本实用新型专利技术涉及交互装置领域，且公开了一种双目标三维超声定位笔式人机交互装置，包括主体，所述主体后侧两端连接有接收器，且主体内部安装有数字滤波器、陀螺仪以及信号发射器，所述主体两侧上下两端分别设有两个连接槽，且连接槽内部连接有连接块，所述连接块一侧连接有缓冲簧，且缓冲簧一端连接缓冲板，所述主体后端设有多个连接口，且连接口上端设有轴杆，所述轴杆连接防尘盖。该双目标三维超声定位笔式人机交互装置，通过发射不同个数、不同频率红外脉冲信号，配合红外接收传感器实现38kHz、56kHz红外信号频分复用；利用数字滤波器实现25kHz、40kHz超声信号频分复用。40kHz超声信号频分复用。40kHz超声信号频分复用。
【技术实现步骤摘要】
一种双目标三维超声定位笔式人机交互装置
[0001]本技术涉及交互装置领域，具体为一种双目标三维超声定位笔式人机交互装置。
技术介绍
[0002]人机交互具有优良的沉浸感和易用性，广泛应用于教育、军事、医疗等领域，是近年来人机交互研究的热点。超声定位技术是实现笔式人机交互的重要手段之一，具有精度高、成本低和结构简单等特点，交互电子白板是其典型应用。但是现有产品主要是基于单目标的二维参数定位技术，随着数字多媒体技术的不断发展，对多目标三维参数定位笔式人机交互产品的需求是必然趋势。研究新型多目标三维超声定位关键技术及装置不但是现有超声定位笔式人机交互技术延续与发展，更有着明确的经济价值。本文重点分析了TOA、TDOA定位方法，深入研究了超声信号时延提取方法和双目标红外信号、超声信号区分方法，以及基于加速度计、陀螺仪的空中鼠标控制方法，设计双目标三维超声定位笔式人机交互装置总体方案，将三维超声定位技术应用于笔式人机交互，利用频分复用技术和TOA定位方法实现双目标超声定位，结合基于加速度计和陀螺仪联合的空中鼠标进一步扩展三维交互范围，并完成装置内目标笔、接收处理板和上位机软件的开发、集成及测试工作。
[0003]为此，我们设计了一种双目标三维超声定位笔式人机交互装置。
技术实现思路
[0004]针对现有技术的不足，本技术提供了一种双目标三维超声定位笔式人机交互装置，解决了的问题。
[0005]为了达到上述目的，本技术所采用的技术方案是：
[0006]一种双目标三维超声定位笔式人机交互装置，包括主体，所述主体后侧两端连接有接收器，且主体内部安装有数字滤波器、陀螺仪以及信号发射器，所述主体两侧上下两端分别设有两个连接槽，且连接槽内部连接有连接块，所述连接块一侧连接有缓冲簧，且缓冲簧一端连接缓冲板，所述主体后端设有多个连接口，且连接口上端设有轴杆，所述轴杆连接防尘盖，且防尘盖底端中间设有通槽，所述通槽两侧壁设有滑槽，所述通槽上设有伸缩板，且伸缩板两侧设有卡槽，所述通槽两侧底端连接有弹簧柱，且弹簧柱之间通过拉杆进行连接，所述拉杆两端连接有连接杆，且连接杆一端连接卡块。
[0007]进一步的，所述缓冲板一侧上下两端通过缓冲簧连接有两个连接块，所述连接槽两端分别设有开口和闭口，且连接块从连接槽开口一端移入连接槽内。
[0008]进一步的，所述连接块一侧等距离连接有多个缓冲簧，且缓冲簧、缓冲板和连接块组成缓冲结构。
[0009]进一步的，所述伸缩板两侧设有与滑槽相匹配连接的滑块，且伸缩板通过滑块在滑槽内进行移动。
[0010]进一步的，所述伸缩板设置在防尘盖内部，且伸缩板宽度与通槽宽度相同，所述伸
缩板完全伸出防尘盖内部时，且伸缩板将通槽进行遮挡。
[0011]进一步的，所述伸缩板完全伸出防尘盖时，且卡块与卡槽进行卡合连接。
[0012]进一步的，所述连接杆设置在弹簧柱内侧，所述弹簧柱在自然状态时的长度与连接杆的长度相同。
[0013]进一步的，所述接收器、数字滤波器、陀螺仪以及信号发射器之间电性连接。
[0014]本技术的有益效果为：
[0015]1、该技术，缓冲板一侧上下两端通过缓冲簧连接有两个连接块，连接槽两端分别设有开口和闭口，且连接块从连接槽开口一端移入连接槽内，连接块一侧等距离连接有多个缓冲簧，且缓冲簧、缓冲板和连接块组成缓冲结构，通过此结构可以使得交互装置在意外情况下碰撞时具有一定的缓冲作用，对主体有很好的保护作用。
[0016]2、该技术，伸缩板两侧设有与滑槽相匹配连接的滑块，且伸缩板通过滑块在滑槽内进行移动，伸缩板设置在防尘盖内部，且伸缩板宽度与通槽宽度相同，伸缩板完全伸出防尘盖内部时，且伸缩板将通槽进行遮挡，伸缩板完全伸出防尘盖时，且卡块与卡槽进行卡合连接，通过伸缩板与防尘盖可以将连接口进行防尘作用，当使用时可以将线从通槽内穿出，避免连接口进入灰尘的情况。
