CN108966640A - 高度测量设备 - Google Patents

Abstract

一种用于测量一个或多个物体/用户的高度的设施、系统和方法。一旦高度测量设备被校准，可缩回脚平台就被定位在用户/物体的顶上，并且其距离被激光传感器捕获、存储和计算，以确定物体/用户的作为结果的高度。高度测量可以显示在屏幕上，包括高度测量设备本身或其它设备诸如平板电脑、智能电话或秤的屏幕显示器。来自每个用户的高度数据可以彼此进行比较。高度测量设备还包括预测遗传算法，该算法确定青少年用户的未来高度。

Description

高度测量设备

发明内容

提供了用于测量高度的设施、方法和系统。该设施和方法包括通过接合距离传感器来启动和校准高度测量设备，以捕获和存储校准读数。距离传感器可以是激光器或其它视线设备的形式。连接到可伸缩带的脚平台被拉到物体/用户的顶上。读数被捕获并用作距离读数。距离传感器捕获、存储并计算用于用户/物体的高度测量结果，并在屏幕上显示高度测量结果。存储并计算用于用户/物体的高度测量结果，并在屏幕上显示高度测量结果。

该系统包括处理器指令，其能够捕获、计算和存储校准数据以及用于包括用户在内的一个或多个物体的高度测量数据。然后显示物体/用户的计算出的高度结果。另外，可以针对多于一个物体/用户比较高度数据。还可以使用预测算法来处理高度数据，以便预测青少年用户的可遗传的未来高度。可以存储高度测量结果(包括比较的高度)和预测的高度，并显示在任意多个屏幕上，包括智能电话、秤(scale)、平板电脑等。

提供本发明内容是为了以简化的形式介绍在具体说明中进一步描述的一些概念。本发明内容不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保护的主题的范围。

技术领域

提供了用于测量高度的设施、方法和系统。

背景技术

高度测量设备已经发展了很多年。传统上，人的高度在家里或在医生的办公室用庞大的、尺寸过大的高度尺(其通常有地板底座)测量。其它壁挂式设备使用具有滑动板的长而笨重的刻度杆，或具有难以阅读的视差瞄准器的基本刻度可伸缩带，和板条。

在过去的几十年中，已经引入了几种附加的电子测量设备来捕获高度测量结果。一些设备以电子方式跟踪人的垂直位置并通过将设备物理地放置在人的头顶上来报告对应的高度测量结果，这是通过测量从地板到天花板的距离，然后减去人的头顶到天花板的距离来计算人的高度。但是，这需要非拱形天花板和地板的清晰视线。由于设备从人的头部滑落的能力，它更有可能不正确地计算人的高度。

但是，这种当前的高度测量设备通过安装到表面上而不是平衡用户头部的顶部来提供更高的稳定性，并且不需要位于距地板的规定距离处。另外，它不依赖笨重的门边安装；也不需要庞大的地板基础设备来测量高度：并且在其测量的读数中没有视差误差。它通过结合距离传感器(诸如激光器)提供了更高效和准确的高度测量，其中距离传感器经由校准读数与距离读数的差异来计算高度，并且当脚平台移动到不同位置时被触发。用户被屏蔽不受经由位于用户眼睛水平上方的任何潜在的UV激光束曝光，从而使其对于眼睛是完全安全的。

具体实施方式

图1描绘了高度测量设备[1]，其包括具有前壳组件[9]和对应的面向后的壳[50]的壳体。优选装饰性实施例中的前壳组件[9]包括具有模制啪嗒按扣(snap tab)[7]的头部[2]，具有显示孔[10]的腹部[5]，具有集成的摄像机[31]的屏幕显示器[30]，至少一个手动按钮[32]以及装饰臂[3]。但是，前壳组件[9]不限于具有任何装饰性外观特征，并且在设计上可以是纯粹功能性的。具有在闭合位置示出的滑动器接片[24]的脚平台[12]垂直地邻接腹部[5]的下侧和壳体的面向后的壳[50]的底部。脚平台[12]优选地包括一个或多个缓冲器[20]，以防止脚平台[12]直接接触和损坏壳体的下侧。脚平台[12]可以包括装饰性设计，诸如模制的脚趾图样，以提高用户体验。

