多媒體教室的自制激光筆交互系統(tǒng).pdf

1、本文在上海交通大學(xué)數(shù)字化學(xué)習(xí)實驗室（E-Learning Lab）的各種現(xiàn)有設(shè)備和技術(shù)研究成果的基礎(chǔ)上，繼續(xù)以激光筆交互系統(tǒng)和教學(xué)平臺為研究對象，并將兩者有機相結(jié)合，設(shè)計并實現(xiàn)了多媒體教室的自制激光筆交互系統(tǒng)，目前該系統(tǒng)已運用于日常教育授課和課后系統(tǒng)運營中。
　　本系統(tǒng)在原有激光筆交互系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，采用USB攝像頭作為圖像采集設(shè)備，通過藍牙通信模塊在手持激光筆設(shè)備和軟件終端進行信號的傳輸，并將更多的適用于教學(xué)場景的功能集成入自制激

2、光筆交互系統(tǒng)中。這一實現(xiàn)結(jié)果，大大提高了該激光筆交互系統(tǒng)的穩(wěn)定性，功能性和可操作性，使得其可適用場景范圍更廣泛，設(shè)備便捷性也大幅提高。
　　該系統(tǒng)的硬件部分由自制手持激光筆控制器和藍牙接收器組成。自制手持激光筆控制器將各功能按鍵和激光發(fā)射頭安裝于手持設(shè)備便于操作和發(fā)射的地方，便于演講者操作和控制。該手持控制器集成了藍牙通信和激光筆功能，激光頭用于發(fā)射激光亮點，可方便演講者在演講過程中指出重點部分。藍牙接收器是與手持激光筆中的藍牙發(fā)

3、射相對應(yīng)的藍牙模塊，其體積小，攜帶方便，即插即用，使得整體設(shè)備的便捷性提高。藍牙通信較原激光筆使用的自制通信模塊具有通信數(shù)據(jù)傳送距離遠，信號誤碼率低，設(shè)備穩(wěn)定性高等特點，同時，其整體制作成本可控，模塊集成度高，較易移植。該系統(tǒng)的圖像采集部分采用USB攝像頭，為軟件部分對亮點進行判定和處理提供原始圖像數(shù)據(jù)。同時在攝像頭前配置截止波長濾光片，用以對自然環(huán)境光的濾除，使得獲取的亮點具有更佳的顯著性。USB攝像頭的圖像采集方式具有采集幀率穩(wěn)定，

4、采集像素高，后臺參數(shù)控制方便的特性。
　　該系統(tǒng)的軟件部分，通過對現(xiàn)有情況下的按鍵布置進行再規(guī)劃，以一鍵來實現(xiàn)功能間的切換，其余四個按鍵用于特定功能下的實現(xiàn)和操作。該邏輯優(yōu)化方式，從組合策略上改善了因按鍵不足導(dǎo)致的功能添加障礙，為植入更多的適用于教學(xué)場景的功能提供了可能。本研究通過對軟件部分原有系統(tǒng)的優(yōu)化和完善解決了一些原先存在的使用上問題。與此同時，我們對該激光筆交互系統(tǒng)的軟件部分植入了更多的新穎且實用的功能，例如可調(diào)節(jié)的放大鏡