基于體感技術(shù)的交互式電子白板的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明一種適用于基于體感技術(shù)的交互式電子白板，它包括：基于體感技術(shù)的手勢識別系統(tǒng)和基于體感技術(shù)的手寫文字輸入方法。其中，基于體感技術(shù)的手勢識別系統(tǒng)包括Kinect姿態(tài)傳感輸入設(shè)備、交互式電子白板、手勢數(shù)據(jù)包。本發(fā)明無需依托傳統(tǒng)鍵盤、鼠標(biāo)、觸摸板等固定輸入設(shè)備，也無需手持任何傳感道具，只需要在體感空間范圍內(nèi)通過一些簡單的手勢來操作屏幕就可以在電子白板上控制各種應(yīng)用程序和板書，讓教師可以直面學(xué)生，師生臺上臺下互動(dòng)更密切，提高學(xué)生課堂的參與度，提升學(xué)習(xí)效率。
【專利說明】基于體感技術(shù)的交互式電子白板

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是涉及一種交互式電子白板，具體地說是涉及一種基于體感技術(shù)的交互式電子白板。

【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)在信息化教學(xué)已經(jīng)逐漸滲透到日常的教學(xué)當(dāng)中，電子白板在基礎(chǔ)教育領(lǐng)域?qū)⒌玫綇V泛的應(yīng)用。交互式電子白板由電子感應(yīng)白板、感應(yīng)筆、計(jì)算機(jī)、白板操作系統(tǒng)軟件和投影儀，它可以與電腦進(jìn)行信息通訊。將電子白板連接到計(jì)算機(jī)上，利用投影機(jī)將計(jì)算機(jī)上的內(nèi)容投影到電子白板的屏幕上，利用特定的感應(yīng)筆可以在白板上進(jìn)行操作，可以運(yùn)行程序、編輯文件。電子白板的普及，可以減少教師板書時(shí)用粉筆產(chǎn)生的粉塵對身體的傷害，縮短了板書時(shí)間，更環(huán)保。電子白板的優(yōu)點(diǎn)有:(1)相對于傳統(tǒng)投影機(jī)的單向式，使用互動(dòng)電子白板使課程更為互動(dòng)；(2)使教師專注于課堂，而不是處理計(jì)算機(jī)或投影機(jī)等技術(shù)上的問題；(3)通過電子白板的軟件，利用軟件記錄功能，使課堂上臨時(shí)或即興的教學(xué)亦得以記錄；(4)增加課堂的趣味。
[0003]然而綜合現(xiàn)階段電子白板的應(yīng)用情況，電子白板還存在一些問題:(I)售價(jià)比較昂貴:(2)白板的清潔及保養(yǎng)問題；(3)在使用時(shí)感應(yīng)觸摸板上無法隨意感應(yīng)揮灑，需要背對學(xué)員，無法得知當(dāng)下教學(xué)成果；(4)在電力供應(yīng)不穩(wěn)定的地方不宜使用。
[0004]體感技術(shù)是一種可以直接利用軀體動(dòng)作、聲音、眼球轉(zhuǎn)動(dòng)等方式與周邊的裝置或環(huán)境互動(dòng)，而無需使用其他控制設(shè)備的人機(jī)交互技術(shù)，。排除了傳統(tǒng)按鍵、操縱桿、滑鼠等與電腦的溝通方式，改以直覺的、符合肢體反射或日常生活操作的方式來與多媒體進(jìn)行互動(dòng)。微軟公司的Kinect , Leap Mot1n公司的Leap 3D就是目前體感輸入領(lǐng)域的兩個(gè)主流品牌，在操作者無需手持任何感應(yīng)道具的前提下，通過攝像頭和傳感器捕捉、識別操作者的動(dòng)作。體感技術(shù)在非常多的領(lǐng)域正在取代復(fù)雜的控制系統(tǒng)，成為新一代人機(jī)交互的先鋒。例如高精度手術(shù)、高危施工、地下作業(yè)等等領(lǐng)域均有非常良好的應(yīng)用前景。但是，體感技術(shù)還未被應(yīng)用到教育系統(tǒng)方面。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是克服了現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供了一種無需依托傳統(tǒng)鍵盤、鼠標(biāo)、觸摸板等固定輸入設(shè)備，也無需手持任何傳感道具，只需要在體感空間范圍內(nèi)通過一些簡單的手勢來操作屏幕就可以在電子白板上控制各種應(yīng)用程序和板書，讓教師可以直面學(xué)生、實(shí)現(xiàn)更好的互動(dòng)的電子白板。
[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
一種基于體感技術(shù)的交互式電子白板，包括:基于體感技術(shù)的手勢識別系統(tǒng)；基于體感技術(shù)的手寫文字輸入方法。
基于體感技術(shù)的手勢識別系統(tǒng)包括:
(I)定義手勢的數(shù)據(jù)包，如:握拳表示單擊； (2)Kinect姿態(tài)傳感輸入設(shè)備；
(3)手勢識別模塊:通過遍歷緩存點(diǎn)數(shù)據(jù)，識別手掌位置和動(dòng)作時(shí)間間隔并逐一檢測每個(gè)點(diǎn)的方向、位移、時(shí)間差是否符合要求來判斷手勢是否與數(shù)據(jù)包中的符合；
(4)交互式電子板:電子感應(yīng)白板、計(jì)算機(jī)、白板操作系統(tǒng)軟件和投影儀。
[0007]基于體感技術(shù)的手寫文字輸入方法包括:
(O設(shè)置包括各文字的軌跡的文字庫；
(2)設(shè)置一個(gè)體感設(shè)備；
(3)識別操作者的輸入狀態(tài)，它包括以下步驟:
511:操作者的手向文本框位置方向伸出表示下筆，接觸電子白板上的文本框；
512:操作者的手向文本框位置反方向收回表示抬筆，離開文本框；
