CN110775749A - 一种虚拟二次投影按键式呼梯系统及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种虚拟二次投影按键式呼梯系统及其使用方法，可以实现抛弃传统的电梯实体按键控制面板，基于投影技术采用全新的虚拟投影按键实现呼梯，可以根据用户的身高信息投影至合适高度，同时在操作时通过对用户手指的位置定位来初步判断其理想按键，然后对该局部区域内的按键投影进行放大，一方面方便用户快速不易出错的操作理想按键，防止误操作，另一方面通过增大按键投影面积减少按键投影数量的方式，可以显著降低后续图像处理和按键识别的难度，提高识别效率和准确度，解决了传统实体按键易损坏且使用不便的问题，应用更加多样性，安装维护方便且更为经久耐用，且无需更改用户现有的按键习惯方便直接投入使用。

Description

一种虚拟二次投影按键式呼梯系统及其使用方法

技术领域

本发明涉及电子科技技术领域，更具体地说，涉及一种虚拟二次投影按键式呼梯系统及其使用方法。

背景技术

电梯是指服务于建筑物内若干特定的楼层，其轿厢运行在至少两列垂直于水平面或与铅垂线倾斜角小于15°的刚性轨道运动的永久运输设备。也有台阶式，踏步板装在履带上连续运行，俗称自动扶梯或自动人行道。服务于规定楼层的固定式升降设备。垂直升降电梯具有一个轿厢，运行在至少两列垂直的或倾斜角小于15°的刚性导轨之间。轿厢尺寸与结构形式便于乘客出入或装卸货物。习惯上不论其驱动方式如何，将电梯作为建筑物内垂直交通运输工具的总称。按速度可分低速电梯（4米/秒以下）、快速电梯4～12米/秒)和高速电梯(12米/秒以上)。19世纪中期开始出现液压电梯，至今仍在低层建筑物上应用。1852年，美国的E.G.奥蒂斯研制出钢丝绳提升的安全升降机。80年代，驱动装置有进一步改进，如电动机通过蜗杆传动带动缠绕卷筒、采用平衡重等。19世纪末，采用了摩擦轮传动，大大增加电梯的提升高度。

20世纪末电梯采用永磁同步曳引机作为动力。大大缩小了机房占地，并且具有能耗低、节能高效、提升速度快等优点，极大地助推了房地产向超高层方向发展。

电梯在为人们的生活带来巨大便利的同时，也隐藏着许多危险，每年因电梯事故导致生命财产安全损失的案例数不胜数，目前现有的电梯基本上均采用实体按键来控制轿厢在各楼层的停靠，但是实体按键一方面容易随着使用时间的推移出现失灵甚至是损坏的情况，存在乘客暴力按压和其它不文明行为导致实体按键的意外损坏进而导致电梯运行出现故障，另一方面实体按键存在诸多不便，尤其是在乘客较多时无法一一使用实体按键。

发明内容

1．要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种虚拟二次投影按键式呼梯系统及其使用方法，它可以实现抛弃传统的电梯实体按键控制面板，基于投影技术采用全新的虚拟投影按键实现呼梯，可以根据用户的身高信息投影至合适高度，同时在操作时通过对用户手指的位置定位来初步判断其理想按键，然后对该局部区域内的按键投影进行放大，一方面方便用户快速不易出错的操作理想按键，防止误操作，另一方面通过增大按键投影面积减少按键投影数量的方式，可以显著降低后续图像处理和按键识别的难度，提高识别效率和准确度，解决了传统实体按键易损坏且使用不便的问题，应用更加多样性，安装维护方便且更为经久耐用，且无需更改用户现有的按键习惯方便直接投入使用。

2．技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种虚拟二次投影按键式呼梯系统，包括轿厢本体，所述轿厢本体上安装有中央处理模块，所述中央控制模块连接有电源模块，所述轿厢本体四周内壁上均开凿有投影槽，所述投影槽上端壁上安装有虚拟按键投影模块，所述虚拟按键投影模块包括激光投影单元、红外线水平光网单元、传感器单元和异图案存储单元，所述虚拟按键投影模块连接有图像处理模块，所述图像处理模块连接有分析识别模块，且分析识别模块与中央处理模块连接，所述投影槽内壁上固定连接有投影板，所述投影板表面投影有虚拟按键图案，所述投影槽内底壁上安装有按键初定位模块，且按键初定位模块与中央处理模块连接，所述按键初定位模块包括多个位移传感器，且位移传感器的测量端与投影槽口处齐平并竖直向上。

