基于人機交互的書寫筆的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種基于人機交互的書寫筆，包括：書寫筆芯，筆尖位于書寫筆的前端；位于所述書寫筆的前端，采集書寫筆芯的筆尖的書寫軌跡以及所述筆尖附近區(qū)域書寫載體表面的圖像的圖像采集設備，所述書寫載體表面具有坐標識別圖案；與所述圖像采集設備電連接的處理器，接收采集到的圖像并處理，得到書寫軌跡的坐標信息；通信模塊，與所述處理器電連接并發(fā)送所述書寫軌跡的坐標信息。通過本實用新型的書寫筆可以提高文字書寫內容數(shù)字化的精度和用戶體驗。
【專利說明】基于人機交互的書寫筆
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及內容數(shù)字化領域，尤其涉及一種基于人機交互的書寫筆。
【背景技術】
[0002]現(xiàn)有技術中，將用戶書寫的內容數(shù)字化時，一般通過在采用電子的書寫載體(例如手寫板、觸摸屏)上，通過特殊的感應書寫筆在該書寫載體上的觸點位置來將書寫的內容數(shù)字化。由于電子書寫載體技術的限制，這樣的書寫數(shù)字轉換的精度一般不是太高，無法更為完美的呈現(xiàn)用戶實際的書寫軌跡；另外，由于材質的不同，用戶通過這樣的書寫筆以及書寫載體進行的書寫無法給用戶帶來跟在普通紙張上通過普通的筆書寫一樣的用戶體驗。對于一些有特殊需求的場合，例如需要進行書法練習，并且將練習者的書寫過程通過電子設備精確記錄下來，并及時反饋給練習者的場合來說，現(xiàn)有的書寫數(shù)字化技術無法滿足用戶的需求。
[0003]因此，需要找到一種能夠高精度地將用戶書寫的內容數(shù)字化的書寫筆。
實用新型內容
[0004]有鑒于此，本實用新型的一個目的是提供一種基于人機交互的書寫筆，以提高文字書寫內容數(shù)字化的精度和用戶體驗。
[0005]為解決上述技術問題，本實用新型提供了一種基于人機交互的書寫筆，包括:
[0006]書寫筆芯，筆尖位于書寫筆的前端；
[0007]位于所述書寫筆的前端，采集書寫筆芯的筆尖的書寫軌跡以及所述筆尖附近區(qū)域書寫載體表面的圖像的圖像采集設備，所述書寫載體表面具有坐標識別圖案；
[0008]與所述圖像采集設備電連接的處理器，接收采集到的圖像并處理，得到書寫軌跡的坐標信息；
[0009]通信模塊，與所述處理器電連接并發(fā)送所述書寫軌跡的坐標信息。
[0010]根據(jù)本實用新型的上述技術方案，通過書寫筆拍攝書寫載體上的的坐標識別圖案來標記書寫載體上各點的坐標，進而在用戶使用所述書寫筆進行書寫時，可以得到書寫軌跡各點的坐標，從而可以精確的采集到用戶的書寫軌跡，高精度地將用戶書寫的內容數(shù)字化。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是本實用新型實施例一種書寫筆的結構示意框圖；
[0012]圖2是本實用新型實施例另一種書寫筆的結構示意框圖；
[0013]圖3是本實用新型實施例的書寫筆應用在一種基于書寫的人機交互系統(tǒng)的結構示意框圖；
[0014]圖4為本實用新型實施例人機交互系統(tǒng)中書寫載體上的點陣圖案示意圖；
[0015]圖5是本實用新型實施例人機交互系統(tǒng)中書寫載體表面區(qū)域的示意圖；[0016]圖6是本實用新型實施例人機交互系統(tǒng)中終端處理模塊的結構示意框圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖和實施例，對本實用新型的【具體實施方式】作進一步詳細說明。以下實施例用于說明本實用新型，但不用來限制本實用新型的范圍。
[0018]為了提高用戶書寫內容數(shù)字化的精度，如圖1所示，本實用新型實施例提供了一種基于人機交互的書與筆100,包括:
[0019]書寫筆芯110，筆尖位于書寫筆的前端；
[0020]位于所述書寫筆的前端，采集書寫筆芯110的筆尖附近區(qū)域圖像的圖像采集設備120 ；
[0021]與所述圖像采集設備120電連接的處理器130，接收采集到的圖像并處理，得到處理后的信息；
