CN108364002A - 小范围人脸跟踪手机支架装置及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种小范围人脸跟踪手机支架装置及使用方法，其装置的特征在于，在左耳机壳和右耳机壳上分别设置有信号发射器的耳机，以及设置有多个信号接收器的手机支架组件；所述手机支架组件包括支架固定部、一端连接所述支架固定部的可调连接部、以及连接所述可调连接部另一端的手机固定部；所述手机固定部由驱动电机驱动可进行转动；所述多个信号接收器和驱动电机分别连接控制处理装置。本发明在现有手机支架上增添信号采集和处理装置，以及驱动装置，在使用过程中，在小范围人脸转动时可以自动跟踪人脸的角度调整，减少了人力的反复调整的次数，不仅给使用者带来舒适，也缓和了支架的使用机械疲劳强度。

Description

小范围人脸跟踪手机支架装置及使用方法

技术领域

本发明属于手机配件领域，尤其涉及一种小范围人脸跟踪手机支架装置及使用方法。

背景技术

市场上的手机支架就只是普通的机械结构，主要依靠手动来调整最佳观看角度，不仅给使用者带来极大的不便，而且也给支架带来机械疲劳和功能弱化，容易失效，尤其在使用过程中，由于肌肉疲劳等原因，使用者的头部不可避免地会需要进行角度的调整，在这样的情况下，要么使用者不得不手动继续调整支架上手机的角度。

同时，由于频繁手工调整支架位置，调整力度不易控制，导致支架结构机械疲劳，转轴易失效。

发明内容

针对现有技术存在的不足和空白，本发明采用以下技术方案：

一种小范围人脸跟踪手机支架装置，其特征在于，包括：在左耳机壳和右耳机壳上分别设置有信号发射器的耳机，以及设置有多个信号接收器的手机支架组件；所述手机支架组件包括支架固定部、一端连接所述支架固定部的可调连接部、以及连接所述可调连接部另一端的手机固定部；所述手机固定部由驱动电机驱动可进行转动；所述多个信号接收器和驱动电机分别连接控制处理装置。

优选地，在工作状态下，所述信号接收器接收所述信号发射器的RSSI信号。

优选地，所述可调连接部和手机固定部的连接部设置有万向头；所述支架固定部为匚形固定支架板；所述可调连接部为镁铝合金软管；所述匚形固定支架板和镁铝合金软管之间设置有调节匚形固定支架板和镁铝合金软管相对距离的调整旋钮。

优选地，所述左耳机壳和右耳机壳上的信号发射器各设置有两个，在耳机正确佩戴的情况下，全部信号发射器共面；所述信号接收器有四个，两两正交共面固定设置在手机固定部所在平面上，分别构成横向接收对和纵向接收对。

优选地，所述手机固定部由横向驱动组和纵向驱动组分别控制，在两个相互垂直方向的转动；所述横向驱动组和纵向驱动组各由一个驱动电机驱动；所述每个信号接收器匹配一个信号发射器发出的无线信号。

优选地，所述横向驱动组驱动的转动方向与横向接收对的设置方向共面；所述纵向驱动组驱动的转动方向与纵向接收对的设置方向共面。

根据本发明装置优选方案的小范围人脸跟踪手机支架装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤1：使用者佩戴好所述耳机，将手机固定在所述手机固定部上，将手机的角度手动调整至舒适位置后，开启耳机上的信号发射器；

步骤2：所述信号发射器和信号接收器完成匹配，所述控制处理装置根据四对信号发射器和信号接收器的相对距离，计算获得信号发射器构成平面和信号接收器构成平面的夹角，记录为匹配夹角；

步骤3：所述信号接收器根据预设的时间间隔，检测所述信号发射器的RSSI信号，当使用者头部发生移动时，所述信号发射器测定的与信号接收器之间的距离发生变化，如所述控制处理装置计算获得的信号发射器构成平面和信号接收器构成平面的夹角偏离匹配夹角超过阈值，则所述控制处理装置控制驱动电机启动；

步骤4：所述驱动电机控制横向驱动组和/或纵向驱动组驱动手机固定部进行转动，使所述控制处理装置计算获得的信号发射器构成平面和信号接收器构成平面的夹角与匹配夹角的偏离小于阈值；