图2描绘了高度测量设备[1]，其中脚平台[12]处于部分伸出位置。脚平台[12]连接到可伸缩带[15]，并通过脚支架[23]或其它附件固定。在优选实施例中，可伸缩带[15]具有与加载弹簧的卷尺相似的形式和结构。在这个视图中，激光束[25]能够以垂直朝下的方式从外壳组件[9]的下侧朝着脚平台[12]投射，即，投射到处于闭合位置的滑动器接片[24]上。

图3是高度测量设备[1]的分解图，其中飞行时间类型激光设备[37]固定到传感器支架[42]上。激光设备[37]借助于激光束[25]反射离开处于闭合位置的滑动器接片[24]来捕获用户或物体的高度测量，该滑动器接片[24]位于可伸缩脚平台[12]的顶侧。脚平台[12]具有定位并隐藏在滑动器接片[24]下方的孔[61]，并且滑动器接片[24]在高度测量设备的操作模式期间闭合。否则，当滑动器接片[24]被拉离孔[61]时，孔[61]会暴露，并且在高度测量设备[1]的校准模式下，孔[61]处于打开位置。可伸缩带[15]由薄的、刚性但柔性的材料制成，并且优选地包含在加载弹簧的带壳体[40]内。为了将带壳体[40]保持就位，将其插入壁[53]之间，壁[53]从面向后的壳[50]垂直突出。当脚平台[12]被垂直向下拉时，可伸缩带[15]同步地朝下移动，而可伸缩带[15]的剩余长度以盘绕状态保持在加载弹簧的带壳体[40]内。随着可伸缩带[15]的延伸，它从带壳体[40]中退出，变得展开，并穿过部分环绕的传感器支架[42]，这使得可伸缩带[15]被限制在一定的间隙内。可伸缩带[15]和脚支架[23]沿其行进路径提供脚平台[12]的垂直平行度和水平刚度。面向后的壳[50]被构造为可使用安装螺钉[46]和垫圈[47]安装到诸如墙壁的表面上。气泡类型或电子水平指示器[45]可以固定在壳体内，优选地固定到面向后的壳[50]的内部，以确保高度测量设备[1]相对于地板具有最真实的垂直壁安装。面向后的壳[50]可以使用一个或多个紧固件[56]通过模制凸台[55]附连到前壳组件[9]。头部[2]区段借助于一个或多个模制啪嗒按扣[7]附连或分离，从而提供对电源/电池[60]的非紧固件到达，以及对高度测量设备[1]本身的安装螺钉[46]的方便到达。

具有集成摄像机[31]的屏幕显示器[30]被结合到前壳组件[9]中并且定位成与对应的专用集成电路(ASIC)板[35]相邻。ASIC板[35]容纳系统硬件，诸如手动按钮[32]、处理器、无线无线电收发装置、存储器模块、语音识别模块、面部识别模块、摄像机模块，麦克风，音频扬声器，以及其它电子和微电子元件。与手动按钮[32]一起，屏幕显示器[30]可以被用作触摸屏，其使得用户能够使用屏幕显示器[30]上的图形用户界面(GUI)按钮按下按钮、添加信息和/或操纵物体。摄像机[31]可以被用于面部识别和/或用户或物体拍照。高度测量设备[1]软件接受用户输入和/或物体信息，诸如个人或家庭成员指派，并且可以将数据发送到对应的LED、LCD或类似的屏幕显示器[30]。这些选项允许用户容易地输入、启动、操纵和/或关联用户/物体信息，以及密码功能。

一旦脚平台[12]被朝下拉并在用户或物体的顶上停留一段时间(诸如3秒)，激光设备[37]就从传感器支架[42]上其固定安装位置发射朝下的激光束[25]，并从脚平台的[12]滑动器接片[24]反射离开。接下来，激光设备[37]的处理器和算法即时评估飞行时间数据并输出平的可伸缩带[15]和相邻脚平台[12]的精确行进距离。在技术上，迄今为止提到的激光设备[37]是飞行时间类型的，但也可以利用三角测量，或支持视线距离测量的任何其它技术。

