一种基于激光扫描的非接触式按键系统技术方案

本发明专利技术属于数据处理设备技术领域，公开了一种基于激光扫描的非接触式按键系统，包括：对定位在图片和文字展示信息的任意平面上物体进行扫描的激光发射接收器；对激光发射接收器扫描角度进行调整的旋转机构；接收激光发射接收器扫描的信息并进行分析和处理，调整旋转机构运行状态的控制器；显示激光发射接收器检测到的定位信息和控制器相关分析结果的显示装置。本发明专利技术在获取相关实验数据的基础上，进行了键盘制作和定位算法的分析，完成键盘模型与数值读取工作后，把理论计算值与实际读取值进行了比对分析，从理论和实践两个方面确认了系统的精度和可靠性；最后完成出租车乘降站地图演示功能，同时还扩展了该键盘的其它功能。

Non contact button system based on laser scanning

The invention belongs to the technical field of data processing equipment, and discloses a contactless key system based on laser scanning includes: laser scanning plane of the receiver object at any location in the picture and text display information on the rotating mechanism; the scanning angle adjusted receiver laser; analysis and processing the received laser emission scanning receiver information and adjust the operation state of the rotating mechanism, a controller; the display device to display the results of correlation analysis of positioning information and controller of the detected laser transmitter receiver. The present invention based on obtaining the relevant experimental data, analyzed the keyboard production and positioning algorithm, complete the keyboard model and numerical read work, the calculated value and the actual value read was compared and analyzed, from two aspects of theory and practice, confirmed the accuracy and reliability of the system; finally completes the taxi station map display function, and also extends the function of the keyboard.