步骤5：使用者关闭耳机上的信号发射器后，所述控制处理装置清空匹配夹角的记录。

优选地，在步骤3中，当使用者头部进行大幅转动时，所述控制处理装置计算获得的信号发射器构成平面和信号接收器构成平面的夹角偏离匹配夹角超过超限阈值时，则所述控制处理装置不控制驱动电机启动；直至所述控制处理装置计算获得的信号发射器构成平面和信号接收器构成平面的夹角偏离匹配夹角小于超限阈值。

本发明及其优选方案在现有手机支架上增添信号采集和处理装置，以及驱动装置，并对手机支架上在局部上加以优化。把夹头做成万向头结构，支架连接软管换成镁铝合金软管，提高稳定性和灵活性。

在使用过程中，在小范围人脸转动时可以自动跟踪人脸的角度调整，减少了人力的反复调整的次数，不仅给使用者带来舒适，也缓和了支架的使用机械疲劳强度。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

（一）智能化

使用支架时无需手动调节，只需将支架放置在使用者面前的合适位置，便可自动随人脸跟踪到达一个舒适合理的最佳位置。

（二）舒适度与方便性

由于支架自动调节位置，给使用者带来舒适，方便。

（三）操作简单灵活

自动通过人脸的位置不同而调节位置，减少人工反复调整而造成的机械疲劳及转轴失效，同时智能支架的操作简单灵活、稳定性高。

（四）机械结构的稳定性和灵活性

由于把夹头做成万向头结构，支架连接软管换成镁铝合金软管，提高稳定性和灵活性。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步详细的说明：

图1为本发明实施例控制流程示意图；

图2为本发明实施例整体结构侧部示意图；

图3为本发明实施例中手机固定部示意图1；

图4为本发明实施例中手机固定部示意图2；

图5为本发明实施例中耳机示意图；

图6为本发明实施例使用方法流程示意图；

图中：1-耳机；11-信号发射器；12-开关；21-信号接收器；22-手机固定部；23-万向头；24-可调连接部；25-调整旋钮；26-支架固定部；221-夹持部。

具体实施方式

为让本专利的特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，作详细说明如下：

本实施例的构成要旨在于，通过设置在耳机1上的信号发射器11实现对人脸所在（近似）平面的模拟和表征；通过设置在手机支架上的信号接收器21实现对手机屏幕所在平面的模拟和表征；并通过对两个平面所构成夹角这一参数进行匹配，而实现手机支架（上的手机屏幕）对人脸的小范围跟踪和匹配。

如图2-图5，为了实现上述发明构想，本发明实施例装置包括：在左耳机壳和右耳机壳上分别设置有两个信号发射器11的耳机1；以及设置有四个信号接收器21的手机支架组件。

其中，在耳机1正确佩戴（即按照耳机1的形状，以合适的角度将耳机1佩戴在人耳上，在本实施例更具体的设计中，可将耳机1平行于头部的纵轴作为最舒适的形状设计）的情况下，全部信号发射器11共面；

在本实施例中，全部信号发射器11构成的平面可以设计为与人脸（尤其是眼部）所在的近似平面平行，也可以不平行，但该平面随人脸的角度调整也会产生同样角度的调整。

手机支架组件包括支架固定部26、一端连接支架固定部26的可调连接部24、以及连接可调连接部24另一端的手机固定部22；手机固定部22由驱动电机驱动可进行转动；每个信号接收器21和驱动电机分别连接控制处理装置。

其中，四个信号接收器21两两正交共面固定设置在手机固定部22所在平面上，分别构成横向接收对和纵向接收对，该种设置保证了信号接收器21所构成的平面与设置在手机固定部22后的手机屏幕所在平面平行，得以表征该平面。