图4描绘了处于校准模式的高度测量设备[1]，并图示了激光设备的校准处理[37]。在将高度测量设备[1]安装到墙壁或其它表面上之后，高度测量设备[1]应当以电子方式校准，以记录其相对于地板或其它表面的相对位置。参考图3，脚平台[12]具有滑动器接片[24]，其垂直地延伸，并且可以跨过孔[61]滑动，从而允许用户打开或闭合孔[61]并由此控制高度测量设备[1]的操作模式。在校准模式期间，脚平台[12]邻接高度测量设备，并且脚平台[12]上的滑动器接片[24]自动滑入打开位置，或者由用户手动滑动打开。一旦滑动器接片[24]打开，孔[61]就被暴露，并且激光束[25]具有穿过脚平台[12]和孔[61]到达地板或其它表面的清晰的视线。为了启动校准，手动按下按钮[32]一段时间(诸如7秒)，或者可以经由触摸屏屏幕显示器[30]或通过语音识别激活该处理。同时可以发射可听的嘟嘟声，同时激光束[25]瞬间穿过孔[61]并从地板或其它表面反射离开，从而将电子距离信号发送回激光设备[37]处理器，以便捕获并记录安装的校准读数。校准读数的结果存储在ASIC板的[35]存储器中，并且可以显示在屏幕显示器[30]上，和/或可替代地，可以从音频扬声器播放状态信息。一旦高度测量设备[1]被校准，孔[61]就被手动或者自动重新闭合，并且高度测量设备[1]现在就可供个人或其物理高度适宜地小于校准安装距离的物体使用。不需要单独的个性化校准，但如果/当高度测量设备[1]的垂直安装位置发生变化，那么必须重新校准高度测量设备[1]。

图5图示了用于位于脚平台下方的用户的测量处理[12]。给定一定的设置协议，用户可以首先对他们的个人按钮[32]进行编程，这使得高度测量设备[1]能够识别谁将要使用该设备[1]，然后永久地将用户与具体的编程按钮[32]相关联。同样，用户选择个性化按钮[32]允许将高度测量结果添加到先前存储的个人用户数据中，不限于先前的高度、体重、年龄、姓名和性别。可替代地，可以使用面部识别软件能力经由集成的摄像机[31]自动识别用户。

在操作中，用户只需按下他/她的个性化按钮[32]，并在一定的时间段内(诸如10秒)，用户拉动脚平台[12]，或者自动向下行进直至其抵接，并平放在用户头部的顶部。一旦脚平台[12]在用户的头部上静止预定时间(诸如3秒)，就会发射可听的嘟嘟声；并且，激光设备[37]将自动捕获并在存储器中存储脚平台[12]的行进距离。总的用户或物体高度计算仅仅是所存储的安装校准距离与脚平台[12]当位于其下方目标的顶部时的实际行进距离之间的差异。ASIC板系统算法将高速缓存、记录并保存数字高度，并且这个数据可以显示在屏幕显示器[30]上和/或从音频扬声器播放。来自高度测量设备[1]的有线或无线[101]数据传输可以与秤[100]、智能电话[111]或任何其它连接的用户设备共享。在这里，高度测量设备的屏幕显示器[30]不限于显示用户的姓和名、高度、体重、年龄、估计的高度和/或照片。同时，连接的智能电话[111]不限于显示共享数据，其可包括用户的姓和名、当前高度、估计的未来高度、DOB、体重、性别，隐私设置、母亲姓名、母亲高度、父亲姓名、父亲高度，以及用户照片，该照片是用年龄、日期和高度加戳的。类似地，连接的秤[100]不限于显示用户的姓名、体重等。

