CN106370130B - 一种红外光幕平行于大屏幕的检测装置与方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种红外光幕平行于大屏幕的检测装置与方法，所述检测装置包括传感器：采集红外光幕信息，将红外光幕信息转化成电信号；A/D转换装置：接收传感器传来的电信号，将电信号模拟量转化为数字量；CPU处理器：将A/D转换装置传来的数字量与光强阈值比较，按照二值化量输出；单片机显示系统：接收CPU处理器运算的结果，显示在系统上。这种装置解决了不可见光幕的检测问题，将检测结果用直观可见的形式展示给安装人员，且能够同时提供测量点的光强数据，便于改善交互算法，操作简便，能够指导安装过程，提高安装效率和精度。

Description

一种红外光幕平行于大屏幕的检测装置与方法
技术领域
本发明涉及人机交互技术领域，特别是一种红外光幕平行于大屏幕的检测装置与方法。
背景技术
随着电子触摸技术的不断发展，红外扫描定位技术因其独特的优势受到越来越多的人的青睐，例如与电阻、电容定位相比，可以做到完全的透光性，耐磨性；与电磁定位、超声波定位技术相比，红外定位技术无需使用特殊电子笔，使用方便，除此以外，红外定位技术还能很便捷的应用在大尺寸触摸屏等设备中。
在基于红外光的屏幕触控人机交互系统中，由于红外光为不可见光，所以在安装时要保证发射器发射的光幕和屏幕平行的难度很大。目前的方法主要是垂直于屏幕放置物品来判断，但这种方法直观性不好、精度差、效率低，更无法对于多发射装置的光幕进行有效拼接，导致的后果就是调整发射器位置的时间太长，且无法准确获得光幕距离屏幕的距离信息，使得在触控的安装及使用过程中，操作繁琐且体验效果不好。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出了一种红外光幕平行于大屏幕的检测装置与方法。
本发明的具体方案如下：
一种红外光幕平行于大屏幕的检测装置，包括传感器：采集红外光幕信息，将红外光幕信息转化成电信号；A/D转换装置：接收传感器传来的电信号，将电信号模拟量转化为数字量；CPU处理器：将A/D转换装置传来的数字量与光强阈值比较，按照二值化量输出；单片机显示系统：接收CPU处理器运算的结果，显示在系统上。
优选地，所述单片机显示系统包括LED灯和LCD屏幕。
优选地，所述传感器的个数大于等于2，排列方式为等间隔排列。
优选地，所述传感器设置在雨刷型的传感器固定架上。
优选地，所述CPU处理器为DSP、ARM和型号不同的单片机中任一种处理器。
优选地，还包括语音播报器。
优选地，还包括夹具结构。
优选地，还包括外接直流电源插口。
一种红外光幕平行于大屏幕的检测方法，包括如下步骤：
步骤一、各路传感器用查询方式采集所在位置的红外光幕的光强信息，并将采集的红外光幕的光强信息转化为电信号，传输给对应的A/D转换装置；
步骤二、A/D转换装置接收各路传感器传来的电信号，将电信号模拟量转化为数字量，传输到CPU处理器；
步骤三、CPU处理器将A/D转换装置传来的数字量与光强阈值进行比较，按照二值化量输出在LED灯上，同时将A/D转换装置处理后的数字量和对应的提示语传输给LCD屏幕，显示在LCD屏幕上；
步骤四、用户根据LCD屏幕上的提示语和LED灯点亮的情况，调整红外光发射器的位置。
优选地，所述步骤一还包括接通电源，启动系统，初始化LCD屏幕和LED灯。
优选地，所述步骤一还包括通过拨码开关设定光强阈值，CPU处理器读取设定的光强阈值。
优选地，所述步骤一还包括传感器的校准。
优选地，所述步骤四还包括CPU处理器通过地址线找到相应的A/D转换装置，将A/D转换装置处理的结果读取到CPU处理器中。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
本发明提出的一种红外光幕平行于大屏幕的检测装置与方法，解决了不可见光幕的检测问题，将检测结果用直观可见的形式展示给安装人员，指导安装过程，且能够同时提供测量点的光强数据，便于改善交互算法，操作简便，能够指导安装过程，提高安装效率和精度。
附图说明
