CN111443807A - 一种用于体感交互的雷达检测设备、系统和接口转换电路 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种雷达装置的接口转换电路，接口转换电路包括雷达供电接口，数据接口以及有源数据接口。接口转换电路通过供电接口，数据接口与雷达装置进行连接以接收雷达装置输出的第一被测对象位置数据并通过有源数据接口输出第二被测对象位置数据给外部装置。接口转换电路通过有源数据接口与外部装置相连接以接收外部装置输出的第一电源信号并通过雷达供电接口输出第二电源信号给雷达装置。本发明还提供一种基于接口转换电路的用于体感互动的雷达检测设备以及一种基于雷达检测设备的体感交互系统。

Description

一种用于体感交互的雷达检测设备、系统和接口转换电路

技术领域

本发明涉及一种基于投影技术的体感交互游戏中用于检测被测对象位置数据的雷达检测设备，特别是一种将雷达装置的电源接口和数据接口转换为一种有源数据接口的电路以及采用该电路的雷达检测设备及系统。

背景技术

体感交互系统是结合先进的计算机技术，画面显示技术以及检测技术的一种交互体验系统。体感交互系统采用画面显示技术将游戏互动画面投射到载体平面或通过载体进行显示，如通过光线将画面投射到地面、墙面，或将画面通过多LED显示屏显示等，通过检测装置对互动参与者身体的动作或某一身体部分所在的具体位置进行检测，对动作信号或位置信息进行分析后产生各种影像特效以达到体感交互的实际体验，如互动过程中相应位置的影像元素可产生符合不同游戏场景的特效，如气球破裂、水波纹、碰撞、擦除、避让、跟随等表现形式。

在现有的体感交互系统中，常用的检测装置有摄像机检测或雷达检测，在一些投影交互游戏中，仅需要检测到互动参与者某一具体部位如脚，手在投影地面或墙面的具体位置信息，再经过上位机的处理对互动参与者的位置信息和投影影像中具体元素如气球进行位置匹配来定位互动参与者在某一时刻所处位置对应的气球，从而对相对应的气球进行特效处理，这样就产生了互动参与者脚踩气球，气球破裂的特效效果。

采用雷达检测对互动参与者的位置信息进行检测是一种常用的方式。如申请号为201910373995.9的发明专利公开了一种多线激光测距雷达，为增大激光雷达扫描范围，激光雷达由固定底座和旋转体构成，固定底座内设有驱动电机，利用驱动电机实现旋转体周向旋转，旋转体内设有激光发生器和反射信号呈像装置，旋转体在驱动电机的作用下可以实现360°旋转，也既可以实现激光雷达360°范围扫描，最终通过电源线外接电源供电接口向雷达装置提供电源信号，通过数据线外接上位机以实现雷达装置与处理器的数据通讯。

然而，现有的体感交互系统经常安装于一些已经开业运营较长时间的场所，如商场，酒吧，浴池，酒店，博物馆，科技馆，售楼处等，由于该等场所整体的早期装修通常不考虑后续体感交互系统的安装布线问题或者该等场所装修过程中对体感交互系统的布线问题考虑不周全，加之体感交互系统的安装工期通常要求较急迫，实际安装环境无法实现墙体里或地面下布线。而体感交互系统的检测装置所在位置与上位机所在位置有较远的距离，如10～200米，因此，如何通过墙体表面或地面上长距离裸露布线的方式为检测装置提供安全稳定的电压就成为一个亟待解决的问题。

现有的雷达装置通常需要稳定的供电电压如5V电压，现有的一种操作方式：为雷达装置配备一个220V电压接线板以及一个与220V电压接线板相连接的电源适配器，通过电源适配器将220V电压转换为5V电压再提供给雷达装置，雷达装置的数据通过外接一根数据线进行长距离布线连接至上位机。这种采用雷达装置、电压接线板、电源适配器的分散元件的方式，在系统整体安装调试过程中易出现连接不良，调试不便，出问题不好定位具体元件等问题。

另外，在商场的实际安装环境中，若220V电压接线板和电源适配器放置在雷达装置旁边，一方面，因商场实际环境下不容易找到220V供电接口，220V电压接线板仍需经过长距离布线以连接至标准220V供电接口，另一方面，雷达装置旁边需放置接线板及电源适配器，不仅影响美观而且在用户参与互动游戏的时候还会带来安全隐患。