本实施例中，耳机1上的信号发射器11通过开关12控制开闭，当开关12开启之后，信号发射器11对外发射信号。

在本实施例中，每个信号接收器21匹配一个信号发射器11发出的无线信号，一共构成四个无线信号收发对，由此可以实现为求解两平面夹角的必要平面上点之间距离的信息采集。

作为优选方案，本实施例中，信号发射器11和信号接收器21选用低功耗蓝牙收发装置，信号接收器21接收信号发射器11的RSSI信号，以实现二者之间距离信息的获取。

如图2所示，在本实施例中，可调连接部24和手机固定部22的连接部设置有万向头23；支架固定部26为匚形固定支架板；可调连接部24为镁铝合金软管；匚形固定支架板和镁铝合金软管之间设置有调节匚形固定支架板和镁铝合金软管相对距离的调整旋钮25。

其中，支架固定部26可摆放或夹持在桌子等可固定的平台上；万向头23保证了无论是通过人工还是驱动电机，均能够容易实现对手机固定部22的各个旋转角度的调整；镁铝合金软管可完全或拉直，以实现灵活的，更多角度和距离的调整。

如图4所示，手机固定部22通过一个夹持部221的设置，可将手机平行固定在手机固定部22上。

在本实施例驱动机构的设计上，本实施例采用两个驱动电机分别驱动手机固定部22在一个方向上的旋转：手机固定部22由横向驱动组和纵向驱动组分别控制，在两个相互垂直方向的转动；横向驱动组和纵向驱动组各由一个驱动电机驱动。

在驱动的传动结构上，本实施例主要考虑采用常规的传动方式。本实施例可选用步进电机直接通过驱动轴控制手机固定部22平面的旋转；也可采用伺服电机和减速器的组合共同实现旋转的驱动。

在控制处理装置的设计方面，本实施例也采用常规技术手段，一部分需要处理RSSI信号，通过常规的RSSI信号的常规处理算法，将RSSI信号还原成为距离信息。之后通过立体几何的基本算法，计算获得信号发射器11和信号接收器21平面之间的夹角信息；并在匹配夹角的基准值后转化为驱动电机的运动量信号。

如图3所示，本实施例中，横向驱动组驱动的转动方向与横向接收对的设置方向共面；纵向驱动组驱动的转动方向与纵向接收对的设置方向共面，该种设置可以简化控制处理装置计算驱动电机的运动量信息过程的复杂程度。

如图1所示，本实施例的控制流程在于：信号接收器21接受信号发射器11的信号（RSSI信号）并传送至控制处理装置，控制处理装置处理完之后转化为驱动电机的运动量信号，并带动手机固定板的转动，以保证信号发射器11和信号接收器21平面之间的夹角始终能够匹配预设的初始值，最终实现本发明的目的。

如图6所示，本实施例使用方法，包括以下步骤：

步骤1：使用者佩戴好耳机1，将手机固定在手机固定部22上，将手机的角度手动调整至舒适位置（预设的能够使左耳机壳和右耳机壳上四个信号发射器11共面的位置）后，开启耳机1上的信号发射器11；此时，由于初次手机角度的调整是由使用者自己完成的，因此该观看角度为舒适角度；

步骤2：信号发射器11和信号接收器21完成匹配，控制处理装置根据四对信号发射器11和信号接收器21的相对距离，计算获得信号发射器11构成平面和信号接收器21构成平面的夹角，记录为匹配夹角；该匹配夹角即为舒适角度的表征值，作为本次使用过程中的一个基准；

步骤3：信号接收器21根据预设的时间间隔，检测信号发射器11的RSSI信号，当使用者头部发生移动时，信号发射器11测定的与信号接收器21之间的距离发生变化，如控制处理装置计算获得的信号发射器11构成平面和信号接收器21构成平面的夹角偏离匹配夹角超过阈值，则控制处理装置控制驱动电机启动；

步骤4：驱动电机控制横向驱动组和/或纵向驱动组驱动手机固定部22进行转动，使控制处理装置计算获得的信号发射器11构成平面和信号接收器21构成平面的夹角与匹配夹角的偏离小于阈值；使得使用者观看手机的角度再次调整为舒适角度；

步骤5：使用者关闭耳机1上的信号发射器11后，控制处理装置清空匹配夹角的记录。

在本实施例使用方法的在步骤3中，为避免超过装置调整上限的人脸大幅转动，以产生夹角的大幅偏离对装置使用过程的影响，当使用者头部进行大幅转动时，控制处理装置计算获得的信号发射器11构成平面和信号接收器21构成平面的夹角偏离匹配夹角超过超限阈值时，则控制处理装置不控制驱动电机启动；直至控制处理装置计算获得的信号发射器11构成平面和信号接收器21构成平面的夹角偏离匹配夹角小于超限阈值。

