括利用三角形质心定位算法计算至少三个RSSI信号值并生成电子笔的相对坐标、并利用相对坐标校验电子笔的感测坐标或将相对坐标与感测坐标融合计算得到电子笔的高精度坐标的运算单元。 

收发器包括收发器外壳，设于收发器外壳内的第二处理模块，与第二处理模块相连接收电子笔发送的带有电子笔ID的信号并发送带有电子笔ID和接收器ID的RSSI信号至电子笔的无线定位收发单元、与第二处理模块相连存储数据的第二存储单元、以及为收发器供电的第二电源。 

至少三个收发器安装于板面上并形成至少一个三角检测区域。 

第一电源和第二电源为电池或外部电源。 

实施本实用新型的技术方案，具有以下有益效果：不仅将运动感测传感器结合无线网络定位传感器两种技术，利用运动感测传感器进行笔画的检测， 再用无线网络定位技术来校正坐标的漂移误差，还利用数据融合技术，限制了惯性定位技术的误差发散和积累，实现高精度、低漂移的笔画捕捉，有效的增加精度与可靠度，更真实地反应写字动作。 

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：