，這里令θζ = 〇,則式（I. 15)、（1. 16) 為：
[0061] -I V. (：
[0071 ] 在電子白板平面XwOwYw內(nèi)，坐標(biāo)系O-XYZ下的點(diǎn)P的坐標(biāo)（x w，yw，0)變換到電子白 板的量測(cè)（Xl^yni)仍需經(jīng)過(guò)一次仿射變換，在這次變換中(：與θζ被吸收在矩陣元素 mn、m12、 m21、m22中，因此，這里可以令C = 1 :
[0072
[0073] 這樣，便建立了電子白板的量測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)與計(jì)算機(jī)屏幕點(diǎn)坐標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。式中p、 q加上仿射變換的6個(gè)參數(shù)一共有8個(gè)未知數(shù)，因此欲取得電子白板定位參數(shù)，需要建立8 個(gè)方程，即需要知道4個(gè)計(jì)算機(jī)屏幕點(diǎn)坐標(biāo)與電子白板量測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
[0074] 采集與電子白板相連的計(jì)算機(jī)屏幕中任意四個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)，所述四個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)分 別為（XC1，YJ、（XC2，YJ、（XC3，YJ、（UJ，采集電子白板量測(cè)坐標(biāo)（X^YJ、（X^YJ、 久3, Y1113)、久4, Yj，（χ"α，Y1J 對(duì)應(yīng) d，Yj、久2, Y1112)對(duì)應(yīng) α2, Yj、久3, Y1113)對(duì)應(yīng) α3, yj、 Ouy1J對(duì)應(yīng)OUYrf);將上述坐標(biāo)值代入式α.24)中，即確定了電子白板量測(cè)坐標(biāo) (XmJm)與計(jì)算機(jī)屏幕點(diǎn)（X cJc)之間的映射關(guān)系：
[0075]
[0076]
[0077] 根據(jù)式（I. 25)、（I. 26)即可完成對(duì)電子白板所在區(qū)域任意位置的定位。
[0078] 二、基于上述技術(shù)思路，參見(jiàn)圖2,本發(fā)明電子白板定位方法包括如下步驟：
[0079] S1、在電子白板坐標(biāo)系（即所述O-XYZ坐標(biāo)系）中選定四個(gè)點(diǎn)坐標(biāo)（X^YJ、 (X^YJ、UJ、（Xni4, YJ作為白板基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)，在計(jì)算機(jī)屏幕坐標(biāo)系（自帶坐標(biāo)系） 中選定四個(gè)點(diǎn)坐標(biāo)（I，YJ、（X@ YJ、（X& YJ、（H)作為計(jì)算機(jī)屏幕基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)， 建立兩類基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)之間的映射關(guān)系即Unil)對(duì)應(yīng)d YJ、（Xn^Yni2)對(duì)應(yīng)（H)、 OUYnl3)對(duì)應(yīng)（HhOUYnl4)對(duì)應(yīng)OUYJ ;選擇基準(zhǔn)點(diǎn)可選用區(qū)域的左上角、右上角、 左下角、右下角的四個(gè)角點(diǎn)。
[0080] S2、將（Xcl，YJ 和（Xnil, Ynil)、（Xc2, YJ 和（Xni2, YJ、（Xc3, YJ 和（Xni3, Yni3)、（Xc4, YJ 和（Xm4, Ym4)的值分別代入；
中，計(jì)算出參數(shù)mn、m12、 m21、m22、Tx、TY、p、q 的值；
[0081] S3、根據(jù)計(jì)算得到的參數(shù)mn、m12、m21、m22、T x、TY、p、q的值，建立電子白板量測(cè)坐標(biāo) (XmJm)與計(jì)算機(jī)屏幕點(diǎn)（XcJc)之間的映射關(guān)系F，其中，
[0082]
[0083]
[0084] S4、根據(jù)電子白板量測(cè)坐標(biāo)（Xni，yj與計(jì)算機(jī)屏幕點(diǎn)（X。，y。）之間的映射關(guān)系F對(duì) 電子白板所在區(qū)域進(jìn)行任意位置的定位。
[0085] 三、以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明電子白板定位方法作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0086] 某公司電子白板定位系統(tǒng)包括PC機(jī)、中央控制器、電子白板、將電腦屏幕顯示信 息投影至電子感應(yīng)白板的投影機(jī)、光筆或手；上述部件連接圖如圖2所示。