进一步的，所述图像处理模块包括光斑坐标定位单元、光斑边缘增强单元和光斑轮廓裁剪单元，所述分析识别模块包括按键锁定单元和用户锁定单元，光斑坐标定位单元通过对光斑进行坐标映射获取其位置信息，光斑边缘增强单元通过图像增强处理后突出边缘信息，一方面方便后续的裁剪，另一方面增多边缘的细节信息，提高后续用户锁定的精确度，光斑轮廓裁剪单元用于对光斑进行裁剪并保存，按键锁定单元根据光斑的位置信息锁定与其相对应的按键信息，用户锁定单元用来根据光斑信息锁定用户，一方面防止该用户继续出现误操作，另一方面可以防止用户出现不当操作，例如小孩经常按下所有按键阻碍电梯的正常高效运行。

进一步的，所述轿厢本体顶部安装有四个身高传感器，且身高传感器的测量端位于相邻投影槽的正前方，所述身高传感器与中央处理模块连接，所述投影槽上端壁安装有调节机构，所述调节机构包括电动推杆、光滑导轨和精密滑块，所述精密滑块与光滑导轨滑动连接，所述电动推杆与中央处理模块连接，且电动推杆的伸长端和精密滑块均与虚拟按键投影模块连接，可以根据用户的身高进行虚拟按键图案的投影高度调节，方便用户以最舒服的姿势操作，同时也可以方便虚拟按键投影模块投影和采集信息，保证用户基本采用同样的姿势和角度操作按键，且身高传感器可以作为虚拟按键投影模块的启动信号，当有用户站在投影槽前方且被身高传感器捕捉并测得身高信息后，虚拟按键投影模块启动并投影，省电节能。

进一步的，所述投影板表面涂覆有纳米防反光涂层，且投影板与虚拟按键图案的高度比为1.2-2:1，提高虚拟按键图案的投影清晰度，不易出现用户视力模糊的现象，投影板预留一定的调节高度。

进一步的，所述轿厢本体顶部还安装有监控摄像头，且监控摄像头与中央处理模块连接，所述中央处理模块通过RS485总线模块连接有总控室，可以实时监控轿厢本体内的状况，提高搭乘电梯的安全性，同时可以对监控摄像头进行功能性扩展，比如当电梯无人时虚拟按键投影模块进入休眠状态不予投影，节省电力浪费和机器损耗，也可以根据人数多少选择投影合适数量的虚拟按键图案，在满足用户使用方便的前提下尽量省电。

进一步的，所述投影槽内侧壁上安装有按键提示模块，且按键提示模块与中央处理模块连接，所述按键提示模块包括红绿指示灯和蜂鸣器，用来提示用户呼梯成功还是失败，十分直观。

进一步的，所述轿厢本体四周内壁上还安装有液晶显示屏，且液晶显示屏与中央处理模块连接，所述液晶显示屏位于投影槽的上方，所述液晶显示屏包括主显示单元和副显示单元，所述主显示单元显示有当前所在楼层信息，所述副显示单元显示有待停靠楼层信息，方便用户根据液晶显示屏获取到当前所在楼层信息和待停靠楼层信息，避免用户重复操作，减轻投影压力。

进一步的，所述位移传感器的数目不少于虚拟按键图案水平方向上的按键数目，位移传感器的数目直接决定对用户手指位置的定位准确度，因此不少于虚拟按键图案水平方向上的按键数目才能保证定位用户手指对应的理想按键，有利于缩小二次投影范围。

一种虚拟二次投影按键式呼梯系统的使用方法，包括以下步骤：

S1、用户进入轿厢本体后，就近选择投影槽准备操作；

S2、该投影槽对应的身高传感器获取到该用户的身高数据后发送至中央处理模块，进而控制该投影槽内的虚拟按键投影模块投影出合适高度的虚拟按键图案；

S3、用户根据前往楼层信息选择相应的理想按键，由按键初定位模块对该理想按键进行初步定位，中央处理模块控制虚拟按键投影模块进行二次投影，仅对该理想按键及其相邻的按键进行放大投影；

S4、用户用手指触碰到放大后的理想按键后，虚拟按键投影模块获取到被遮挡的光斑信息后，发送至图像处理模块进行处理后由分析识别模块识别出理想按键，并由中央处理模块转化为相应的呼梯指令；