【技术实现步骤摘要】
一种基于激光扫描的非接触式按键系统
本专利技术属于数据处理设备
，尤其涉及一种基于激光扫描的非接触式按键系统。
技术介绍
目前，要设计一个用于招出租车的显示装置，在出租车乘降站放置一个市区地图，想要去哪里就点击地图中相应位置，该地名称在LED显示屏上显示，或直接联入滴滴打车系统，这样即使没有智能手机或者没有数据流量的人群也可以轻易的招到出租车，同时还可以方便的实现出租车拼车，缓解市内的交通拥堵问题。在设计过程中发现地图键盘的设计是关键问题。由于地图键盘是安装在室外，会受到风吹雨淋日晒等不利环境的影响，同时由于人们在使用时的各种复杂情况：例如，手指上有水或油污，或者有些人会采用手机、钥匙、伞尖等随身携带的物品来点击地图，发现无论采用触摸屏还是机械式、电容式按键等接触式按键都存在易污易损等问题，而采用光幕等非接触式按键还存在精度低、结构复杂、开发难度大等问题。综上所述，现有技术存在的问题是：目前在室内常采用触摸屏来实现一些特定场合的键盘功能，虽然其精度较高、显示直观、信息量丰富但是该方案成本高、开发周期长、受触面积小、易被污损从而影响使用性能；在室外常用机械式按键例如门禁系统，但是采点精度低；还有一些采用红外或激光等制作的光幕式键盘，其发光点和采光点较多，结构复杂且检测精度也不高。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种基于激光扫描的非接触式按键系统。本专利技术是这样实现的，一种基于激光扫描的非接触式按键系统，包括：与控制器有线连接，用于对定位在图片和文字展示信息的任意平面上物体进行扫描的激光发射接收器；与控制器有线连接，用于对激光发射接收器扫描角度进行调整的旋转机构；用于接收激光发射接收器扫描的信息并进行分析和处理，还用于调整旋转机构运行状态的控制器；与控制器有线连接，用于显示激光发射接收器检测到的定位信息和控制器相关分析结果的显示装置；所述激光发射接收器为两个或三个；旋转机构为一个至三个。进一步，激光发射接收器与旋转机构根据功能要求具体配置包括：双激光发射接收器和双旋转机构组合体、或三个激光发射接收器和三旋转机构组合体、或双激光发射接收器和单旋转机构组合体。进一步，所述控制器通过螺栓固定在基于激光扫描的非接触式按键系统的壳体后端面；所述任意平面贴附在所述壳体上端面；所述显示装置通过螺栓固定在所述壳体的上部；所述激光发射接收器通过螺栓固定在旋转机构座架上；所述旋转机构座架通过螺栓固定在旋转机构上；所述旋转机构通过螺栓固定在壳体的上部；旋转机构由具有记录旋转角度功能的电机组成，所述电机为舵机、步进电机或测速电机的一种；所述旋转机构或为由普通电机与编码器组合而成的旋转机构。进一步，所述显示装置包括液晶显示屏、LED显示屏；所述液晶显示屏、LED显示屏均通过导线连接控制器；所述显示装置还包括对扫描的任意平面内显示信息进行更改的装置；所述更改的装置通过导线连接控制器。进一步，激光发射接收器和旋转机构位于被扫描的地图任意边的两侧，两个或三个激光发射接收器旋转的激光射线形成的扇形交汇区域完全覆盖被扫描任意平面。进一步，所述任意平面上镶嵌有多个道路指示灯；所述多个道路指示灯均通过导线连接控制器；基于激光扫描的非接触式按键系统的壳体上通过螺栓固定用于播报控制器指令的喇叭。进一步，所述控制器接收激光发射接收器扫描的信息并进行分析和处理中，具体包括：在任意信息平面上方采用旋转的激光发射接收器发射的激光射线通过扫描产生一层激光光幕，当有物体触碰到光幕时，激光发射接收器把相关信号传送给控制器；当激光射线被阻挡时，通过此时的两个或三个激光发射接收器与物体之间的角度值和物体与两个或三个激光发射接收器发射源之间的距离值通过三角函数公式计算出物体在扫描的任意平面上的具体位置的坐标值。本专利技术另一目的在于提供一种利用上述的基于激光扫描的非接触式按键系统的室外呼叫出租车定位系统。本专利技术的另一目的在于提供一种利用上述的基于激光扫描的非接触式按键系统的购物商城引导定位系统。本专利技术的优点及积极效果为：采用本专利技术提供的基于激光扫描的非接触式按键系统，在相同的检测面积时，可比触摸屏降低90％的成本，由于本方法检测的分辨率不是均匀分布的，可适用于对分辨率不高，尤其是平面信息量分布不均匀的场合，例如市区地图，越靠近市中心信息量越密集，越是郊区信息量分布越稀疏。如果采用光源间距1厘米的光幕，本专利技术可节省95％的光源个数仍能够达到相应精度。本专利技术为了解决现有技术的问题，采用了舵机带动激光传感器扫描感知击键位置。可以通过指、笔、钥匙、手机等细杆或有尖角类物品指示在相应的区域，由两个舵机承载的激光发射接收器扫描对其进行定位，从而实现按键检测的功能。本专利技术在获取相关实验数据的基础上，进行了键盘制作和定位算法的分析，完成键盘模型与数值读取工作后，把理论计算值与实际读取值进行了比对分析，从理论和实践两个方面确认了系统的精度和可靠性；最后完成出租车乘降站地图演示功能，同时还扩展了该键盘的功能，使其可以应用在大型购物商场的引导地图中。本专利技术采用了转换法和代替法来实现位置的测量，传统按键都是基于直角坐标系测量X、Y两个坐标的值，本专利技术转换为测量两个激光传感器扫描到物体的角度；用三角坐标系的两个角度值来代替直角坐标系的两个长度值，在不均匀降低少量检测精度的同时大幅度简化机构。附图说明图1是本专利技术实施例提供的基于激光扫描的非接触式按键系统示意图；图2是本专利技术实施例提供的图1的正视图。图3是本专利技术实施例提供的图1的背视图。图4是本专利技术实施例提供的图1的仰视图。图5是本专利技术实施例提供的基于激光扫描的非接触式按键系统右视图。图中：1、激光发射接收器；2、显示装置；3、旋转机构座架；4、旋转机构；5、壳体；6、滑动变阻器；7、任意平面；8、垫块；9、按钮；10、控制器；11、三极管；12、电阻；13、喇叭；14、电容；15、电池；16、接线口；17、道路指示灯。图6是本专利技术实施例提供的基于激光扫描的非接触式按键系统电路示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。下面结合附图对本专利技术的应用原理作详细描述。如图1至图6所示，本专利技术实施例提供的基于激光扫描的非接触式按键系统包括：与控制器10有线连接，用于对定位在图片和文字展示信息的任意平面7上物体进行扫描的激光发射接收器1；与控制器10有线连接，用于对激光发射接收器扫描角度进行调整的旋转机构4；用于接收激光发射接收器1扫描的信息并进行分析和处理，还用于调整旋转机构4运行状态的控制器10；与控制器10有线连接，用于显示激光发射接收器1检测到的定位信息和控制器10相关分析结果的显示装置2；所述激光发射接收器1为两个或三个；旋转机构4为一个至三个；激光发射接收器与旋转机构根据功能要求具体配置包括：双激光发射接收器和双旋转机构组合体、或三个激光发射接收器和三旋转机构组合体、或双激光发射接收器和单旋转机构组合体。所述控制器10通过螺栓固定在基于激光扫描的非接触式按键系统的壳体后端面；所述任意平面7贴附在所述壳体5上端面；所述显示装置2通过螺栓固定在所述壳体5的上部；所述激光发射接收器1通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于激光扫描的非接触式按键系统，其特征在于，所述基于激光扫描的非接触式按键系统包括：与控制器有线连接，用于对定位在图片和文字展示信息的任意平面上物体进行扫描的激光发射接收器；与控制器有线连接，用于对激光发射接收器扫描角度进行调整的旋转机构；用于接收激光发射接收器扫描的信息并进行分析和处理，还用于调整旋转机构运行状态的控制器；与控制器有线连接，用于显示激光发射接收器检测到的定位信息和控制器相关分析结果的显示装置；所述激光发射接收器为两个或三个；旋转机构为一个至三个。