若220V电压接线板和电源适配器放置在上位机旁边，雷达装置外接一根电源线连接至5V输出电源适配器，但长距离走线带来的压降问题会导致雷达装置接收的电压值远远低于5V甚至会导致雷达装置供电及工作不稳定的问题。

现有的另一种操作方式：雷达装置的外部引线为符合USB通讯协议的USB数据线，接插件设置为USB接口形式，通过USB接口与上位机相连接以用于为雷达装置提供5V电压以及与雷达装置进行数据通讯。然而USB数据线不适于长距离走线，如长距离走线造成的压降问题会导致雷达装置供电及工作不稳定的问题。

现有的再一种操作方式：在一些雷达装置中，有的产商将电源接口伸出的引线以及将数据接口伸出的数据线用绝缘电缆外皮包裹起来使其外观上呈现一根线布线的效果。然而，实际安装过程，绝缘电缆外皮包裹的电源线和数据线仍需要分别与电源供电系统和上位机进行连接，长距离布线仍旧造成压降的问题以及布线不便的问题。

以上操作方式中，当雷达装置工作出现异常时，无法及时判断异常状态并及时切断电源信号，对于商场等公共娱乐场所的公共大众造成了极大的安全隐患。

因此，亟需一种技术方案来解决上述电源线、数据线长距离布线引起的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供接口转换电路，基于接口转换电路的雷达检测设备以及体感交互系统，可改善上述问题。

一方面，本发明提供一种用于体感交互的雷达检测设备，其特征在于，所述雷达检测设备包括雷达装置以及与所述雷达装置相连接的接口转换电路，其中，

所述雷达装置至少包括受电接口和第一数据接口，所述第一数据接口至少用于输出第一被测对象位置数据；

所述接口转换电路包括雷达供电接口，第二数据接口以及有源数据接口；所述雷达供电接口用于与所述雷达装置的受电接口相连接，所述第二数据接口用于与所述雷达装置的第一数据接口相连接，所述有源数据接口用于与外部装置相连接；

所述接口转换电路通过所述有源数据接口从外部装置接收第一电源信号并通过所述供电接口向所述雷达装置的受电接口提供第二电源信号；以及

所述接口转换电路通过所述第二数据接口从所述雷达装置的第一数据接口接收所述第一被测对象位置数据并通过所述有源数据接口向外部装置输出第二被测对象位置数据以供体感交互分析。

如上所述的一种用于体感交互的雷达检测设备，其中，所述雷达装置包括底座和旋转体，所述底座内设置有驱动电机，所述驱动电机用于通过所述第一数据接口接收电机转速控制信号以驱动所述旋转体周向旋转，所述旋转体内设置有发射器和接收器，所述接口转换电路的有源数据接口用于接收电机转速控制指令并生成所述电机转速控制信号，所述电机转速控制信号通过所述第二数据接口传输给所述第一数据接口。

如上所述的一种用于体感交互的雷达检测设备，其中，所述雷达装置包括发射器和接收器，所述雷达检测设备还包括壳体，所述壳体用于容纳所述雷达装置以及所述接口转换电路，所述壳体包括第一开口和第二开口，所述雷达装置的发射器和接收器经由所述第一开口向外发射信号并接收信号，所述接口转换电路的有源数据接口经由所述第二开口通过外部有源数据线与外部装置进行连接。

如上所述的一种用于体感交互的雷达检测设备，其中，所述有源数据接口直接设置在所述接口转换电路的电路板上，所述有源数据接口置于所述壳体内部。

如上所述的一种用于体感交互的雷达检测设备，其中，所述接口转换电路包括一根向外延伸的有源数据线，所述有源数据接口设置在所述有源数据线向外延伸的一端。所述有源数据接口置于所述壳体外部。

如上所述的一种用于体感交互的雷达检测设备，其中，所述有源数据接口为POE接口，所述有源数据线为POE数据线。

如上所述的一种用于体感交互的雷达检测设备，其中，所述接口转换电路的雷达供电接口和第二数据接口通过一个可插拔的接插件外接线缆与所述雷达装置的受电接口和第一数据接口连接。

