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资料简介

毕业论文-多用户笔输入系统中笔的轨迹区分,共96页,34977字,附外文翻译
摘要
在教学和会议中,为了更好地表达自己的思想和与其他人进行沟通,人们常
常需要能够书写并显示的交互设备,传统的媒介包括黑板、纸张等。随着信息
技术的飞速发展,计算机支持的多媒体大屏幕投影逐渐取代了传统的黑板,成
为教学和会议主流。但是大屏幕只能用于显示信息,如果需要对显示内容进行
标注或是操作,还只能借助于鼠标和键盘。针对这个缺陷,触摸技术得到了开
发和应用,用户可以使用手指或特制交互笔方便直接地在显示设备上操作或书
写。然而,现有的触摸技术却不能很好地支持多用户同时交互。
SMART Board 是基于数字视觉技术的笔输入触摸屏,它能够同时定位两支
笔的位置,但不能够把轨迹和代表用户的交互笔关联起来,因而无法区分轨迹。
本文的工作是在 SMART Board 的基础上实现双笔轨迹的区分。基本原理是首先
设计合适的硬件电路,使用来交互的笔能够在书写时给系统发送自身的颜色信
息,然后通过软件把得到的颜色信息和轨迹起始点进行绑定,用最近距离算法
对后继点进行分类。实验证明改进后,系统能够很好地识别两个用户并区分轨
迹,可以满足多用户同时交互的需求。
由于 SMART Board 的双笔定位功能完全由硬件实现,如果要改进系统以实
现更多笔的同时使用,需要自行实现多笔定位功能。本文的另一项工作是用双
摄像头实现双笔的同时定位。基本原理是用卡尔曼滤波器对每支交互笔状态预
测,根据预测值寻找摄像头中交互笔成像中心点,通过三角关系确定笔的坐标。
这种算法简单实用,使系统能够同时跟踪两支笔运动并准确提供坐标。
关键字:智能白板、多用户、笔输入系统、轨迹区分

目录
摘要 ...... I
AbstractII
目录 ... IV
第一章
1.1
1.2
引言 1
本文的研究背景 ..1
研究内容和方法 ..2
1.2.1
1.2.2
SMART Board 基础上实现双笔轨迹区分 .....2
模拟实现 SMART Board 的双笔定位 .3
1.3
第二章
2.1
论文的组织 ..........5
相关研究 ...7
普通触摸屏技术 ..7
2.1.1
2.1.2
触摸屏的基本原理 .........7
常见的触摸屏技术 .........8
2.2
SMART Board 简介......12
2.2.1
2.2.2
SMART Board 交互笔区分原理 ........13
SMART Board 的软件接口 .....14
2.3
DViT 技术..........15
2.3.1
DViT 的基本原理 .........15
IV
清华大学综合论文训练
2.3.2 DViT 技术与其他触摸技术的比较 ...16
2.4
多用户触摸技术 DiamondTouch .......18
2.4.1
2.4.2
DiamondTouch 的基本原理 ....18
优点和缺陷 ........19
2.5
第三章
3.1
3.2
本章小结 .20
基于 SMART Board 双笔轨迹区分...21
基本原理描述 ....21
硬件设计 .22
3.2.1
3.2.2
3.2.3
3.2.4
3.2.5
供电模块 .23
无线传输模块 ....24
发送控制模块 ....25
单片机固件编程 26
USB 信号接收模块简介 .........26
3.3
软件设计 .27
3.3.1
3.3.2
USB 信号读取与同步 ..29
轨迹的生成与擦除 .......30
3.4
第四章
4.1
4.2
本章小结 .31
基于双摄像头的双笔定位 ......32
双摄像头物体定位的基本原理 .........32
卡尔曼滤波器 ....36
清华大学综合论文训练
4.2.1 卡尔曼滤波器基本思想 ..........36
4.2.2
离散卡尔曼滤波器的基本原理 .........37
4.3
4.4
系统模型建立 ....40
双笔定位的实现 44
4.4.1
4.4.2
基本原理 .44
程序说明 .45
4.5
第五章
5.1
5.2
小结 .........48
总结与展望 ........49
本论文工作 ........49
未来的工作 ........49
参考文献 .......51
致 谢 ..53
声 明 ..53
外文资料翻译 ..........54
外文资料原文 ..........72

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