[0022]通信模塊140，與所述處理器130電連接并發(fā)送所述處理后的信息。
[0023]通過本實施例的技術，可以在書寫筆一側采集用戶書寫的軌跡，用戶可以得到在普通的紙張上使用普通的書寫筆進行書寫的體驗，同時精度也比較高。
[0024]進一步的，本實用新型實施例提供了一種基于人機交互的書寫筆100，包括:
[0025]書寫筆芯110，筆尖位于書寫筆的前端；
[0026]位于所述書寫筆的前端，采集書寫筆芯的筆尖的書寫軌跡以及所述筆尖附近區(qū)域書寫載體表面的圖像的圖像采集設備120，所述書寫載體表面具有坐標識別圖案；
[0027]與所述圖像采集設備120電連接的處理器130，接收采集到的圖像并處理，得到書寫軌跡的坐標信息；
[0028]通信模塊140，與所述處理器電連接并發(fā)送所述書寫軌跡的坐標信息。
[0029]本實用新型實施例通過書寫筆拍攝書寫載體上的的坐標識別圖案來標記書寫載體上各點的坐標，進而在用戶使用所述書寫筆進行書寫時，可以得到書寫軌跡各點的坐標，從而可以精確的采集到用戶的書寫軌跡，高精度地將用戶書寫的內容數(shù)字化。
[0030]如圖2所示，優(yōu)選地，在本實用新型實施例的一種可能的實施方式中，所述書寫筆100還包括:
[0031]壓力傳感器150，設置在所述書寫筆芯110的后端，根據(jù)所述書寫筆芯110下壓時后端的壓力生成觸發(fā)信息。
[0032]所述圖像采集設備120包括控制圖像采集設備開啟和停止圖像采集的開關單元。
[0033]所述開關單元與所述壓力傳感器150電連接，接收所述觸發(fā)信息并生成開啟所述圖像采集設備120進行圖像采集的控制信號。
[0034]在本實用新型實施例中，所述圖像采集設備120例如可以為高速攝像頭，其設置在書寫筆100的前端，在通過所述書寫筆100進行書寫時，所述圖像采集設備120可以采集到書寫區(qū)域及附近的圖像。為了避免高速攝像頭一直處于拍攝狀態(tài)，浪費電源以及處理器資源，因此本實用新型實施例中通過所述書寫筆芯110書寫時前端壓下后，后端產生的向后的壓力來觸發(fā)所述圖像采集設備120的工作，當書寫筆芯110的前端離開所述書寫載體時，該壓力消失，從而所述圖像采集設備120停止工作。
[0035]優(yōu)選地，在本實用新型實施例的一種可能的實施方式中，所述圖像采集設備120為攝像頭。更優(yōu)選為高速攝像頭。
[0036]在本實施方式中，所述書寫筆100的書寫筆芯110可以是圓珠筆，當然在其它實施方式中，其也可以是水筆、鉛筆、鋼筆等形式。
[0037]在本實施方式中，所述通信模塊140可以是有線的，例如通過一數(shù)據(jù)線與外部連接(此時，所述數(shù)據(jù)線還可以為所述書寫筆100提供電源);也可以是無線的，例如通過紅外、藍牙、WIFI等方式進行通信；或者還可以同時包括有線和無線兩種形式。
[0038]下面圖3所示為本實用新型實施例的一種可能的實施方式的應用在一基于書寫的人機交互系統(tǒng)200上的示意圖。如圖3所示，所述人機交互系統(tǒng)200包括:
[0039]書寫載體210，表面具有坐標識別圖案；
[0040]圖1或圖2所示的書寫筆220，包括:
[0041]書寫筆芯221，用于在所述書寫載體上書寫；
[0042]圖像采集設備222，用于采集書寫軌跡信息以及與書寫位置對應的坐標識別圖案；
[0043]處理器223，用于根據(jù)所述坐標識別圖案得到所述書寫軌跡信息對應的坐標信息；
[0044]通信模塊224，用于發(fā)送所述坐標信息；
[0045]終端設備230，包括:
[0046]終端通信模塊231，用于接收所述坐標信息；
[0047]終端處理模塊232，用于根據(jù)所述坐標信息生成書寫的文字信息；將所述生成的文字信息與存儲的對應文字信息進行比較，得到比較結果；
[0048]顯示模塊233，用于顯示所述生成的文字信息以及所述比較結果。
[0049]在本實用新型實施例中，所述書寫載體210為在一般常用的紙張上增加不影響用戶正常觀看和書寫的坐標識別圖案形成，用戶使用時可以獲得在普通紙張上進行書寫練習一樣的效果。
[0050]其中，所述坐標識別圖案可以是普通紙張上印刷或者打印等方式形成。