[0017]3、该技术，通过发射不同个数、不同频率红外脉冲信号，配合红外接收传感器实现38kHz、56kHz红外信号频分复用；利用数字滤波器实现25kHz、40kHz超声信号频分复用，通过二阶滤波器级联、化简结构、缩小滤波区间三个步骤降低数字滤波时间和误差；最后基于TOA定位方法计算目标三维位置，具有定位误差小、定位速度快、可实现双目标定位的优点，利用陀螺仪计算偏移角度值，在使用过程中动态更新陀螺仪输出参考值和角度参考值，提高空中鼠标稳定性的同时扩展了使用角度，分别以PIC12F508和STC89C52为核心设计两种目标笔，实现定位信号发射和空中鼠标功能，前者电路简单、体积小，易于集成，后者功能丰富，便于扩展；设计以TMS320VC5502为核心的接收处理板，实现3通道信号接收、高速率采样、数字滤波、TOA位置计算和通信功能；基于C++和OpenGL开发上位机软件，实现双目标运动轨迹显示和鼠标控制功能。
附图说明
[0018]图1为本技术的结构示意图；
[0019]图2为本技术中缓冲组件部分结构示意图；
[0020]图3为本技术中防尘盖部分结构示意图；
[0021]图4为图1中A处放大结构示意图；
[0022]图5为图3中B处放大结构示意图。
[0023]图中：1、主体；2、接收器；3、连接槽；4、连接块；5、缓冲簧；6、缓冲板；7、连接口；8、防尘盖；9、轴杆；10、通槽；11、伸缩板；12、卡槽；13、滑槽；14、弹簧柱；15、拉杆；16、连接杆；17、卡块；18、数字滤波器；19、陀螺仪；20、信号发射器。
具体实施方式
[0024]为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描
述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0025]参看图1
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5：一种双目标三维超声定位笔式人机交互装置，包括主体1，所述主体1后侧两端连接有接收器2，且主体1内部安装有数字滤波器18、陀螺仪19以及信号发射器20，所述主体1两侧上下两端分别设有两个连接槽3，且连接槽3内部连接有连接块4，所述连接块4一侧连接有缓冲簧5，且缓冲簧5一端连接缓冲板6，所述主体1后端设有多个连接口7，且连接口7上端设有轴杆9，所述轴杆9连接防尘盖8，且防尘盖8底端中间设有通槽10，所述通槽10两侧壁设有滑槽13，所述通槽10上设有伸缩板11，且伸缩板11两侧设有卡槽12，所述通槽10两侧底端连接有弹簧柱14，且弹簧柱14之间通过拉杆15进行连接，所述拉杆15两端连接有连接杆16，且连接杆16一端连接卡块17。
[0026]进一步的，所述缓冲板6一侧上下两端通过缓冲簧5连接有两个连接块4，所述连接槽3两端分别本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种双目标三维超声定位笔式人机交互装置，包括主体(1)，其特征在于：所述主体(1)后侧两端连接有接收器(2)，且主体(1)内部安装有数字滤波器(18)、陀螺仪(19)以及信号发射器(20)，所述主体(1)两侧上下两端分别设有两个连接槽(3)，且连接槽(3)内部连接有连接块(4)，所述连接块(4)一侧连接有缓冲簧(5)，且缓冲簧(5)一端连接缓冲板(6)，所述主体(1)后端设有多个连接口(7)，且连接口(7)上端设有轴杆(9)，所述轴杆(9)连接防尘盖(8)，且防尘盖(8)底端中间设有通槽(10)，所述通槽(10)两侧壁设有滑槽(13)，所述通槽(10)上设有伸缩板(11)，且伸缩板(11)两侧设有卡槽(12)，所述通槽(10)两侧底端连接有弹簧柱(14)，且弹簧柱(14)之间通过拉杆(15)进行连接，所述拉杆(15)两端连接有连接杆(16)，且连接杆(16)一端连接卡块(17)。2.根据权利要求1所述的一种双目标三维超声定位笔式人机交互装置，其特征在于：所述缓冲板(6)一侧上下两端通过缓冲簧(5)连接有两个连接块(4)，所述连接槽(3)两端分别设有开口和闭口，且连接块(4)从连接槽(3)开口一端移入连接槽(3)内。3.根据权利要求1所述的一种双目标三维超声定位笔式...
【专利技术属性】
技术研发人员：周振武，李明洋，崔杨辰淼，王亦驰，毕效乾，景德龙，陈坤，储振宇，
申请(专利权)人：周振武，
类型：新型
国别省市：
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