【技术特征摘要】
1.一种基于激光扫描的非接触式按键系统，其特征在于，所述基于激光扫描的非接触式按键系统包括：与控制器有线连接，用于对定位在图片和文字展示信息的任意平面上物体进行扫描的激光发射接收器；与控制器有线连接，用于对激光发射接收器扫描角度进行调整的旋转机构；用于接收激光发射接收器扫描的信息并进行分析和处理，还用于调整旋转机构运行状态的控制器；与控制器有线连接，用于显示激光发射接收器检测到的定位信息和控制器相关分析结果的显示装置；所述激光发射接收器为两个或三个；旋转机构为一个至三个。2.如权利要求1所述的基于激光扫描的非接触式按键系统，其特征在于，激光发射接收器与旋转机构根据功能要求具体配置包括：双激光发射接收器和双旋转机构组合体、或三个激光发射接收器和三旋转机构组合体、或双激光发射接收器和单旋转机构组合体。3.如权利要求1所述的基于激光扫描的非接触式按键系统，其特征在于，所述控制器通过螺栓固定在基于激光扫描的非接触式按键系统的壳体后端面；所述任意平面贴附在所述壳体上端面；所述显示装置通过螺栓固定在所述壳体的上部；所述激光发射接收器通过螺栓固定在旋转机构座架上；所述旋转机构座架通过螺栓固定在旋转机构上；所述旋转机构通过螺栓固定在壳体的上部；旋转机构由具有记录旋转角度功能的电机组成，所述电机为舵机、步进电机或测速电机的一种；所述旋转机构或为由普通电机与编码器组合而成的旋转机构。4.如权利要求1所述的基于激光扫描的非接触式按键系统，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：何章印，唐杰，
申请(专利权)人：何章印，
类型：发明
国别省市：吉林,22