[0051]如圖4所示，在一種可能的實施方式中，所述坐標識別圖案為點陣圖案，根據(jù)所述書寫載體上不同位置處對應不同的點陣分布進行坐標識別。
[0052]如圖4所示,點陣圖案中有多個相鄰點構成最小數(shù)據(jù)單元212,圖4中中間最小數(shù)據(jù)單元212的放大圖中所示為由6*6個點211構成的最小數(shù)據(jù)單元212,在每個數(shù)據(jù)單元中的每個點211都有一個對應的基準中心0，每個點211相對于自身基準中心O的偏離信息構成該最小數(shù)據(jù)單元112區(qū)別于其他最小數(shù)據(jù)單元212的特征。通過這些特征可以對所述書寫載體210上的不同位置的坐標進行標定(例如圖4中右側點211的位置放大圖所示，左上角的點211在其基準中心O的右側，右上角的點211在其自身基準中心O的上側，左下角的點在左側，右下角的點在下側)，采用這種方法可以將書寫內容的數(shù)字化精度精確到微米級。該點陣技術為現(xiàn)有技術，此處不再贅述。當然，在本實用新型實施例的其他可能的實施方式中，所述坐標識別圖案還可以為其它形式，只要能通過書寫筆獲得書寫軌跡的坐標即可。
[0053]如圖5所示，在本實用新型實施例的一種可能的實施方式中，所述書寫載體210(圖5中所述書寫載體210上的坐標識別圖案沒有標示出來)上還包括:[0054]標準字區(qū)域213，具有標準文字形狀以及對應的坐標識別圖案；
[0055]書寫區(qū)域214，用于供用戶在該區(qū)域進行書寫練習。
[0056]即所述書寫載體可以是以字帖的形式呈現(xiàn)。當然，在本實用新型實施例的其他實施方式中，所述書寫載體也可以只是空白的紙張。
[0057]在一種可能的實施方式中，所述書寫載體210上還包括:
[0058]功能區(qū)域215，具有與特定指令對應的坐標識別圖案。
[0059]在本實用新型實施例中，所述特定指令為回放特定區(qū)域的生成的文字信息對應的書寫軌跡。這里的特定區(qū)域例如可以為:如果功能區(qū)域215位于所述書寫區(qū)域214下方，則回放所述功能區(qū)域215上方對應書寫區(qū)域214中書寫的文字對應的書寫軌跡；如果功能區(qū)域215位于所述標準字區(qū)域213下方，則回放所述標準字區(qū)域213對應的所有書寫區(qū)域214中書寫的文字對應的書寫軌跡；如果功能區(qū)域215位于本頁書寫載體210的下部，則回放該頁所有書寫區(qū)域214中書寫的文字對應的書寫軌跡。當然，所述特定區(qū)域還可以定義成其它形式。
[0060]在本實用新型實施例中，與所示書寫載體210的所述標準字區(qū)域213對應的:
[0061]所述書寫筆220中:
[0062]所述圖像采集設備222，還用于采集所述標準字區(qū)域213的坐標識別圖案；
[0063]所述處理器223，還用于根據(jù)所述坐標識別圖案得到所述標準字區(qū)域213對應的坐標信息，
[0064]所述通信模塊224，還用于發(fā)送所述標準字區(qū)域213對應的坐標信息。
[0065]所述終端設備230中:
[0066]所述終端通信模塊231，還用于接收所述標準字區(qū)域213對應的坐標信息；
[0067]所述終端處理模塊232，還用于根據(jù)所述標準字區(qū)域213對應的坐標信息得到當前標準字區(qū)域對應存儲的文字信息；
[0068]所述顯示模塊233，還用于顯示所述當前標準字區(qū)域213對應存儲的文字信息。
[0069]S卩，在本實施例中，當所述書寫載體210上具有所述標準字區(qū)域213時，所述書寫筆220點在該區(qū)域時，通過書寫筆220的圖像采集設備222和處理器223獲得與該區(qū)域對應的坐標信息并發(fā)送給終端設備230，所述終端設備230中存儲有與該坐標信息對應的標準字的文字信息，在顯示界面中，顯示該標準字(該顯示可以是靜態(tài)的，也可以是按照標準字的書寫順序動態(tài)呈現(xiàn)的該標準字的書寫軌跡)或者與該標準字相關的其它信息。
[0070]在本實用新型實施例中，與圖5所示實施例中書寫載體210的所述功能區(qū)域215對應的:
[0071]所述書寫筆220中:
