[发明专利]一种三维图形的生成方法和电子白板系统

权利要求书

1.一种三维图形的生成方法，其特征在于：包括以下步骤：

A、利用放置于检测区域边沿的两个CMOS定位传感器构成的感测器组检测红外光电子笔光点，进而根据检测到的数据计算红外光电子笔的三维空间坐标；

B、利用红外光电子笔内部所带有的加速度传感器、陀螺仪、地磁仪中的一种或多种构成的MEMS传感器单元，检测红外光电子笔的运动，进而根据检测到的数据计算红外光电子笔的三维空间偏移量和姿态；

C、将红外光电子笔所计算得到的三维空间偏移量和CMOS定位传感器计算得到的三维空间坐标两种数据融合，得到高精度三维坐标；

D、将有效时间内的高精度三维坐标转化为空间运动轨迹，再由空间运动轨迹转换为三维图形数据，并显示三维图形；由红外电子笔的姿态及位移控制三维图形的旋转、移动和缩放。

2.根据权利要求1所述的一种三维图形的生成方法，其特征在于：所述步骤A中，两个CMOS定位传感器得到两组数据（X1，Y1）,(X2，Y2)，将两组数据中的Y1，Y2及X1，X2分别组合成为两组新数据，得到（Y1，Y2）,(X1，X2),再根据Y1、Y2运算得到平行于平面的坐标数据（X,Y），以及由X1、X2运算得到垂直于平面的距离数据Z，再由（X,Y,Z）构成红外光点的三维空间坐标。

3.根据权利要求1所述的一种三维图形的生成方法，其特征在于：所述步骤A中使用多组感测器组，用于将多组感测到的数据在运算、融合后得到任意面积内的三维空间坐标。

4.根据权利要求1所述的一种三维图形的生成方法，其特征在于：所述步骤B中的MEMS传感器单元感测所述电子笔的运动，得到加速度值、旋转角度以及地磁强度值，在通过滤波、旋转、二次积分得及数据融合，得到电子笔的三维空间偏移量和姿态。

5.根据权利要求1所述的一种三维图形的生成方法，其特征在于：所述步骤D中由空间运动轨迹转换为三维图形数据包括，以草图形式出现的徒手画图形数据和/或经过系统智能分析后产生的标准图形数据。

6.一种应用权利要求1所述三维图形的生成方法的电子白板系统，其特征在于：包括有红外摄像定位装置、红外光电子笔、系统控制主机、显示单元；

所述红外摄像定位装置包括有第一运算单元、第一存储器、第一无线收发模块和两个CMOS定位传感器，所述第一运算单元分别与第一存储器、第一无线收发模块以及所述两个CMOS定位传感器连接；

所述红外光电子笔包括有红外LED、按键开关、第二运算单元、第二存储器、第二无线收发模块和由加速度传感器、陀螺仪和地磁传感器中的一种或多种构成的传感器单元，所述传感器单元、第二存储器、第二无线收发模块、红外LED以及按键开关均与第二运算单元相连接；

所述系统控制主机包括第三无线收发模块、中央处理单元、轨迹重现模块、第三存储器和视频输出单元，所述第三无线收发模块分别与第一无线收发模块和第二无线收发模块连接，所述第三存储器与中央处理单元连接，所述第三无线收发模块与中央处理单元连接，所述中央处理单元的输出端依次通过轨迹重现模块和视频输出单元连接至显示单元的输入端。

7.根据权利要求6所述的电子白板系统，其特征在于：所述第一无线收发模块、第二无线收发模块和第三无线收发模块之间使用的通信方式为USB、HDMI、wifi、蓝牙、Zigbee或短距非标2.4G无线通讯方式。

8.根据权利要求6所述的电子白板系统，其特征在于：所述红外摄像定位装置中的两个CMOS定位传感器可以进行多组扩展。

9.根据权利要求6所述的电子白板系统，其特征在于：所述红外LED为圈状红外LED。

10.根据权利要求6所述的电子白板系统，其特征在于：所述显示单元为独立或与系统控制主机一体化的显示器、智能电视、投影仪等。