[0087] 具體安裝調(diào)節(jié)白板及定位步驟如下：
[0088] 步驟1 :將USB線一端與白板相連。
[0089] 步驟2 :將USB的另一端接入所用電腦的一個(gè)USB 口。
[0090] 步驟3 :將投影儀安裝好，用VGA線把投影儀和中央控制器連接好。再將電腦與中 央控制器用VGA線連接好。
[0091] 步驟4:在電腦鍵盤上操作將畫面切換到投影，即電腦桌面畫面打到白板上。
[0092] 步驟5 :調(diào)整投影機(jī)，使得畫面能打到近似滿屏。
[0093] 步驟6 :安裝好交互式白板或硬件設(shè)備后，在1280X800的分辨率下，取計(jì)算機(jī)屏 幕中四點(diǎn)的坐標(biāo)值，并根據(jù)計(jì)算機(jī)屏幕中四點(diǎn)的坐標(biāo)值獲得對(duì)應(yīng)的電子白板量測(cè)坐標(biāo)，并 代入式（1. 24)中建立8個(gè)方程，求解出本發(fā)明方法所需要的8個(gè)參數(shù)mn、m12、m21、m 22、Tx、 TY、p、q，即確定了電子白板量測(cè)坐標(biāo)（Xni，yJ與計(jì)算機(jī)屏幕點(diǎn)坐標(biāo)的映射關(guān)系。從 而實(shí)現(xiàn)對(duì)電子白板所在區(qū)域進(jìn)行任意位置的定位。
[0094] 以下為本發(fā)明與基于最小二乘法的仿射變換定位算法的比較。
[0095] 電子白板的定位誤差d的大小可用來(lái)評(píng)價(jià)定位方法的優(yōu)劣，斜距越小則定位方法 精度越高。電子白板的定位誤差d定義為由本發(fā)明方法定位方法計(jì)算得到的計(jì)算機(jī)屏幕點(diǎn) 的坐標(biāo)值（X。，y。）與計(jì)算機(jī)屏幕實(shí)際坐標(biāo)（ Xp，yp)的斜距：
[0096]
[0097] 誤差d產(chǎn)生的原因是多方面的，包括白板定位機(jī)制的線性特性優(yōu)劣，投影機(jī)的成 像畸變程度等等，都會(huì)對(duì)定位精度造成一定的影響。
[0098] 在 1280X800 的分辨率下，取計(jì)算機(jī)屏幕中（160, 100)、（160, 700)、（1120, 100)、 (1120, 700)四點(diǎn)，分別用兩種算法確定定位參數(shù)，然后再取白板中的3 X 3 = 9個(gè)點(diǎn)，比較了 通過(guò)兩種算法定位的斜距誤差，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖表1與圖3所示。
[0099] 表1兩種算法9個(gè)采樣點(diǎn)斜距單位：像素
[0100]
[0101] 方法一：基于最小二乘法的仿射變換定位方法
[0102] 方法二：本發(fā)明定位方法
[0103] 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在使用四點(diǎn)對(duì)應(yīng)關(guān)系進(jìn)行定位時(shí)，本發(fā)明基電子白板定位方法由 于采用了更準(zhǔn)確的模型，在精度上要顯著優(yōu)于基于最小二乘法的仿射變換定位算法。當(dāng)屏 幕坐標(biāo)確定時(shí)，本發(fā)明的方法計(jì)算得到的坐標(biāo)與實(shí)際坐標(biāo)之間的斜距更小，更接近電腦屏 幕的坐標(biāo)，使得電子白板在實(shí)際應(yīng)用中更為方便，精度更高。
[0104] 在實(shí)際應(yīng)用中，本發(fā)明電子白板定位方法由于采用了更精確的模型，因此比基于 最小二乘法的仿射變換定位方法更容易適應(yīng)投影機(jī)投射效果不理想的情況。
[0105] 通過(guò)本發(fā)明來(lái)對(duì)電子白板進(jìn)行定位，具有操作方便的特點(diǎn)，只需要測(cè)量幾個(gè)點(diǎn)即 可實(shí)現(xiàn)；且定位精度高，不需要額外的硬件及軟件。更加利于學(xué)生與教師之間的交互式溝 通，也利于電子白板與用戶電腦之間的交互式交流。
[0106] 本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以 限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含 在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種電子白板定位方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟： 51、 在電子白板坐標(biāo)系中選定四個(gè)點(diǎn)坐標(biāo)（X^YJ、（X^YJ、（X^YJ、（X^YJ作 為白板基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)，在計(jì)算機(jī)屏幕坐標(biāo)系中選定四個(gè)點(diǎn)坐標(biāo)（m(m(n)、 (Xrf，Yrf)作為計(jì)算機(jī)屏幕基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)，建立兩類基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)之間的映射關(guān)系即（X^YJ對(duì) 應(yīng)（Xel，YJ、（X"2,YJ對(duì)應(yīng)（Xe2,YJ、久3,YJ對(duì)應(yīng)（Xe3,YJ、久4,YJ對(duì)應(yīng)（Xrf，YJ; 52、 將（XC1，YJ和UJ、（Xc2，YJ和久2;2)、（Xc3，Yc3)和久3;3)、（Xrf，Yrf)和 (xm4,Ym4)的值分別代入式中，計(jì)算出參數(shù)mn、m12、m21、 m22、Tx、TY、p、q的值； 53、 根據(jù)計(jì)算得到的參數(shù)mn、m12、m21、m22、Tx、TY、p、q的值，建立電子白板量測(cè)坐標(biāo) (xm，ym)與計(jì)算機(jī)屏幕點(diǎn)（xc，yc)之間的映射關(guān)系F,其中，54、 根據(jù)電子白板量測(cè)坐標(biāo)（Xni，yJ與計(jì)算機(jī)屏幕點(diǎn)（n)之間的映射關(guān)系F對(duì)電子 白板所在區(qū)域進(jìn)行任意位置的定位。2. -種電子白板定位系統(tǒng)，包括： 第一模塊，用于在電子白板坐標(biāo)系中選定四個(gè)點(diǎn)坐標(biāo)（Xml，Yml)、（Xm2，Ym2)、（Xm3，Ym3)、OUYJ作為白板基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)，在計(jì)算機(jī)屏幕坐標(biāo)系中選定四個(gè)點(diǎn)坐標(biāo)（X&YJ、 (Xc2,Yc2)、(Xc3,Yc3)、(Xc4,Yc4)作為計(jì)算機(jī)屏幕基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)，建立兩類基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)之間的映射 關(guān)系即（X^YJ對(duì)應(yīng)（XC1，YJ、（XmYj對(duì)應(yīng)（Xc2，YJ、久3;3)對(duì)應(yīng)（Xc3，Yc3)、久4;4) 對(duì)應(yīng)氏4,YJ; 第二模塊，用于將（XC1，YJ和UJ、（Xc2，YJ和（XmYj、（U3)和UJ、 (Xrf，Yrf)和的值分別代入式中，計(jì)算出參數(shù) mn、m12、m21、m22、Tx、TY、p、q的值； 第三模塊，用于根據(jù)計(jì)算得到的參數(shù)mn、m12、m21、m22、Tx、TY、p、q的值， 建立電子白板量測(cè)坐標(biāo)（Xni，yj與計(jì)算機(jī)屏幕點(diǎn)（x。，y。）之間的映射關(guān)系F， 其 中 ，第四模塊，用于根據(jù)電子白板量測(cè)坐標(biāo)（Xni，yJ與計(jì)算機(jī)屏幕點(diǎn)（H)之間的映射關(guān) 系F對(duì)電子白板所在區(qū)域進(jìn)行任意位置的定位。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種電子白板定位方法，包括步驟：S1、在電子白板坐標(biāo)系中選定四個(gè)點(diǎn)坐標(biāo)作為白板基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)，在計(jì)算機(jī)屏幕坐標(biāo)系中選定四個(gè)點(diǎn)坐標(biāo)作為計(jì)算機(jī)屏幕基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)，建立兩基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)之間的映射關(guān)系；S2、將上述坐標(biāo)代入白板坐標(biāo)與計(jì)算機(jī)屏幕映射關(guān)系式求解參數(shù)值；S3、根據(jù)計(jì)算得到的參數(shù)值，建立電子白板量測(cè)坐標(biāo)與計(jì)算機(jī)屏幕點(diǎn)之間的映射關(guān)系；S4、根據(jù)映射關(guān)系對(duì)電子白板所在區(qū)域進(jìn)行任意位置的定位。本發(fā)明建立了電子白板量測(cè)坐標(biāo)與計(jì)算機(jī)屏幕點(diǎn)坐標(biāo)之間更準(zhǔn)確的映射關(guān)系，消除電子白板平面由理想承影面轉(zhuǎn)動(dòng)引起的誤差，定位方法簡(jiǎn)單，定位效果精確。
【IPC分類】G06F3/042
【公開(kāi)號(hào)】CN105094458
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410330724
【發(fā)明人】戴志誠(chéng), 劉三女牙, 楊宗凱, 嚴(yán)中華
【申請(qǐng)人】華中師范大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年11月25日
【申請(qǐng)日】2014年7月11日