CN109240509A - 一种红外感应系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种红外感应系统，通过主机，所述主机设置在翻书机壳体的内部空间；红外手势感应模组，所述红外手势感应模组与主机通信连接，且所述红外手势感应模组设置在所述翻书机壳体的外部下方，其中所述红外手势感应模组包括：第一红外发射器；第二红外发射器；第三红外发射器；红外接收传感器，所述红外接收传感器设置一预定遮挡高度。解决了现有技术中红外发射器容易被人体遮挡，且红外发射器靠近设备两侧，使用者在使用过程中存在操作不便的问题，达到了操作幅度小，感应灵敏，避免感应的误操作，设备简单，易于携带的技术效果。

Description

一种红外感应系统

技术领域

本发明涉及电子翻书技术领域，尤其涉及一种红外感应系统。

背景技术

目前，自动电子翻书系统行业中，显示介质有投影机与液晶显示器两种，投影机的工作原理为将光线投射到幕布上，因此，对场地的灯光环境要求高，在较明亮的场地无法应用；液晶显示屏的尺寸为固定规格(如:50寸，65寸等)，因此，使得产品在尺寸上过于单一；行业中，这两种介质只能显示矩形画面，因此，该类产品的造型效果只能通过外壳来实现，但因显示区域的限制，外壳与显示区域的外形过渡太过突兀，使得产品的观赏性差。同时，现有行业中也有采用红外翻书，红外翻书方式为主机悬挂式红外系统，翻书机上安装红外发射器，翻书机正上方安装接收器。

现有技术中红外发射器容易被人体遮挡，使用要求高，且红外发射器靠近设备两侧，使用者在使用过程中存在操作不便的问题。

发明内容

本发明实施例提供了一种红外感应系统，解决现有技术中红外发射器容易被人体遮挡，使用要求高，且红外发射器靠近设备两侧，使用者在使用过程中存在操作不便的问题。

鉴于上述问题，提出了本申请实施例以便提供一种红外感应系统，所述系统包括：

主机，所述主机设置在翻书机壳体的内部空间；红外手势感应模组，所述红外手势感应模组与主机通信连接，且所述红外手势感应模组设置在所述翻书机壳体的外部下方，其中所述红外手势感应模组包括：第一红外发射器，所述第一红外发射器具有第一峰值；第二红外发射器，所述第二红外发射器具有第二峰值，且所述第二峰值与所述第一峰值具有第一时间差；第三红外发射器，第三红外发射器具有第三峰值，且所述第三峰值与所述第二峰值具有第二时间差；红外接收传感器，所述红外接收传感器与所述第一红外发射器、所述第二红外发射器、所述第三红外发射器通信连接，所述红外接收传感器设置一预定遮挡高度；其中，将所述第一峰值、所述第二峰值、所述第三峰值与其对应的标签作为样本通过LSTM神经网络进行训练，获得所述第一时间差与所述第二时间差的第一差值或所述第一时间差与所述第二时间差的第二差值组成的类别组；当所述类别组中的第一差值为正值时，所述红外手势感应模组向所述主机发送第一指令；当所述类别组中的第二差值为负值时，所述红外手势感应模组向所述主机发送第二指令。