如上所述的一种用于体感交互的雷达检测设备，其中，所述接口转换电路包括电源转换模块和数据转换模块，所述电源转换模块用于将所述有源数据接口接收的第一电源信号转换为第二电源信号并通过所述雷达供电接口输出所述第二电源信号，所述数据转换模块用于将所述第一数据接口接收的第一被测对象位置数据转换为第二被测对象位置数据并通过所述有源数据接口输出所述第二被测对象位置数据。

另一方面，本发明还提供一种雷达装置的接口转换电路，其特征在于，所述接口转换电路包括雷达供电接口，数据接口以及有源数据接口，其中，

所述接口转换电路通过雷达供电接口，数据接口与雷达装置进行连接以接收所述雷达装置输出的第一被测对象位置数据并通过所述有源数据接口输出第二被测对象位置数据给外部装置；以及

所述接口转换电路通过所述有源数据接口与外部装置相连接以接收外部装置输出的第一电源信号并通过所述雷达供电接口输出第二电源信号给所述雷达装置。

如上所述的一种雷达装置的接口转换电路，其中，所述接口转换电路包括电源转换模块和数据转换模块，所述电源转换模块用于将所述有源数据接口接收的第一电源信号转换为所述第二电源信号，所述数据转换模块用于将所述第一数据接口接收的第一被测对象位置数据转换为第二被测对象位置数据。

如上所述的接口转换电路，其中，所述接口转换电路的有源数据接口经由一根有源数据线与外部装置相连接。

如上所述的接口转换电路，其中，所述有源数据接口直接设置在所述接口转换电路的电路板上。

如上所述的接口转换电路，其中，所述接口转换电路包括一根向外延伸的有源数据线，所述有源数据接口设置在所述有源数据线向外延伸的一端。

如上所述的接口转换电路，其中，所述有源数据接口为POE接口，所述有源数据线为POE数据线。

如上所述的接口转换电路，其中，所述接口转换电路的雷达供电接口和数据接口通过一个可插拔的接插件外接线缆与所述雷达装置连接。

再一方面，本发明还提供一种基于雷达检测设备的体感交互系统，其特征在于，所述体感交互系统包括影像生成设备，雷达检测设备，以及上位机，其中，

影像生成设备，用于呈现影像；

雷达检测设备，用于检测被测对象在呈现影像处的位置，所述雷达检测设备包括雷达装置，接口转换电路和壳体；

所述雷达装置至少包括发射器，接收器，受电接口和第一数据接口，所述第一数据接口至少用于输出第一被测对象位置数据；

所述接口转换电路包括雷达供电接口，第二数据接口以及有源数据接口；所述雷达供电接口用于与所述雷达装置的受电接口相连接，所述第二数据接口用于与所述雷达装置的第一数据接口相连接，所述有源数据接口用于与所述上位机相连接；

所述接口转换电路通过所述有源数据接口从所述上位机接收第一电源信号并通过所述供电接口向所述雷达装置的受电接口提供第二电源信号；

所述接口转换电路通过所述第二数据接口从所述雷达装置的第一数据接口接收所述第一被测对象位置数据并通过所述有源数据接口向所述上位机输出第二被测对象位置数据；以及

所述壳体用于容纳所述雷达装置以及所述接口转换电路，所述壳体包括第一开口和第二开口，所述雷达装置的发射器和接收器经由所述第一开口向外发射信号并接收信号，所述接口转换电路的有源数据接口通过外部有源数据线与上位机进行连接；以及

上位机，与所述有源数据接口相连接，从所述有源数据接口接收所述第二被测对象位置数据并进行体感交互分析处理。

如上所述的基于雷达检测设备的体感交互系统，其中，所述壳体包括固定件，所述固定件置于所述第二开口周边，用于限定有源数据线与壳体的位置

如上所述的基于雷达检测设备的体感交互系统，其中，所述固定件包括凹形紧固件，凹形紧固件通过置于凹形紧固件的紧固孔和置于第二开口周边的螺纹孔安装固定于所述第二开口周边，凹形紧固件包括一个凹槽。