S5、按键提示模块提示成功后完成使用。

进一步的，所述步骤S4中分析识别模块还可以根据光斑信息锁定该用户，在长按3s以上取消该呼梯指令后方可采纳后续操作。

3．有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

本方案可以实现抛弃传统的电梯实体按键控制面板，基于投影技术采用全新的虚拟投影按键实现呼梯，可以根据用户的身高信息投影至合适高度，同时在操作时通过对用户手指的位置定位来初步判断其理想按键，然后对该局部区域内的按键投影进行放大，一方面方便用户快速不易出错的操作理想按键，防止误操作，另一方面通过增大按键投影面积减少按键投影数量的方式，可以显著降低后续图像处理和按键识别的难度，提高识别效率和准确度，解决了传统实体按键易损坏且使用不便的问题，应用更加多样性，安装维护方便且更为经久耐用，且无需更改用户现有的按键习惯方便直接投入使用。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1中A处的结构示意图；

图3为本发明主要的模块原理图；

图4为本发明虚拟按键投影模块部分的单元示意图；

图5为本发明的流程示意图；

图6为本发明投影过程的结构示意图。

图中标号说明：

1轿厢本体、2中央处理模块、3投影槽、4虚拟按键投影模块、401激光投影单元、402红外线水平光网单元、403传感器单元、404异图案存储单元、5图像处理模块、6分析识别模块、7投影板、8按键初定位模块、9身高传感器、10监控摄像头、11按键提示模块、12液晶显示屏、13电动推杆、14光滑导轨、15精密滑块、16电源模块、17总控室。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

请参阅图1，一种虚拟二次投影按键式呼梯系统，包括轿厢本体1，轿厢本体1上安装有中央处理模块2，中央控制模块连接有电源模块16，轿厢本体1四周内壁上均开凿有投影槽3，一方面可以保护虚拟按键投影模块4等电子器件，另一方面投影槽3的设置可以降低投影亮度，进而提高投影的清晰度，投影槽3上端壁上安装有虚拟按键投影模块4，虚拟按键投影模块4包括激光投影单元401、红外线水平光网单元402、传感器单元403和异图案存储单元404，激光投影单元401用来投影出用户可见的虚拟按键图案，红外线水平光网单元402用于发射出虚拟按键图案对应的不可见的红外线光网，传感器单元403用于将用户与红外线光网互动所反射出的光线传至红外线滤光片，并反射至传感器模块内的CMOS影像传感器，异图案存储单元404内存储有各种不同的待投影图案，用于二次投影时直接调用，虚拟按键投影模块4连接有图像处理模块5，图像处理模块5连接有分析识别模块6，且分析识别模块6与中央处理模块2连接，图像处理模块5包括光斑坐标定位单元、光斑边缘增强单元和光斑轮廓裁剪单元，分析识别模块6包括按键锁定单元和用户锁定单元，光斑坐标定位单元通过对光斑进行坐标映射获取其位置信息，光斑边缘增强单元通过图像增强处理后突出边缘信息，一方面方便后续的裁剪，另一方面增多边缘的细节信息，提高后续用户锁定的精确度，光斑轮廓裁剪单元用于对光斑进行裁剪并保存，按键锁定单元根据光斑的位置信息锁定与其相对应的按键信息，用户锁定单元用来根据光斑信息锁定用户，一方面防止该用户继续出现误操作，另一方面可以防止用户出现不当操作，例如小孩经常按下所有按键阻碍电梯的正常高效运行。

投影槽3内壁上固定连接有投影板7，提高投影效果，投影板7表面涂覆有纳米防反光涂层，且投影板7与虚拟按键图案的高度比为1.5:1，提高虚拟按键图案的投影清晰度，不易出现用户视力模糊的现象，投影板7预留一定的调节高度，投影板7表面投影有虚拟按键图案，技术人员可以根据实际工况自定义，投影槽3内底壁上安装有按键初定位模块8，且按键初定位模块8与中央处理模块2连接，按键初定位模块8包括多个位移传感器，且位移传感器的测量端与投影槽3口处齐平并竖直向上，通过对用户手指的位置定位来初步判断其理想按键，然后对该局部区域内的按键投影进行放大，一方面方便用户快速不易出错的操作理想按键，防止误操作，另一方面通过增大按键投影面积减少按键投影数量的方式，可以显著降低后续图像处理和按键识别的难度，提高识别效率和准确度，位移传感器的数目不少于虚拟按键图案水平方向上的按键数目，位移传感器的数目直接决定对用户手指位置的定位准确度，因此不少于虚拟按键图案水平方向上的按键数目才能保证定位用户手指对应的理想按键，有利于缩小二次投影范围。