优选地，所述红外接收传感器可计算感应遮挡高度，且对比所述感应遮挡高度与预定遮挡高度的高度差，向所述主机发送第三指令。

优选地，所述高度差为通过所述LSTM神经网络对感应遮挡高度与预定遮挡高度作为样本训练获得的一类别。

优选地，所述系统还包括：LED显示屏，所述LED显示屏设置在所述翻书机壳体的外表面上，且所述LED显示屏与红外手势感应模组通信连接。

优选地，所述红外手势感应模组与所述主机通过URAT协议通信连接。

优选地，所述LED显示屏与红外手势感应模组通过URAT协议通信连接。

优选地，所述系统还包括：红外框体，所述红外框体设置在所述 LED显示屏的四周，且在红外框体与所述LED显示屏的四周采用铝合金或不锈钢填缝。

优选地，所述系统还包括：称重平台，所述称重平台设置在所述翻书机壳体与所述LED显示屏之间。

优选地，所述系统还包括：音箱，所述音箱与所述红外手势感应模组通信连接。

优选地，所述LED显示屏的中部具有一凹陷，且所述LED显示屏采用多个模组块无缝拼接制成。

本申请实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种技术效果：

1.本申请实施例提供的一种红外感应系统，通过主机，所述主机设置在翻书机壳体的内部空间；红外手势感应模组，所述红外手势感应模组与主机通信连接，且所述红外手势感应模组设置在所述翻书机壳体的外部下方，其中所述红外手势感应模组包括：第一红外发射器，所述第一红外发射器具有第一峰值；第二红外发射器，所述第二红外发射器具有第二峰值，且所述第二峰值与所述第一峰值具有第一时间差；第三红外发射器，第三红外发射器具有第三峰值，且所述第三峰值与所述第二峰值具有第二时间差；红外接收传感器，所述红外接收传感器与所述第一红外发射器、所述第二红外发射器、所述第三红外发射器通信连接，所述红外接收传感器设置一预定遮挡高度；其中，将所述第一峰值、所述第二峰值、所述第三峰值与其对应的标签作为样本通过LSTM神经网络进行训练，获得所述第一时间差与所述第二时间差的第一差值或所述第一时间差与所述第二时间差的第二差值组成的类别组；当所述类别组中的第一差值为正值时，所述红外手势感应模组向所述主机发送第一指令；当所述类别组中的第二差值为负值时，所述红外手势感应模组向所述主机发送第二指令。将翻书机壳体内部的主机与红外手势感应模组通信连接，通过红外发射器可判断手势运行方式进行翻页，且通过红外接收传感器检测红外发射器被遮挡住的信号计算感应遮挡高度判断是否执行翻页，达到了操作幅度小，感应灵敏，避免感应的误操作，设备简单，易于携带的技术效果。

2.本申请实施例通过所述红外接收传感器可计算感应遮挡高度，且对比所述感应遮挡高度与预定遮挡高度的高度差，向所述主机发送第三指令。进一步通过红外接收传感器判断感应遮挡高度，达到避免误操作，避免影响读者阅读。

3.本申请实施例通过所述红外手势感应模组与所述主机通过 URAT协议通信连接。进一步将红外手势感应模组与主机通过URAT 协议通信，达到通信程序编写简单，硬件接口简单，方便进行程序调试，有效降低硬件成本及时间成本的技术效果。

4.本申请实施例通过红外框体，所述红外框体设置在所述LED 显示屏的四周，且在红外框体与所述LED显示屏的四周采用铝合金或不锈钢填缝。进一步通过红外框体实现LED显示屏的10点触控操作。

5.本申请实施例通过所述LED显示屏的中部具有一凹陷，且所述LED显示屏采用多个模组块无缝拼接制成。进一步通过LED显示屏可根据现场定制显示形状，不会局限于矩形显示，避免显示单一性的技术效果。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