图6描绘了优选的系统，包括连接到专有体重秤[100]的高度测量设备[1]，专有体重秤[100]具有共享数据、存储器和与高度测量设备的手动按钮[132]对应的脚激活按钮[32]。它还描绘了智能电话[112]、[113]和[114]，它们表示任何数量的连接可能性，诸如平板电脑、监视器、个人计算机、智能电话或其它设备。智能电话[113]图示了屏幕，其中高度测量设备[1]正在计算并显示用户高度的缩放图形表示，该图形与表示他/她的比较未来高度的图形并置。智能电话[114]图示了屏幕，其中高度测量设备[1]正在计算并显示用户高度的缩放图形表示，该图形与相等或不同高度的家庭成员的比较图并置。智能电话[112]图示了在接收和/或分别向高度测量设备[1]和体重秤[100]发送配对码的处理中的屏幕。一旦所有连接的设备都已配对，并且信息被同步和累积，就可以显示、共享、打印和/或保存结果。高度测量设备[1]数据集的一般范围包括但不限于：个人信息、兄弟姐妹信息、父母信息、家谱数据、医疗记录、人口统计信息和其它共享人口统计API数据。

给出本公开的描述是为了说明和描述，而不旨在是详尽的或者局限于所公开的形式。对本领域技术人员将显而易见的是，在不脱离本公开的范围和精神的情况下，给予在所有方面对等同物的认知，许多修改和变化是可能的。

附图说明

通过以下非限制性附图来说明本发明，其中：

图1是高度测量设备的前透视图。

图2是高度测量设备的等距视图，其中脚处于伸出位置。

图3是具有激光传感器的高度测量设备的分解图。

图4是使用激光方法校准的高度测量设备的说明性视图。

图5是示出用户接合的高度测量设备的说明性视图。

图6是能够与智能应用和/或秤对应的高度测量设备的说明性视图。

Claims (14)

1.一种高度测量设备，包括：

电源，被包含在壳体内；

所述壳体包括：

前壳组件和后壳组件，其中前壳组件在与稳定安装表面相反的方向上定向，并且其中后壳组件在面向稳定安装表面的方向上定向，使得后壳组件经由紧固件附连到稳定安装表面上，并且其中稳定安装表面位于房间内；