请参阅图1，投影槽3内侧壁上安装有按键提示模块11，且按键提示模块11与中央处理模块2连接，按键提示模块11包括红绿指示灯和蜂鸣器，用来提示用户呼梯成功还是失败，十分直观，轿厢本体1顶部还安装有监控摄像头10，且监控摄像头10与中央处理模块2连接，中央处理模块2通过RS485总线模块连接有总控室17，可以实时监控轿厢本体1内的状况，提高搭乘电梯的安全性，同时可以对监控摄像头10进行功能性扩展，比如当电梯无人时虚拟按键投影模块4进入休眠状态不予投影，节省电力浪费和机器损耗，也可以根据人数多少选择投影合适数量的虚拟按键图案，在满足用户使用方便的前提下尽量省电，轿厢本体1四周内壁上还安装有液晶显示屏12，且液晶显示屏12与中央处理模块2连接，液晶显示屏12位于投影槽3的上方，液晶显示屏12包括主显示单元和副显示单元，主显示单元显示有当前所在楼层信息，副显示单元显示有待停靠楼层信息，方便用户根据液晶显示屏12获取到当前所在楼层信息和待停靠楼层信息，避免用户重复操作，减轻投影压力。

请参阅图1-2，轿厢本体1顶部安装有四个身高传感器9，且身高传感器9的测量端位于相邻投影槽3的正前方，身高传感器9与中央处理模块2连接，投影槽3上端壁安装有调节机构，调节机构包括电动推杆13、光滑导轨14和精密滑块15，精密滑块15与光滑导轨14滑动连接，电动推杆13与中央处理模块2连接，且电动推杆13的伸长端和精密滑块15均与虚拟按键投影模块4连接，可以根据用户的身高进行虚拟按键图案的投影高度调节，方便用户以最舒服的姿势操作，同时也可以方便虚拟按键投影模块4投影和采集信息，保证用户基本采用同样的姿势和角度操作按键，且身高传感器9可以作为虚拟按键投影模块4的启动信号，当有用户站在投影槽3前方且被身高传感器9捕捉并测得身高信息后，虚拟按键投影模块4启动并投影，省电节能。

一种虚拟二次投影按键式呼梯系统的使用方法，包括以下步骤：

S1、用户进入轿厢本体1后，就近选择投影槽3准备操作；

S2、该投影槽3对应的身高传感器9获取到该用户的身高数据后发送至中央处理模块2，进而控制该投影槽3内的虚拟按键投影模块4投影出合适高度的虚拟按键图案；

S3、用户根据前往楼层信息选择相应的理想按键，由按键初定位模块8对该理想按键进行初步定位，中央处理模块2控制虚拟按键投影模块4进行二次投影，仅对该理想按键及其相邻的按键进行放大投影；

S4、用户用手指触碰到放大后的理想按键后，虚拟按键投影模块4获取到被遮挡的光斑信息后，发送至图像处理模块5进行处理后由分析识别模块6识别出理想按键，并由中央处理模块2转化为相应的呼梯指令；

S5、按键提示模块11提示成功后完成使用。

步骤S4中分析识别模块6还可以根据光斑信息锁定该用户，在长按3s以上取消该呼梯指令后方可采纳后续操作，即在按下按键5后必须取消按键5的呼梯指令后才能操作其它按键，避免一人多按的现象发生，有利于维持电梯良好的呼梯秩序。

本发明可以实现抛弃传统的电梯实体按键控制面板，基于投影技术采用全新的虚拟投影按键实现呼梯，可以根据用户的身高信息投影至合适高度，同时在操作时通过对用户手指的位置定位来初步判断其理想按键，然后对该局部区域内的按键投影进行放大，一方面方便用户快速不易出错的操作理想按键，防止误操作，另一方面通过增大按键投影面积减少按键投影数量的方式，可以显著降低后续图像处理和按键识别的难度，提高识别效率和准确度，解决了传统实体按键易损坏且使用不便的问题，应用更加多样性，安装维护方便且更为经久耐用，且无需更改用户现有的按键习惯方便直接投入使用。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种虚拟二次投影按键式呼梯系统，包括轿厢本体（1），其特征在于：所述轿厢本体（1）上安装有中央处理模块（2），所述中央控制模块连接有电源模块（16），所述轿厢本体（1）四周内壁上均开凿有投影槽（3），所述投影槽（3）上端壁上安装有虚拟按键投影模块（4），所述虚拟按键投影模块（4）包括激光投影单元（401）、红外线水平光网单元（402）、传感器单元（403）和异图案存储单元（404），所述虚拟按键投影模块（4）连接有图像处理模块（5），所述图像处理模块（5）连接有分析识别模块（6），且分析识别模块（6）与中央处理模块（2）连接，所述投影槽（3）内壁上固定连接有投影板（7），所述投影板（7）表面投影有虚拟按键图案，所述投影槽（3）内底壁上安装有按键初定位模块（8），且按键初定位模块（8）与中央处理模块（2）连接，所述按键初定位模块（8）包括多个位移传感器，且位移传感器的测量端与投影槽（3）口处齐平并竖直向上。