图1为本发明提出的一种红外光幕平行于大屏幕的检测装置示意图；
图2为本发明提出的一种红外光幕平行于大屏幕的检测装置中单片机显示系统示意图；
图3为本发明提出的一种红外光幕平行于大屏幕的检测装置工作示意图；
图4为本发明提出的一种红外光幕平行于大屏幕的检测装置中单片机显示系统工作示意图。
具体实施方式
以下结合具体实施方式进一步详细说明本发明的技术方案。应当理解，此处描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例一
如图1和图2所示，接通电源，启动系统，初始化LCD屏幕和LED灯，通过拨码开关设定光强阈值，CPU处理器读取设定的光强阈值，通过将传感器放置在不同光强的环境下，看每个传感器在特定光强度下，LED灯是否亮起，以及LCD显示屏的数值是否一致对传感器进行校准。传感器采集红外光幕信息，将红外光幕信息转化成电信号，传输给对应的A/D转换装置，A/D转换装置将电信号的模拟量转换为数字量，CPU处理器通过地址线发送地址信息，将所需的A/D转换装置中的信息通过数据线传输回CPU处理器，将A/D转换装置处理的结果读取到CPU处理器中。CPU处理器将A/D转换装置传来的数字量与光强阈值进行比较，按照二值化量输出在LED灯上，同时将A/D转换装置处理后的数字量和对应的提示语传输给LCD屏幕，显示在LCD屏幕上，用户根据LCD屏幕上的提示语和LED灯点亮的情况，调整红外光发射器的位置，调整后再次通过上述步骤进行测定，直到达到我们想要的效果。
光强阈值可以根据实际光强通过拨码开关进行设定，设定后，CPU处理器读取设定的光强阈值即可进行相关的运算。
实施例二
图3为本发明提出的一种红外光幕平行于大屏幕的检测装置工作示意图，此装置中设置有三组检测装置，分别放置在距离屏幕2mm、4mm和6mm的位置处。每组检测装置包括8个等间隔排列的传感器和一个A/D转换装置，8个等间隔排列的传感器设置在一个雨刷型的传感器固定架上。首先接通电源，启动系统，初始化LCD屏幕和LED灯，然后CPU处理器读取拨码开关设定的光强阈值，并对传感器进行校准，接下来传感器采集所在位置的红外光幕信息，将红外光幕信息转化成电信号，将电信号传输给对应的A/D转换装置，A/D转换装置将电信号的模拟量转化为数字量，CPU处理器通过地址线发送不同的地址信息，将所需的A/D转换装置中的信息通过数据线传输回CPU处理器，CPU处理器将A/D转换装置传来的数字量与光强阈值进行比较，按照二值化量输出在LED灯上，同时将A/D转换装置处理后的数字量和对应的提示语传输给LCD屏幕，显示在LCD屏幕上。若数字量低于阈值，则对应的LED灯不亮，若数字量高于阈值，则对应的LED灯点亮，LCD屏幕上显示出每个传感器所在位置的光强数字量，同时还可以显示出三组检测装置的综合结果，如，光幕较厚，请重换发射器等，若LCD屏幕连接语音播报器，则语音播报器也可以给出类似提示语。另一方面，可以根据实际情况，将理想位置(如距离4mm)处的灯设置为绿灯，靠近屏幕(距离2mm)处的灯设置为红灯，远离屏幕(距离6mm)处的灯设置为红灯。若绿灯全部亮起，红灯全部不亮，代表红外光幕的厚度适宜，且红外光幕与大屏幕平行，否则不平行，系统将会给出提出信息，指导用户调整红外光发射器的位置，调整后再次通过上述步骤进行测定，直到达到我们的标准。LCD屏幕中的数值与LED灯一一对应。
在整个测定过程中，光强阈值可以根据实际光强随时进行调节，CPU处理器读取调节后的阈值进行相关的运算。
若第一次LCD屏幕上和LED灯显示出红外光发射器的位置不合适，需要重新调整发射器，用户就可以根据显示对红外光发射器进行相应的调节，然后再重新采集红外光幕的光强，将操作步骤重新执行，直到达到我们的要求。
在本发明提出的装置工作之前，首先需要根据红外光的强度以及我们的需要通过拨码开关设定光强阈值，若红外光的强度超过阈值对应的强度，则对应的LED灯亮，若红外光的强度没有超过阈值对应的强度，则对应的LED灯不亮，CPU处理器读取设定的光强阈值。然后对传感器进行校准，主要根据光强，通过将传感器放置在不同光强的环境下，看每个传感器在特定光强度下，LED灯是否亮起，以及LCD显示屏的数值是否一致进行校准，以保证每个传感器性能相同。