图1为本发明实施例中一种红外感应系统的结构示意图；

图2为本发明实施例中红外手势感应模组的示意图。

附图标记说明：1-翻书机壳体，2-红外手势感应模组，21-第一红外发射器，22-第二红外发射器，23-第三红外发射器，24-红外接收传感器，3-LED显示屏，4-红外框体，5-称重平台。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种红外感应系统，本发明提供的技术方案总体思路如下：主机，所述主机设置在翻书机壳体的内部空间；红外手势感应模组，所述红外手势感应模组与主机通信连接，且所述红外手势感应模组设置在所述翻书机壳体的外部下方，其中所述红外手势感应模组包括：第一红外发射器，所述第一红外发射器具有第一峰值；第二红外发射器，所述第二红外发射器具有第二峰值，且所述第二峰值与所述第一峰值具有第一时间差；第三红外发射器，第三红外发射器具有第三峰值，且所述第三峰值与所述第二峰值具有第二时间差；红外接收传感器，所述红外接收传感器与所述第一红外发射器、所述第二红外发射器、所述第三红外发射器通信连接，所述红外接收传感器设置一预定遮挡高度；其中，将所述第一峰值、所述第二峰值、所述第三峰值与其对应的标签作为样本通过LSTM神经网络进行训练，获得所述第一时间差与所述第二时间差的第一差值或所述第一时间差与所述第二时间差的第二差值组成的类别组；当所述类别组中的第一差值为正值时，所述红外手势感应模组向所述主机发送第一指令；当所述类别组中的第二差值为负值时，所述红外手势感应模组向所述主机发送第二指令。将翻书机壳体内部的主机与红外手势感应模组通信连接，通过红外发射器可判断手势运行方式进行翻页，且通过红外接收传感器检测红外发射器被遮挡住的信号计算感应遮挡高度判断是否执行翻页，达到了操作幅度小，感应灵敏，避免感应的误操作，设备简单，易于携带的技术效果。

下面通过附图以及具体实施例对本发明技术方案做详细的说明，应当理解本申请实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

为了更清楚公开本申请实施例所提供的一种红外感应系统，下面介绍一些术语。

LSTM(Long Short-Term Memory)神经网络，是长短期记忆网络，是一种时间递归神经网络，适合于处理时间序列的问题。

实施例一

图1为本发明实施例中一种红外感应系统的结构示意图。如图1 所示，所述系统包括：

主机，所述主机设置在翻书机壳体1的内部空间。红外手势感应模组2，所述红外手势感应模组2与主机通信连接，且所述红外手势感应模组2设置在所述翻书机壳体1的外部下方。

进一步的，所述红外手势感应模组2与所述主机通过URAT协议通信连接。

具体而言，将所述主机设置在翻书机壳体1的内部空间，无需悬挂投影仪或者红外接收设备，使得设备的便携性极高，随插随用，外部连线只需一根电源线。所述红外手势感应模组2属于内置于翻书机壳体1的内部空间，且所述红外手势感应模组2的部分配合手势感应部分设置在所述翻书机壳体1的外部中下方，便于感应手势运行方式。所述红外手势感应模组2的尺寸大小为2cm*6cm，将红外手势感应模组2与主机通过URAT协议通信连接，其中，采用URAT协议传送数据的速度范围为每秒几百位到1.5Mb，用来传送感应信号，完全满足实时快速的要求。且通信程序编写简单，硬件接口简单，而且用电脑显示相关的调试信息，不需要借助其他外部硬件，可以很方便地进行程序调试，可以有效降低硬件成本及时间成本。

所述红外手势感应模组2包括：第一红外发射器21，所述第一红外发射器21具有第一峰值；第二红外发射器22，所述第二红外发射器22具有第二峰值，且所述第二峰值与所述第一峰值具有第一时间差；第三红外发射器23，所述第三红外发射器23具有第三峰值，且所述第三峰值与所述第二峰值具有第二时间差；红外接收传感器 24，所述红外接收传感器24与所述第一红外发射器21、所述第二红外发射器22、所述第三红外发射器23通信连接，所述红外接收传感器24设置一预定遮挡高度。其中，将所述第一峰值、所述第二峰值、所述第三峰值与其对应的标签作为样本通过LSTM神经网络进行训练，获得所述第一时间差与所述第二时间差的第一差值或所述第一时间差与所述第二时间差的第二差值组成的类别组；当所述类别组中的第一差值为正值时，所述红外手势感应模组向所述主机发送第一指令；当所述类别组中的第二差值为负值时，所述红外手势感应模组向所述主机发送第二指令。

