基于线阵CCD的人机交互技术研究

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随着计算机和多媒体技术的飞速发展,人机交互技术得到了广泛应用,在此基础上发展起来的交互式电子白板系统可在教育、会议等领域使用。它以特制的白板或投影屏幕代替传统的黑板,配合相应的探测系统和应用软件,让使用者用指点笔或手直接操作电子白板,从而摆脱了对鼠标、键盘等传统输入方式的依赖。当前市场上已经有此类产品的应用和销售,但是现有的交互式电子白板一般成本高昂,且在超大屏幕以及多人同时交互方面还有很大的欠缺。基于以上考虑,本课题针对大屏幕、两支指点笔可同时操作的要求,提出了一种新颖的设计方案,采用低成本的线阵CCD器件配合特殊光学镜头,就可实现对指点笔信号的采集和处理;设计两支不同的特制光笔,通过分析它们的光点信号,即可实现光笔的识别。根据光笔信息,在应用软件的支持下实现双人同时交互的大屏幕电子白板系统的功能。本文在介绍了交互式电子白板技术的背景知识后,首先阐述了基于线阵CCD的大屏幕双人交互式电子白板系统的工作原理,然后根据系统要求进行总体设计,并将系统设计划分为四个部分:指点光笔设计、光学系统设计、信号处理电路设计和应用程序设计。在简单介绍了光学系统和应用程序的设计后,本文着重介绍了指点光笔和信号处理电路的设计,对光学系统畸变校正算法和多指点光笔识别技术等方面进行了详细描述。最后,本文对搭建的系统进行测试,给出了实验数据,并对数据进行了分析,对课题工作进行了总结和展望。
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