图4为单片机显示系统工作示意图，若红外光发射器的位置正好达到我们的要求，则LED灯理想位置(距离4mm)处的绿灯将全部亮起，其余灯则不会亮；LCD显示模块中也会显示出相对应的亮度值，同时，也会显示文字或者语音播报：光幕已调好，4mm，厚度均匀。
本发明还设计了夹具结构，是为了方便把本发明设计的一种红外光幕平行于大屏幕的检测装置夹放在屏幕的被测位置。同时，本发明还配有外接直流电源插口，保证测量参考电压稳定和测量精确。本发明所用的CPU处理器为DSP、ARM或型号不同的单片机中的任意一种处理器。
综上所述，本发明提出的一种红外光幕平行于大屏幕的检测装置，解决了不可见光幕的检测问题，将检测结果用直观可见的形式展示给安装人员，且能够同时提供测量点的光强数据，便于改善交互算法，操作简便，能够指导安装，提高安装效率和精度。
以上的实施方式均为本发明的优选实施方式，并非因此限制本发明的专利保护范围。任何本发明所属的技术领域的技术人员，在不脱离本发明所公开的精神和范围的前提下，对本发明的内容所做的等效结构与等效步骤的变换均落入本发明要求保护的专利范围之内。

Claims (13)

1.一种红外光幕平行于大屏幕的检测装置，其特征在于，包括
传感器：采集所述传感器所在位置的红外光幕光强信息，将红外光幕的光强信息转化成电信号；
A/D转换装置：接收传感器传来的电信号，将电信号模拟量转化为数字量；
CPU处理器：将A/D转换装置传来的数字量与光强阈值比较，按照二值化量输出，同时将A/D转换装置处理后的数字量和对应的提示语输出；
单片机显示系统：接收CPU处理器输出的结果，显示在系统上。
2.根据权利要求1所述的一种红外光幕平行于大屏幕的检测装置，其特征在于，所述单片机显示系统包括LED灯和LCD屏幕。
3.根据权利要求1所述的一种红外光幕平行于大屏幕的检测装置，其特征在于，所述传感器的个数大于等于2，排列方式为等间隔排列。
4.根据权利要求3所述的一种红外光幕平行于大屏幕的检测装置，其特征在于，所述传感器设置在雨刷型的传感器固定架上。
5.根据权利要求1所述的一种红外光幕平行于大屏幕的检测装置，其特征在于，所述CPU处理器为DSP、ARM和型号不同的单片机中任一种处理器。
6.根据权利要求1所述的一种红外光幕平行于大屏幕的检测装置，其特征在于，还包括语音播报器。
7.根据权利要求1所述的一种红外光幕平行于大屏幕的检测装置，其特征在于，还包括夹具结构。
8.根据权利要求1所述的一种红外光幕平行于大屏幕的检测装置，其特征在于，还包括外接直流电源插口。
9.一种红外光幕平行于大屏幕的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一、各路传感器用查询方式采集所在位置的红外光幕的光强信息，并将采集的红外光幕的光强信息转化为电信号，传输给对应的A/D转换装置；
步骤二、A/D转换装置接收各路传感器传来的电信号，将电信号模拟量转化为数字量，传输到CPU处理器；
步骤三、CPU处理器将A/D转换装置传来的数字量与光强阈值进行比较，按照二值化量输出在LED灯上，同时将A/D转换装置处理后的数字量和对应的提示语传输给LCD屏幕，显示在LCD屏幕上；
步骤四、用户根据LCD屏幕上的提示语和LED灯点亮的情况，调整红外光发射器的位置。
10.根据权利要求9所述的一种红外光幕平行于大屏幕的检测方法，其特征在于，所述步骤一还包括接通电源，启动系统，初始化LCD屏幕和LED灯。
11.根据权利要求10所述的一种红外光幕平行于大屏幕的检测方法，其特征在于，所述步骤一还包括通过拨码开关设定光强阈值，CPU处理器读取设定的光强阈值。
12.根据权利要求11所述的一种红外光幕平行于大屏幕的检测方法，其特征在于，所述步骤一还包括传感器的校准。
13.根据权利要求9所述的一种红外光幕平行于大屏幕的检测方法，其特征在于，所述步骤四还包括CPU处理器通过地址线找到相应的A/D转换装置，将A/D转换装置处理的结果读取到CPU处理器中。
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