进一步的，所述红外接收传感器24可计算感应遮挡高度，且对比所述感应遮挡高度与预定遮挡高度的高度差，向所述主机发送第三指令。

进一步的，所述高度差为通过所述LSTM神经网络对感应遮挡高度与预定遮挡高度作为样本训练获得的一类别。

具体而言，所述红外手势感应模组2包括：第一红外发射器21，第二红外发射器22，第三红外发射器23与红外接收传感器24，在此对红外发射器的数量不做限定，本申请实施例中的红外发射器可以是 10个，如将10个外发射器依次设置在所述翻书机壳体1的下方，将所述10个红外发射器产生的10个不同的峰值作为样本通过LSTM神经网络进行搜集，获得10个不同的峰值之间的9个时间差，将所述 9个时间差组成时间序列，这些序列是通过用户的动作捕捉来得到的，目的是为了这些时间序列来训练LSTM样本。从而获得LSTM样本模型，用户使用中，这些时间差作为输入，LSTM根据事先训练好的模型，通过算法计算，得到输出结果，即前后翻页命令，可进行实时翻页，操作幅度小。同时，利用多个红外发射器来判断用户的动作可以避免一些误干扰，如用户在使用过程中无意间将手指在所述红外手势感应模组上划过，所述红外手势感应模组到手指从第三红外发射器划到第六红外发射器又回到第四红外发射器，则所述红外手势感应模组判断认为这是用户的误操作，所述系统可以不执行翻页命令。

本申请实施例中采用三路红外发射器进行详细说明，采用红外手势感应翻页中的感应方式是检测三路红外发射器的峰值，所述第一红外发射器21具有第一峰值；所述第二红外发射器22具有第二峰值，所述第三红外发射器23具有第三峰值。通过计算所述第二峰值与所述第一峰值的第一时间差，所述第三峰值与所述第二峰值的第二时间差，判断手势运行方式。本申请实施例可通过LSTM神经网络来判断感应翻书的顺序，其中将所述第一峰值、所述第二峰值、所述第三峰值与其对应的标签作为样本通过LSTM神经网络进行训练，获得所述第一时间差与所述第二时间差的第一差值或所述第一时间差与所述第二时间差的第二差值组成的类别组。当所述类别组中的第一差值为正值时，所述红外手势感应模组2向所述主机发送第一指令，即向前翻页命令，可进行实时翻页，操作幅度小。当所述类别组中的第二差值为负值时，所述红外手势感应模组2向所述主机发送第二指令，即向后翻页命令。其中，向前翻页和向后翻页是在LED显示屏上对书本的页码的向前或向后。所述红外接收传感器24与所述第一红外发射器21、所述第二红外发射器22、所述第三红外发射器23通信连接，红外接收传感器24检测三路的红外发射器被遮挡住的信号计算感应遮挡高度判断是否执行翻页，其中，所述红外接收传感器24设置一预定遮挡高度。当感应遮挡高度超过预定遮挡高度时，即所述感应遮挡高度与预定遮挡高度的差值为正值时，向所述主机发送第三指令为不翻页命令。其中，所述高度差为通过所述LSTM神经网络对感应遮挡高度与预定遮挡高度作为样本训练获得的一类别，该类别可以和上述的翻页的类比组同时训练。如预定遮挡高度为0～20cm，翻书机在使用过程中，使用者难免因为身体前倾或者其他无意识动作，将手部以外肢体出现在感应区域内，通过红外接收传感器24检测三路的红外发射器被遮挡住的信号计算感应遮挡高度为25cm，则不翻页，避免了使用者的误操作。