显示器孔，屏幕显示器位于显示器孔内，其中显示器孔和屏幕显示器被连接到接收并存储用户输入的一个或多个电子部件；

激光传感器，安装到固定在所述壳体内的支架上，其中激光传感器被定向成使得激光传感器指向房间内的地板；

具有两端的可伸缩带，其中第一端固定在所述壳体内，并且其中第二端通过附件连接到可伸缩平台；

所述可伸缩平台包括：

第一侧，具有反射从激光传感器发射的激光束的表面；以及

第二侧，具有与待测量高度的物体接触的表面；以及

其中第一侧和第二侧以这样一种方式彼此固定附连，使得第一侧在朝着房间内的天花板的方向上定向，并且第二侧在朝着房间内的地板的方向上定向；以及

其中反射从激光传感器发射的激光束的表面以这样一种方式与所述可伸缩平台的行进距离对应，使得所述可伸缩平台的行进距离延伸到达物体，指示物体的高度测量；

并且其中可伸缩平台还包括：

钻穿过所述可伸缩平台的孔；以及

光学不透明的接片，所述接片当移动到第一位置时允许激光束通过，当移动到第二位置时防止激光束通过；以及

其中光学不透明的接片移动到第一位置和第二位置是通过光学不透明接片的滑动机制实现的；以及

其中接片移动到第一位置导致校准模式，并且其中接片移动到第二位置导致操作模式；

其中所述校准模式涉及通过将从激光传感器发射的激光束通过所述孔指引到房间的地板来以电子方式捕获经由后壳组件安装高度测量设备的高度；以及

其中所述操作模式涉及通过将从激光传感器发射的激光束指引到在第二位置处的光学不透明接片上来以电子方式捕获所述可伸缩平台行进距离；以及

其中所述高度测量设备通过从所述校准模式下的所述捕获的高度减去在所述操作模式下确定的所述捕获高度来以电子方式计算物体的高度；以及

其中所述屏幕显示器显示所述物体的高度。

2.如权利要求1所述的高度测量设备，其中所述激光传感器通过解释从所述可伸缩平台反射离开的对应多个反射信号来向处理器输出多个距离测量结果。

3.如权利要求1所述的高度测量设备，其中可伸缩带导致所述可伸缩平台以无轨方式行进。

4.如权利要求1所述的高度测量设备，其中所述面向后的壳具有至少一个集成的水平指示器，用于确保在所述稳定安装表面上相对于房间内的地板垂直安装。

5.如权利要求1所述的高度测量设备，其中所述屏幕显示器在其上接受并展示用户输入，并且选自包括触摸屏、智能电话、平板电脑、监视器、摄像机、扬声器和秤的组。

6.如权利要求1所述的高度测量设备，其中接收和存储用户输入的所述一个或多个电子部件选自包括至少一个手动按钮、处理器、无线无线电收发装置、存储器模块、语音识别模块、面部识别模块、摄像机模块、麦克风和音频扬声器的组。

7.一种测量物体高度的方法，所述方法包括：

启动高度测量设备；

将接片从脚平台中的孔滑动到打开位置；

通过触发用户输入以启动包含在激光设备内的处理器来校准所述高度测量设备；

使来自所述激光设备的光束穿过所述脚平台的所述孔投射到表面上，其中所述光束从所述表面反射离开，将校准读数发送回所述激光设备的所述处理器；

捕获并在所述处理器中存储所述校准读数；

闭合所述脚平台上的所述孔；

向下拉动所述脚平台到所述物体顶上，并保持位置达预设时间；

将所述光束投射到所述脚平台上，其中所述光束从脚平台反射离开，向所述激光设备的所述处理器发送距离读数；

捕获并在所述处理器中存储距离读数；

计算所述距离读数与所述校准读数的距离，形成高度测量读数；以及

将所述高度测量读数显示到屏幕显示器上。

8.如权利要求7所述的方法，还包括将高度测量设备安装到表面上。

9.如权利要求7所述的方法，还包括将所述高度测量读数发送到对应的设备。

10.如权利要求7所述的方法，其中所述对应的设备选自包括秤、平板电脑、监视器、个人计算机、扬声器和智能电话的组。

11.一种用于测量物体的高度的系统，所述系统包括：

处理器；以及

非瞬态计算机可读介质，被耦合到所述处理器并存储多个指令，所述多个指令在被执行时使所述处理器处理测量数据，所述多个指令包括：

使处理器确定高度测量设备已启动的指令；

使处理器确定脚平台中的孔处于打开位置的指令；

使处理器确定校准已被启动的指令；

使处理器确定何时根据第一光束反射表面离开而发送校准读数的指令；

使处理器捕获并存储所述校准读数的指令；

使处理器确定所述脚平台中的孔处于闭合位置的指令；

使处理器确定所述脚平台何时已移动到所述物体顶部的朝下位置的指令；

使处理器确定何时根据第二光束反射离开所述脚平台距离读数被发送的指令；

使处理器捕获并存储所述距离读数的指令；

使处理器计算所述距离读数和所述校准读数的距离并确定作为结果的高度测量读数的指令；

使处理器捕获并存储所述高度测量读数的指令；以及

使处理器将所述高度测量读数发送到屏幕显示器上的指令。

12.如权利要求11所述的系统，还包括使处理器运行用于预测所述物体的高度并输出预测高度结果的算法的指令，该系统包括：

使处理器捕获并存储所述物体的所述预测高度结果的指令；以及

使处理器将所述预测高度结果发送到所述屏幕显示器上的指令。

13.如权利要求11所述的系统，还包括使处理器确定后续物体何时启动所述高度测量设备的指令，所述系统包括：

使处理器确定所述脚平台何时已移动到所述后续物体顶上的向下位置的指令；

使处理器捕获并存储所述向下位置作为后续距离读数的指令；

使处理器计算所述后续距离读数的指令；

使处理器将所述比较的高度显示到所述屏幕显示器上的指令。

14.如权利要求14所述的系统，还包括使处理器比较至少一对物体的所述预测高度结果并存储所述比较的预测高度结果的指令；以及

使处理器将所述比较的预测高度结果显示到所述屏幕显示器上的指令。