一種基于智能眼鏡的書寫系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及智能眼鏡，尤其涉及一種基于智能眼鏡的書寫系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在日常生活中，紙張一直作為每個人的書寫必備工具以及信息呈現(xiàn)媒介。雖然目 前在顯示器上也能方便的顯示出文字或者圖片等信息，但在二維顯示器上觀看這些信息并 不能很好的符合人們長久以來培養(yǎng)的在紙面上觀看信息的習(xí)慣，在很多時候我們需要將文 字或者圖片信息打印在白紙上進(jìn)行觀看，同時需要在紙上進(jìn)行注釋等操作。而在紙張打印 出文字或者圖片以作為信息呈現(xiàn)的媒介時，在很多情況下，一張白紙只能被使用一次，之后 我們需要重新用新的白紙打印我們需要的信息，之前被打印過的白紙或是被保留或是被丟 棄。這樣的閱讀方式造成了紙張使用上的極大浪費。同時，在早已進(jìn)行信息時代化的今天， 在紙上閱讀信息的方式卻還停留在過去，比如在紙上做的注釋或者標(biāo)記并不能被保存為電 子信息，這就需要引入新的方式改變目前的現(xiàn)狀
[0003] 目前，智能眼鏡已經(jīng)漸漸進(jìn)入人們的視野中，對于可透視型智能眼鏡來說，當(dāng)人戴 上這種眼鏡后，周圍可見光能夠透過眼鏡鏡片，人的雙眼能夠正?？吹剿闹艿沫h(huán)境；同時智 能眼鏡能夠?qū)⒁恍﹫D像信息疊加在人的真實視野上，由于擁有這樣的特性，在借助于適當(dāng) 的方式后，可透視型智能眼鏡對于改變目前人們長久以來養(yǎng)成的書寫閱讀習(xí)慣將會是一個 新的機遇。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種基于智能眼鏡的書寫系統(tǒng)及方法，以通過可透視型智 能眼鏡提供的顯示特性，提供一種全新的書寫閱讀方式。
[0005] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種基于智能眼鏡的書寫系統(tǒng)，包括智能眼鏡 和配合智能眼鏡使用的交互筆；
[0006] 所述智能眼鏡包括LED網(wǎng)格單元、攝像單元、計算單元、顯示單元、定位單元，以及 通信單元；
[0007] 所述LED網(wǎng)格單元投射紅外線矩陣網(wǎng)格到參照平面；
[0008] 所述攝像單元檢測紅外線矩陣網(wǎng)格投射到參照平面后的散射紅外線，得到紅外線 矩陣網(wǎng)格的變化數(shù)據(jù)；
[0009] 所述計算單元對紅外線矩陣網(wǎng)格的變化數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，得到參照平面相對于智能 眼鏡的角度和距離；
[0010] 所述顯示單元根據(jù)參照平面相對于智能眼鏡的角度和距離調(diào)整圖像，并將調(diào)整后 的圖像疊加到參照平面；
[0011] 所述定位單元實時調(diào)整疊加到參照平面的圖像，使圖像固定在參照平面上；
[0012] 所述通信單元用于與所述交互筆實現(xiàn)通信；
[0013] 所述交互筆包括通訊單元、信號單元以及為以上各單元提供電力的電源單元；
[0014] 所述通訊單元，用于與智能眼鏡通信，并啟動智能眼鏡的攝像單元對交互筆進(jìn)行 軌跡捕捉；
[0015] 所述信號單元，用于發(fā)射智能眼鏡的攝像單元能夠識別的信號；
[0016] 所述智能眼鏡的攝像單元將交互筆的運行軌跡發(fā)送至智能眼鏡的計算單元，所述 計算單元計算交互筆在參照平面上的運行軌跡，智能眼鏡再根據(jù)運行軌跡顯示出書寫痕 跡，并進(jìn)行記錄。
[0017] 優(yōu)選的，所述LED網(wǎng)格單元位于智能眼鏡的中部，其包括紅外LED和位于紅外LED 前方的擋板，所述擋板刻有網(wǎng)格槽。
[0018] 優(yōu)選的，所述攝像單元包括位于智能眼鏡兩側(cè)的左攝像頭和右攝像頭。
[0019] 優(yōu)選的，所述定位單元包括三軸加速度傳感器和三軸陀螺儀，用于對用戶頭部的 運動進(jìn)行跟蹤監(jiān)測，并根據(jù)用戶頭部的運動實時調(diào)整圖像的顯示。
[0020] 優(yōu)選的，所述參照平面為白紙。
[0021] 優(yōu)選的,所述交互筆還包括啟動按鍵。