LED显示屏3，所述LED显示屏3设置在所述翻书机壳体1的外表面上，且所述LED显示屏3与红外手势感应模组2通信连接。

进一步的，所述LED显示屏3与红外手势感应模组2通过URAT 协议通信连接。

进一步的，所述LED显示屏3的中部具有一凹陷，且所述LED 显示屏3采用多个模组块无缝拼接制成。

具体而言，本申请实施例中的LED显示屏适用于市面上所有的显示屏，且LED显示屏的亮度高且可调节，可使用于各种光线环境。所述LED显示屏3设置在所述翻书机壳体1的外表面上，且所述LED 显示屏3与红外手势感应模组2通过URAT协议通信连接，达到通信程序编写简单，方便进行程序调试。所述LED显示屏3的中部具有一凹陷，且凹陷处理是为了做书本模型仿真，具有阅读书籍的真实体验感，且所述LED显示屏3采用多个模组块无缝拼接制成，每一个物理像素点均有对应的集成芯片进行控制，在色彩的一致性上有巨大优势，模组块有平面、弧面多种规格，因此LED显示屏成像图形不仅仅局限于矩形形状，根据现场情况可定制显示区域形状，如爱心、圆形等。实施LED显示屏同样也可兼容传统的投影仪及液晶显示屏，本申请实施例的应用区域极为广泛，如图书馆、儿童游乐园、公司商务活动等。

进一步的，所述系统还包括：红外框体4，所述红外框体4设置在所述LED显示屏3的四周，且在红外框体4与所述LED显示屏3 的四周采用铝合金或不锈钢填缝。

具体而言，所述红外框体4设置在所述LED显示屏3的四周，可使LED显示屏实现10点触控操作，如搜索、字体放大等。在红外框体4与所述LED显示屏3的四周采用铝合金或不锈钢填缝，做到无缝装饰，美观整洁。

进一步的，所述系统还包括：称重平台5，所述称重平台5设置在所述翻书机壳体1与所述LED显示屏3之间。音箱，所述音箱与所述红外手势感应模组2通信连接。

具体而言，在所述翻书机壳体1与所述LED显示屏3之间设置有称重平台5，可显示LED显示屏3的重量，可把控是否有重物压置于LED显示屏3上，造成显示屏破坏。在所述翻书机壳体的内部空间还设置有音箱，所述音箱与所述红外手势感应模组2通信连接，翻页时有音效，且阅读格式不仅局限于图像与文字，视频也可在设备上播放，达到用户阅读的多样性。

本申请实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种技术效果：

1.本申请实施例提供的一种红外感应系统，通过主机，所述主机设置在翻书机壳体的内部空间；红外手势感应模组，所述红外手势感应模组与主机通信连接，且所述红外手势感应模组设置在所述翻书机壳体的外部下方，其中所述红外手势感应模组包括：第一红外发射器，所述第一红外发射器具有第一峰值；第二红外发射器，所述第二红外发射器具有第二峰值，且所述第二峰值与所述第一峰值具有第一时间差；第三红外发射器，第三红外发射器具有第三峰值，且所述第三峰值与所述第二峰值具有第二时间差；红外接收传感器，所述红外接收传感器与所述第一红外发射器、所述第二红外发射器、所述第三红外发射器通信连接，所述红外接收传感器设置一预定遮挡高度；其中，将所述第一峰值、所述第二峰值、所述第三峰值与其对应的标签作为样本通过LSTM神经网络进行训练，获得所述第一时间差与所述第二时间差的第一差值或所述第一时间差与所述第二时间差的第二差值组成的类别组；当所述类别组中的第一差值为正值时，所述红外手势感应模组向所述主机发送第一指令；当所述类别组中的第二差值为负值时，所述红外手势感应模组向所述主机发送第二指令。将翻书机壳体内部的主机与红外手势感应模组通信连接，通过三个红外发射器可判断手势运行方式进行翻页，且通过红外接收传感器检测红外发射器被遮挡住的信号计算感应遮挡高度判断是否执行翻页，达到了操作幅度小，感应灵敏，避免感应的误操作，设备简单，易于携带的技术效果。

