[发明专利]一种沙画控制系统

权利要求书

1.一种沙画控制系统，包括沙盘、滚珠及驱动模块，所述滚珠放置在所述沙盘上，所述驱动模块靠近所述沙盘底部与所述滚珠对应间隔设置，其特征在于，还包括:

输入控制模块，用于产生绘制图形，并将所述绘制图形转换为坐标系中的坐标点数据；

沙画绘制模块，用于接收所述坐标点数据，并驱动所述驱动模块按照所述坐标点数据运动，通过驱动模块拖动所述滚珠在所述沙盘上移动以形成沙画。

2.根据权利要求1所述的沙画控制系统，其特征在于，所述沙盘为圆盘结构，所述驱动模块包括磁力臂，所述输入控制模块包括输入面板，所述输入面板为矩形输入面板，所述输入控制模块对所述绘制图形进行间隔取点以形成直角坐标系中的直角坐标点数据；将所述直角坐标点数据进一步转化为极坐标点数据，之后，传递给所述沙画绘制模块。

3.根据权利要求2所述的沙画控制系统，其特征在于，还包括文件存储模块，用于存储绘制图形，所述绘制图形为手动或机械笔连续在所述输入面板上绘制的手势绘图，和/或所述绘制图形为手动或机械笔在所述输入面板上输入函数参数绘制的函数绘图，和/或者所述绘制图形为通过输入面板从文件存储模块中选取的备选绘图。

4.根据权利要求3所述的沙画控制系统，其特征在于，所述输入控制模块还包括用于识别操作并解析操作指令的步骤，判断该操作指令为绘图指令或选图指令，若为绘图指令，则进一步判定该绘图指令为手势绘图指令或函数绘图指令，若为手势绘图指令，则获取手势绘图的极坐标点数据发送至沙画绘图模块，若为函数绘图指令，则等待传入函数参数后，计算该函数绘图的极坐标点数据发送至沙画绘图模块，若为选图指令，则获取备选绘图的极坐标点数据发送至沙画绘图模块。

5.根据权利要求2所述的沙画控制系统，其特征在于：

在将直角坐标点数据转换为极坐标点数据的过程中，还包括动态插值步骤，该动态插值步骤具体为：

首先，设定位置点间阈值Lmax及位置点间基准间距Dmin,实时计算所述直角坐标数据中相邻两个位置点(Xa,Ya)与(Xb,Yb)之间的距离，当前位置点A与下一个位置点B之间的距离L大于阈值Lmax时，计算动态插值次数Num：

相邻位置点间的距离：

动态插值次数：Num＝L/Dmin

获得动态插值次数后，利用A、B两位置点坐标生成直线方程:

(Y-Ya)/(Yb-Ya)＝(X-Xa)/(Xa-Xb)，当Yb-Ya不等于0时；

Y＝Ya，当Yb＝Ya时；

X＝Xa，当Yb＝Ya时；

将所述动态插值次数带入上述直线方程生成相邻的插值点，再对生成的插值点进行直角坐标到极坐标的转化。

6.根据权利要求5所述的沙画控制系统，其特征在于：所述插值点按照如下方式生成：

首先，计算Δx:Δx＝(Xa-Xb)/Num

其次，生成插值点横坐标X1＝Xa+Δx；X2＝Xa+2Δx；…XNum＝Xa+NumΔx；将上述插值点横坐标带入上述直线方程生成插值点纵坐标。

7.根据权利要求6所述的沙画控制系统，其特征在于：

设定位置点间阈值Lmin及位置点间基准间距Dmin,实时计算所述直角坐标数据中相邻两个位置点(Xa,Ya)与(Xb,Yb)之间的距离，当前位置点A与下一个位置点B之间的距离L小于阈值Lmin时，舍弃位置点B，继续计算当前位置点A与再下一个位置点B之间的距离L是否小于阈值Lmin。

8.根据权利要求6所述的沙画控制系统，其特征在于：输入控制模块选择输入极坐标方程，直接生产极坐标位置，引入轨迹点简化算法将过于密集的极坐标点数进行简化，将极坐标位置生成极坐标文件，具体包括以下步骤：

从读取到的第一个点开始记录为起始点，

读取下一个点的坐标，若读取到的点坐标与起始点在同一极坐标轨迹上，则更新结束点为当前坐标，并从新读取下一个点再次进行判断，

当读取到的点与起始点不在同一个极坐标轨迹上，

则输出起始点、结束点和点数，并将起始点到结束点上的这些点，用起始点和结束点两点表示。