2.根据权利要求1所述的一种虚拟二次投影按键式呼梯系统，其特征在于：所述图像处理模块（5）包括光斑坐标定位单元、光斑边缘增强单元和光斑轮廓裁剪单元，所述分析识别模块（6）包括按键锁定单元和用户锁定单元。

3.根据权利要求1所述的一种虚拟二次投影按键式呼梯系统，其特征在于：所述轿厢本体（1）顶部安装有四个身高传感器（9），且身高传感器（9）的测量端位于相邻投影槽（3）的正前方，所述身高传感器（9）与中央处理模块（2）连接，所述投影槽（3）上端壁安装有调节机构，所述调节机构包括电动推杆（13）、光滑导轨（14）和精密滑块（15），所述精密滑块（15）与光滑导轨（14）滑动连接，所述电动推杆（13）与中央处理模块（2）连接，且电动推杆（13）的伸长端和精密滑块（15）均与虚拟按键投影模块（4）连接。

4.根据权利要求1所述的一种虚拟二次投影按键式呼梯系统，其特征在于：所述投影板（7）表面涂覆有纳米防反光涂层，且投影板（7）与虚拟按键图案的高度比为1.2-2:1。

5.根据权利要求1所述的一种虚拟二次投影按键式呼梯系统，其特征在于：所述轿厢本体（1）顶部还安装有监控摄像头（10），且监控摄像头（10）与中央处理模块（2）连接，所述中央处理模块（2）通过RS485总线模块连接有总控室（17）。

6.根据权利要求1所述的一种虚拟二次投影按键式呼梯系统，其特征在于：所述投影槽（3）内侧壁上安装有按键提示模块（11），且按键提示模块（11）与中央处理模块（2）连接，所述按键提示模块（11）包括红绿指示灯和蜂鸣器。

7.根据权利要求1所述的一种虚拟二次投影按键式呼梯系统，其特征在于：所述轿厢本体（1）四周内壁上还安装有液晶显示屏（12），且液晶显示屏（12）与中央处理模块（2）连接，所述液晶显示屏（12）位于投影槽（3）的上方，所述液晶显示屏（12）包括主显示单元和副显示单元，所述主显示单元显示有当前所在楼层信息，所述副显示单元显示有待停靠楼层信息。

8.根据权利要求1所述的一种虚拟二次投影按键式呼梯系统，其特征在于：所述位移传感器的数目不少于虚拟按键图案水平方向上的按键数目。

9.根据权利要求1-8任一所述的一种虚拟二次投影按键式呼梯系统的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、用户进入轿厢本体（1）后，就近选择投影槽（3）准备操作；

S2、该投影槽（3）对应的身高传感器（9）获取到该用户的身高数据后发送至中央处理模块（2），进而控制该投影槽（3）内的虚拟按键投影模块（4）投影出合适高度的虚拟按键图案；

S3、用户根据前往楼层信息选择相应的理想按键，由按键初定位模块（8）对该理想按键进行初步定位，中央处理模块（2）控制虚拟按键投影模块（4）进行二次投影，仅对该理想按键及其相邻的按键进行放大投影；

S4、用户用手指触碰到放大后的理想按键后，虚拟按键投影模块（4）获取到被遮挡的光斑信息后，发送至图像处理模块（5）进行处理后由分析识别模块（6）识别出理想按键，并由中央处理模块（2）转化为相应的呼梯指令；

S5、按键提示模块（11）提示成功后完成使用。

10.根据权利要求9所述的一种虚拟二次投影按键式呼梯系统的使用方法，其特征在于：所述步骤S4中分析识别模块（6）还可以根据光斑信息锁定该用户，在长按3s以上取消该呼梯指令后方可采纳后续操作。

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