(4)操作者下筆進(jìn)行手寫，與此同時(shí)，在顯示器上顯示操作者手的位置和下筆或抬筆的狀態(tài)；
(5)體感設(shè)備通過操作者的停頓判斷單個(gè)字輸入結(jié)束；
(6)手寫完一個(gè)字后，計(jì)算機(jī)通過體感設(shè)備感應(yīng)到操作者在文本框中劃過的軌跡；
(7)計(jì)算機(jī)將操作者劃出的軌跡與預(yù)存文字庫中各文字的軌跡進(jìn)行特征匹配；
(8)在文字候選欄按照匹配度從高到低列出各候選文字；
(9)操作者選擇識別正確的候選文字。
[0008]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
無需依托傳統(tǒng)鍵盤、鼠標(biāo)、觸摸板等固定輸入設(shè)備，也無需手持任何傳感道具，只需要在體感空間范圍內(nèi)通過一些簡單的手勢來操作屏幕就可以在電子白板上控制各種應(yīng)用程序和板書，讓教師可以直面學(xué)生，教學(xué)更靈活，師生臺上臺下互動(dòng)更密切，提高學(xué)生課堂的參與度，提升學(xué)習(xí)效率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是基于體感技術(shù)的手勢識別系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖圖2是手勢識別方法流程示意圖
圖3是基于體感技術(shù)的手寫輸入方法流程示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0010]下面結(jié)合附圖與【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述:
參考圖2，基于體感技術(shù)的手勢識別系統(tǒng)使用步驟:
(1)識別操作者的感應(yīng)狀態(tài)，將手在感應(yīng)攝像頭前揮動(dòng)，看屏幕上的的光標(biāo)是否隨著手的位置移動(dòng)；
(2)操作者在感應(yīng)區(qū)做出動(dòng)作；
(3)Kinect系統(tǒng)通過將動(dòng)作傳輸給計(jì)算機(jī)；
(4)計(jì)算機(jī)將動(dòng)作與手勢包中的動(dòng)作進(jìn)行對比、識別；
(5)計(jì)算機(jī)發(fā)出指令給交互式電子白板執(zhí)行。
[0011]參考圖3，基于體感技術(shù)的手寫文字輸入方法，它包括以下步驟:
(O設(shè)置包括各文字的軌跡的文字庫； (2)設(shè)置一個(gè)體感設(shè)備；
(3)識別操作者的輸入狀態(tài)，它包括以下步驟:
511:操作者的手向文本框位置方向伸出表示下筆，接觸電子白板上的文本框；
512:操作者的手向文本框位置反方向收回表示抬筆，離開文本框；
(4)操作者下筆進(jìn)行手寫，與此同時(shí)，在顯示器上顯示操作者手的位置和下筆或抬筆的狀態(tài)；
(5)體感設(shè)備通過操作者的停頓判斷單個(gè)字輸入結(jié)束；
(6)手寫完一個(gè)字后，計(jì)算機(jī)通過體感設(shè)備感應(yīng)到操作者在文本框上劃過的軌跡；
(7)計(jì)算機(jī)將操作者劃出的軌跡與預(yù)存文字庫中各文字的軌跡進(jìn)行特征匹配；
(8)在文字候選欄按照匹配度從高到低列出各候選文字；
(9)操作者選擇識別正確的候選文字。
[0012]本發(fā)明中涉及的未說明部份與現(xiàn)有技術(shù)相同或采用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于體感技術(shù)的交互式電子白板，包括基于體感技術(shù)的手勢識別系統(tǒng)、交互式電子白板、Kinect姿態(tài)傳感輸入設(shè)備和基于體感技術(shù)的手寫文字輸入方法，其特征是:所述基于體感技術(shù)的手勢識別系統(tǒng)無需通過固定設(shè)備或手持感應(yīng)設(shè)備操作；所述基于體感技術(shù)的手寫文字輸入方法可提高板書速度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于體感技術(shù)的交互式電子白板，其特征是:所述手寫文字輸入方法包括以下步驟:設(shè)置包括各文字的軌跡的文字庫；設(shè)置體感設(shè)備；識別操作者的輸入狀態(tài)；操作者下筆進(jìn)行手寫；體感設(shè)備通過操作者的停頓判斷單個(gè)字輸入結(jié)束；手寫完一個(gè)字后，感應(yīng)虛擬紙張上劃過的軌跡；計(jì)算機(jī)將該軌跡與文字庫中的軌跡進(jìn)行特征匹配；列出匹配的候選文字；操作者選擇；所述手寫文字輸入方法中下筆和抬筆的距離、表示單個(gè)字輸入結(jié)束的停頓時(shí)間值均由操作者自定義設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于體感技術(shù)的交互式電子白板，其特征是:所述手勢識別系統(tǒng)定義所需手勢的數(shù)據(jù)包；所述手勢識別系統(tǒng)的手勢識別模塊:通過遍歷緩存點(diǎn)數(shù)據(jù)，識別手掌位置和動(dòng)作時(shí)間間隔并逐一檢測每個(gè)點(diǎn)的方向、位移、時(shí)間差是否符合要求來判斷手勢是否與數(shù)據(jù)包中的符合。
【文檔編號】G06F3/01GK104516486SQ201310450958
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2013年9月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月28日
【發(fā)明者】婁保東 申請人:南京專創(chuàng)知識產(chǎn)權(quán)服務(wù)有限公司