也就是说，本实施例装置只对人脸的小范围旋转偏移作出响应。

本专利不局限于上述最佳实施方式，任何人在本专利的启示下都可以得出其它各种形式的小范围人脸跟踪手机支架装置及使用方法，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本专利的涵盖范围。

Claims (8)

1.一种小范围人脸跟踪手机支架装置，其特征在于，包括：在左耳机壳和右耳机壳上分别设置有信号发射器的耳机，以及设置有多个信号接收器的手机支架组件；所述手机支架组件包括支架固定部、一端连接所述支架固定部的可调连接部、以及连接所述可调连接部另一端的手机固定部；所述手机固定部由驱动电机驱动可进行转动；所述多个信号接收器和驱动电机分别连接控制处理装置。

2.根据权利要求1所述的小范围人脸跟踪手机支架装置，其特征在于：在工作状态下，所述信号接收器接收所述信号发射器的RSSI信号。

3.根据权利要求1所述的小范围人脸跟踪手机支架装置，其特征在于：所述可调连接部和手机固定部的连接部设置有万向头；所述支架固定部为匚形固定支架板；所述可调连接部为镁铝合金软管；所述匚形固定支架板和镁铝合金软管之间设置有调节匚形固定支架板和镁铝合金软管相对距离的调整旋钮。

4.根据权利要求2所述的小范围人脸跟踪手机支架装置，其特征在于：所述左耳机壳和右耳机壳上的信号发射器各设置有两个，在耳机正确佩戴的情况下，全部信号发射器共面；所述信号接收器有四个，两两正交共面固定设置在手机固定部所在平面上，分别构成横向接收对和纵向接收对。

5.根据权利要求4所述的小范围人脸跟踪手机支架装置，其特征在于：所述手机固定部由横向驱动组和纵向驱动组分别控制，在两个相互垂直方向的转动；所述横向驱动组和纵向驱动组各由一个驱动电机驱动；所述每个信号接收器匹配一个信号发射器发出的无线信号。

6.根据权利要求5所述的小范围人脸跟踪手机支架装置，其特征在于：所述横向驱动组驱动的转动方向与横向接收对的设置方向共面；所述纵向驱动组驱动的转动方向与纵向接收对的设置方向共面。

7.一种根据权利要求5所述小范围人脸跟踪手机支架装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：使用者佩戴好所述耳机，将手机固定在所述手机固定部上，将手机的角度手动调整至舒适位置后，开启耳机上的信号发射器；

步骤2：所述信号发射器和信号接收器完成匹配，所述控制处理装置根据四对信号发射器和信号接收器的相对距离，计算获得信号发射器构成平面和信号接收器构成平面的夹角，记录为匹配夹角；

步骤3：所述信号接收器根据预设的时间间隔，检测所述信号发射器的RSSI信号，当使用者头部发生移动时，所述信号发射器测定的与信号接收器之间的距离发生变化，如所述控制处理装置计算获得的信号发射器构成平面和信号接收器构成平面的夹角偏离匹配夹角超过阈值，则所述控制处理装置控制驱动电机启动；

步骤4：所述驱动电机控制横向驱动组和/或纵向驱动组驱动手机固定部进行转动，使所述控制处理装置计算获得的信号发射器构成平面和信号接收器构成平面的夹角与匹配夹角的偏离小于阈值；

步骤5：使用者关闭耳机上的信号发射器后，所述控制处理装置清空匹配夹角的记录。

8.一种根据权利要求7所述小范围人脸跟踪手机支架装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

在步骤3中，当使用者头部进行大幅转动时，所述控制处理装置计算获得的信号发射器构成平面和信号接收器构成平面的夹角偏离匹配夹角超过超限阈值时，则所述控制处理装置不控制驱动电机启动；直至所述控制处理装置计算获得的信号发射器构成平面和信号接收器构成平面的夹角偏离匹配夹角小于超限阈值。