[0072]所述圖像采集設備222，還用于采集所述功能區(qū)域215的坐標識別圖案；
[0073]所述處理器223，還用于根據(jù)所述坐標識別圖案得到所述功能區(qū)域215對應的坐標信息；
[0074]所述通信模塊224，還用于發(fā)送所述功能區(qū)域215對應的坐標信息。
[0075]所述終端設備230中:
[0076]所述終端通信模塊231，還用于接收所述功能區(qū)域215對應的坐標信息；
[0077]所述終端處理模塊232，還用于根據(jù)所述功能區(qū)域215對應的坐標信息執(zhí)行與所述特定指令；
[0078]所述顯示模塊233，還用于顯示所述特定指令的執(zhí)行結果。
[0079]即在本實施方式中，當所述書寫筆220點在所述功能區(qū)域215上時，其向所述終端設備230傳輸與該功能區(qū)域215對應的坐標信息，所述終端設備230中存儲有與該坐標信息對應的特定指令，當所述終端設備230接收到上述與功能區(qū)域215對應坐標信息時，執(zhí)行該特定指令(具體如上面實施例中對應的描述，此處不再贅述)，并顯示該特定指令的執(zhí)行結果(或實時顯示執(zhí)行過程)。
[0080]本實用新型實施例中，所述文字信息可以包括:文字形狀信息、文字筆畫順序信息、文字筆畫數(shù)量信息、文字在對應區(qū)域內的位置信息、文字書寫速度信息中的一種或多種。所述終端設備230可以包括一終端存儲模塊，用于存儲各種文字信息以及其它需要的信息(例如上面實施例所述的特定指令、以及所述特定指令與坐標信息的對應關系等)。所述終端處理模塊進行比較時，也分別對這些信息進行比較。
[0081]如圖6所示，在一種可能的實施方式中，所述文字信息包括:文字形狀信息、文字筆畫順序信息、文字筆畫數(shù)量信息以及文字在對應區(qū)域內的位置信息。與之對應的，所述終端處理模塊232包括:
[0082]文字形狀比較單元2321，用于比較所述生成的文字形狀信息與存儲的對應文字形狀信息，得到文字形狀信息比較結果。這里文字形狀信息包括文字每個筆畫的形狀和/或所有筆畫組成的完整文字的形狀。
[0083]文字筆順比較單元2322，用于比較所述生成的文字筆畫順序信息與存儲的對應文字筆畫順序信息，得到文字筆畫順序信息比較結果。這樣，即使用戶寫好的字看上去與存儲的字完全一樣，但是由于筆畫順序有不同，本實用新型實施例也可以判斷出來，并迅速反饋給用戶，可以幫助用戶糾正不容易注意到的書寫問題。
[0084]文字筆畫比較單元2323，用于比較所述生成的文字筆畫數(shù)量信息與存儲的對應文字筆畫數(shù)量信息，得到文字筆畫數(shù)量信息比較結果。對于一些字體(例如漢字)中，有一些筆畫是一筆形成的，但是如果在書寫時分成兩筆進行書寫，從書寫的結果上是比較難以看出來的，通過本實用新型實施例的系統(tǒng)就可以將該問題找出來并反饋給用戶。
[0085]文字位置比較單元2324，用于比較所述生成的文字在對應區(qū)域內的位置信息與存儲的對應文字在對應區(qū)域內的位置信息，得到文字位置信息比較結果。在本實用新型實施例中，對于練習者有可能出現(xiàn)的字寫偏了等情況，通過該文字位置比較單元2324就可以迅速的給用戶反饋。
[0086]在本實用新型中，所述比較結果可以通過數(shù)字標示出來，或者通過不同的符號來標示不同的結果。例如在本實用新型實施例的一種可能的實施方式中，可以為每個比較單元設置一個對應的色塊，通過該色塊的不同顏色來標示比較結果。例如，當色塊為綠色時，說明生成的信息與存儲的信息基本一致；當色塊為黃色時，說明生成的信息與存儲的信息有較小差異；當色塊為紅色時，說明書生成的信息與存儲的信息有較大差異，需要特別注意。當然，在其它實施例中，還可以設置更多級的不同的比較結果表達。
[0087]在本實施例中，與上述每個比較單元對應有四個色塊，對于所有比較單元的總體結果對應有一個數(shù)字打分，通過這些來給用戶快速、準確的反饋。
[0088]當然，除了上述的單元外，在本實用新型實施例的其它實施方式中，所述終端處理模塊232還可以包括其它單元，例如可以包括:
[0089]文字書寫速度比較單元，用于比較所述生成的文字書寫速度信息與存儲的對應文字書寫速度信息，得到文字書寫速度信息比較結果。