[0022] 優(yōu)選的，所述信號單元包括第一發(fā)射點和第二發(fā)射點，兩個發(fā)射點可以發(fā)出紅外 線，并分別位于交互筆的左右兩端。
[0023] 為了解決本發(fā)明的技術(shù)問題，還提出了一種基于智能眼鏡的書寫方法，包括如下 步驟：
[0024] S1、通過智能眼鏡的LED網(wǎng)格單元、攝像單元和計算單元計算出參照平面相對于 智能眼鏡的角度和距離；
[0025] S2、智能眼鏡的顯示單元根據(jù)參照平面相對于智能眼鏡的角度和距離調(diào)整圖像， 并將調(diào)整后的圖像疊加到參照平面；
[0026] S3、智能眼鏡的定位單元實時調(diào)整疊加到參照平面的圖像，使圖像固定在參照平 面上；
[0027] S4、啟動交互筆，并與智能眼鏡建立通信連接；
[0028] S5、采用智能眼鏡的攝像單元捕捉交互筆的運動軌跡；
[0029] S6、所述智能眼鏡的攝像單元將交互筆的運行軌跡發(fā)送至智能眼鏡的計算單元， 所述計算單元計算交互筆在參照平面上的運行軌跡，智能眼鏡再根據(jù)運行軌跡顯示出書寫 痕跡，并進(jìn)行記錄。
[0030] 優(yōu)選的，所述步驟Sl包括以下步驟：
[0031] S11、采用智能眼鏡的LED網(wǎng)格單元投射紅外線矩陣網(wǎng)格到參照平面；
[0032] S12、采用智能眼鏡的攝像單元檢測紅外線矩陣網(wǎng)格投射到參照平面后的散射紅 外線，得到紅外線矩陣網(wǎng)格的變化數(shù)據(jù)；
[0033] S13、采用智能眼鏡的計算單元對紅外線矩陣網(wǎng)格的變化數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，得到被測 平面相對于智能眼鏡的角度和距離。
[0034] 優(yōu)選的，在步驟SI 1中，所述LED網(wǎng)格單元位于智能眼鏡中間位置，其包括紅外LED 和位于紅外LED前方的擋板，所述擋板刻有網(wǎng)格槽。
[0035] 優(yōu)選的，在步驟S12中，所述攝像單元包括左攝像頭和右攝像頭，左、右攝像頭對 稱的安裝于智能眼鏡的左右兩端。
[0036] 優(yōu)選的，在步驟S3中，所述定位單元包括三軸加速度傳感器和三軸陀螺儀，用于 對用戶頭部的運動進(jìn)行跟蹤監(jiān)測，并根據(jù)用戶頭部的運動實時調(diào)整圖像的顯示。
[0037] 優(yōu)選的，在步驟S5中，所述采用智能眼鏡的攝像單元捕捉交互筆的運動軌跡，在 于捕捉交互筆信號單元發(fā)出的信號。
[0038] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是通過可透視型智能眼鏡提供的顯示特性，提供一種全 新的書寫閱讀方式，在這樣的閱讀方式中，使用者可以在一張白紙上完成信息的閱讀與注 釋工作，同時這些對信息的修改將會以電子化的方式保存起來。在完成一次閱讀之后，使用 的白紙不會有任何改變，還可以再繼續(xù)使用。通過這樣的方式最終達(dá)到節(jié)約使用紙張以及 提高人們閱讀信息化水平的目的。
【附圖說明】
[0039] 圖1為本發(fā)明基于智能眼鏡的書寫系統(tǒng)的系統(tǒng)示意圖；
[0040] 圖2為本發(fā)明中LED網(wǎng)格單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0041] 圖3為本發(fā)明中攝像單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0042] 圖4為本發(fā)明中交互筆的正面圖；
[0043] 圖5為本發(fā)明基于智能眼鏡的書寫方法的流程圖；
[0044] 圖6為本發(fā)明智能眼鏡所建立的坐標(biāo)系示意圖；
[0045] 圖7為本發(fā)明中智能眼鏡投射紅外線矩陣網(wǎng)格的示意圖；
[0046] 圖8為本發(fā)明中進(jìn)行模型變換和視圖變換的二元性示意圖；
[0047] 圖9為本發(fā)明中定位單元的坐標(biāo)系示意圖；
[0048] 圖10為本發(fā)明中采用雙目立體視覺技術(shù)的示意圖；
[0049] 圖11為本發(fā)明中采用交互筆在參照平面上使用的示意圖；
[0050] 圖12為本發(fā)明中采用交互筆在