2.本申请实施例通过所述红外接收传感器可计算感应遮挡高度，且对比所述感应遮挡高度与预定遮挡高度的高度差，向所述主机发送第三指令。进一步通过红外接收传感器判断感应遮挡高度，达到避免误操作，避免影响读者阅读。

3.本申请实施例通过所述红外手势感应模组与所述主机通过 URAT协议通信连接。进一步将红外手势感应模组与主机通过URAT 协议通信，达到通信程序编写简单，硬件接口简单，方便进行程序调试，有效降低硬件成本及时间成本的技术效果。

4.本申请实施例通过红外框体，所述红外框体设置在所述LED 显示屏的四周，且在红外框体与所述LED显示屏的四周采用铝合金或不锈钢填缝。进一步通过红外框体实现LED显示屏的10点触控操作。

5.本申请实施例通过所述LED显示屏的中部具有一凹陷，且所述LED显示屏采用多个模组块无缝拼接制成。进一步通过LED显示屏可根据现场定制显示形状，不会局限于矩形显示，避免显示单一性的技术效果。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明实施例的精神和范围。这样，倘若本发明实施例的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种红外感应系统，其特征在于，所述系统包括：

主机，所述主机设置在翻书机壳体的内部空间；

红外手势感应模组，所述红外手势感应模组与主机通信连接，且所述红外手势感应模组设置在所述翻书机壳体的外部下方，其中所述红外手势感应模组包括：

第一红外发射器，所述第一红外发射器具有第一峰值；

第二红外发射器，所述第二红外发射器具有第二峰值，且所述第二峰值与所述第一峰值具有第一时间差；

第三红外发射器，所述第三红外发射器具有第三峰值，且所述第三峰值与所述第二峰值具有第二时间差；

红外接收传感器，所述红外接收传感器与所述第一红外发射器、所述第二红外发射器、所述第三红外发射器通信连接，所述红外接收传感器设置一预定遮挡高度；

其中，将所述第一峰值、所述第二峰值、所述第三峰值与其对应的标签作为样本通过LSTM神经网络进行训练，获得所述第一时间差与所述第二时间差的第一差值和所述第一时间差与所述第二时间差的第二差值组成的类别组；当所述类别组中的第一差值为正值时，所述红外手势感应模组向所述主机发送第一指令；当所述类别组中的第二差值为负值时，所述红外手势感应模组向所述主机发送第二指令。

2.如权利要求1所述的红外感应系统，其特征在于，所述红外接收传感器可计算感应遮挡高度，且对比所述感应遮挡高度与预定遮挡高度的高度差，向所述主机发送第三指令。

3.如权利要求2所述的红外感应系统，其特征在于，所述高度差为通过所述LSTM神经网络对感应遮挡高度与预定遮挡高度作为样本训练获得的一类别。

4.如权利要求1所述的红外感应系统，其特征在于，所述系统还包括：

LED显示屏，所述LED显示屏设置在所述翻书机壳体的外表面上，且所述LED显示屏与红外手势感应模组通信连接。

5.如权利要求1所述的红外感应系统，其特征在于，所述红外手势感应模组与所述主机通过URAT协议通信连接。

6.如权利要求1所述的红外感应系统，其特征在于，所述LED显示屏与红外手势感应模组通过URAT协议通信连接。

7.如权利要求1所述的红外感应系统，其特征在于，所述系统还包括：

红外框体，所述红外框体设置在所述LED显示屏的四周，且在红外框体与所述LED显示屏的四周采用铝合金或不锈钢填缝。

8.如权利要求1所述的红外感应系统，其特征在于，所述系统还包括：

称重平台，所述称重平台设置在所述翻书机壳体与所述LED显示屏之间。

9.如权利要求1所述的红外感应系统，其特征在于，所述系统还包括：

音箱，所述音箱与所述红外手势感应模组通信连接。

10.如权利要求1所述的红外感应系统，其特征在于，所述LED显示屏的中部具有一凹陷，且所述LED显示屏采用多个模组块无缝拼接制成。