[0090]在本實用新型實施例中，所述顯示模塊232，用于實時動態(tài)地顯示所述生成的文字信息。例如，將用戶書寫的過程實時動態(tài)的進行顯示。
[0091]在本實用新型實施例中，為了幫助用戶直觀的將自己所寫的文字軌跡與正確的文字軌跡進行對比，所述顯示模塊232還用于與所述生成的文字信息同步地顯示存儲的對應
文字信息。
[0092]本實用新型實施例中通過顯示模塊233把對應的信息顯示出來給用戶反饋，在本實用新型實施例的其它可能的實施方式中，還可以通過其它方式將練習結果反饋給用戶，例如采用揚聲器、通過發(fā)聲的方式進行。
[0093]本實用新型實施例通過書寫筆拍攝書寫載體上的的坐標識別圖案來標記書寫載體上各點的坐標，進而在用戶使用所述書寫筆進行書寫時，可以得到書寫軌跡各點的坐標，從而可以精確的采集到用戶的書寫軌跡，高精度地將用戶書寫的內容數(shù)字化。
[0094]本領域普通技術人員可以意識到，結合本文中所公開的實施例描述的各示例的單元及方法步驟，能夠以電子硬件、或者計算機軟件和電子硬件的結合來實現(xiàn)。這些功能究竟以硬件還是軟件方式來執(zhí)行，取決于技術方案的特定應用和設計約束條件。專業(yè)技術人員可以對每個特定的應用來使用不同方法來實現(xiàn)所描述的功能，但是這種實現(xiàn)不應認為超出本實用新型的范圍。
[0095]所述功能如果以軟件功能單元的形式實現(xiàn)并作為獨立的產品銷售或使用時，可以存儲在一個計算機可讀取存儲介質中。基于這樣的理解，本實用新型的技術方案本質上或者說對現(xiàn)有技術做出貢獻的部分或者該技術方案的部分可以以軟件產品的形式體現(xiàn)出來，該計算機軟件產品存儲在一個存儲介質中，包括若干指令用以使得一臺計算機設備(可以是個人計算機，服務器，或者網(wǎng)絡設備等)執(zhí)行本實用新型各個實施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲介質包括:U盤、移動硬盤、只讀存儲器(ROM, Read-Only Memory)、隨機存取存儲器(RAM, Random Access Memory)、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質。
[0096]以上實施方式僅用于說明本實用新型，而并非對本實用新型的限制，有關【技術領域】的普通技術人員，在不脫離本實用新型的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術方案也屬于本實用新型的范疇，本實用新型的專利保護范圍應由權利要求限定。
【權利要求】
1.一種基于人機交互的書寫筆，其特征在于，包括: 書寫筆芯，筆尖位于書寫筆的前端； 位于所述書寫筆的前端，采集書寫筆芯的筆尖的書寫軌跡以及所述筆尖附近區(qū)域書寫載體表面的圖像的圖像采集設備，所述書寫載體表面具有坐標識別圖案； 與所述圖像采集設備電連接的處理器，接收采集到的圖像并處理，得到書寫軌跡的坐標信息； 通信模塊，與所述處理器電連接并發(fā)送所述書寫軌跡的坐標信息。
2.如權利要求1所述的書寫筆，其特征在于，所述書寫筆還包括: 壓力傳感器，設置在所述書寫筆芯的后端，根據(jù)所述書寫筆芯下壓時后端的壓力生成觸發(fā)信息。
3.如權利要求2所述的書寫筆，其特征在于，所述圖像采集設備包括控制圖像采集設備開啟和停止圖像采集的開關單元。
4.如權利要求3所述的書寫筆，其特征在于，所述開關單元與所述壓力傳感器電連接，接收所述觸發(fā)信息并生成開啟所述圖像采集設備進行圖像采集的控制信號。
5.如權利要求1所述的書寫筆，其特征在于，所述圖像采集設備為攝像頭。
6.如權利要求1所述的書寫筆，其特征在于，所述通信模塊為有線通信模塊或/或無線通信模塊。
【文檔編號】G06F3/01GK203520306SQ201320686379
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年11月1日 優(yōu)先權日:2013年11月1日
【發(fā)明者】田雪松 申請人:北京拓思德科技有限公司