执行根据本发明示例的接口转换电路，雷达检测设备以及体感互动系统，一方面，通过将雷达装置，接口转换电路，壳体集成为一个整体的设计，避免了雷达装置与接口转换电路连接不良，调试不便以及出问题不好定位具体元件的问题。另一方面，通过接口转换电路的设计只需外接一根有源数据线的方式解决了长距离布线造成的压降问题，从而保证了所述雷达检测设备供电及工作的稳定性。再一方面，通过上位机与雷达检测设备之间的判断指令的发送以及返回信号的接收来判断雷达检测设备是否正常连接及正常工作，若异常则自动切断供电信号从而对雷达检测设备进行保护，进而提高了雷达检测设备、接口转换电路以及体感互动系统工作的安全性。

附图说明

可能已通过参考特定实施例以本发明的特征能够被理解的方式详细描述了本发明，特定实施例中的一些被图示在附图中。然而，应当注意，附图仅图示了本发明的特定实施例并且因此将不被认为限制其范围，因为本发明的范围包含其它等同有效的实施例。附图不一定按比例绘制，重点通常被放置在举例说明本发明的特定实施例的特征上。在附图中，同样的附图标记在所有各种视图中用来指示同样的部分。因此，为了进一步理解本发明，可参考以下详细描述连同附图一起阅读，附图中：

图1为一种基于雷达检测设备的体感交互系统结构示意图；

图2为图1中所示体感交互系统中采用的雷达检测设备的一种结构示意图；

图3为图2所示接口转换电路的有源数据接口的多种设置方式示意图；

图4为图2中所示雷达检测设备的壳体的一种结构示意图；

图5为图2中所示雷达检测设备的一种结构示意图；

图6为图2中所示雷达检测设备的另一种结构示意图；

图7为图2中所示雷达检测设备的另一种结构示意图；

图8为图2中所示雷达检测设备的另一种结构示意图；

图9为一种雷达检测设备与有源数据交换机以及上位机通信布线示意图；

图10为一种用于连接雷达装置的接口转换电路结构示意图；以及

图11为一种用于连接雷达装置的接口转换电路结构示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，术语“第一”、“第二”、“第三”等等不一定表示任何次序、顺序或优先级关系，而只是用来更清楚地使一个元件或一组元件与其它元件或其它组元件区分开。本发明中流程图的各步骤间的关系不以所给出的顺序为限，可根据实际应用进行调整但不脱离本申请的保护范围。

图1为一种基于雷达检测设备的体感交互系统90结构示意图。所述体感交互系统90包括影像生成设备20，雷达检测设备10和上位机30。

所述影像生成设备20用于呈现影像40。更具体地，所述影像生成设备20可如图1所示将用于游戏互动的影像40投射到地面。在另一种实施方式中，所述影像生成设备20可将所述影像40投射到墙面。在其他实施方式中，所述影像生成设备20带有影像显示载体，如通过LED显示屏对所述影像40进行显示，在一种方式中，所述LED显示屏可置于地面。所述影像40可为特定场景的动态影像画面，如动态气球画面。所述影像40可包括多个动态影像元素如图1所示多个气球60。

所述雷达检测设备10用于检测被测对象在呈现影像40处的位置。更具体地，当游戏互动参与者50作为被测对象参与游戏时，可在影像40所在区域内活动，雷达检测设备10可检测平行于地面一定高度的平面内的被测对象50的位置。

在本实施方式中，所述雷达检测设备10基于激光雷达测距原理对被测对象50的位置进行检测。当所述雷达检测设备10工作于扫描模式时，可通过发送接收激光信号对如图所示影像40的区域内进行被测对象50的位置检测。基于发射的激光信号和接收的返回的激光信号，所述雷达检测设备10计算得到被测对象位置数据，所述位置数据可包括被测对象50在雷达坐标系的角度α数据以及距离D的数据。在一种实施方式中，角度α可在0～270度范围，距离D可在0到20m距离。所述角度α和距离D的范围与所述雷达检测设备10本身的结构和性能相关。在其他方式中，所述雷达检测设备10输出的被测对象位置数据还可以包括其他可表达位置的参数，例如光强度。

所述雷达检测设备10通过有源数据线70与上位机30进行连接。在一种实施方式中，所述体感交互系统90还可包括有源数据交换机或有源数据分离器(未示出)，更具体地，所述有源数据线70可通过有源数据交换机或有源数据分离器再与上位机30进行连接。所述上位机30可包括台式电脑，笔记本电脑，Ipad，手机等带有处理器的电子设备。

所述有源数据线70通过有源数据交换机为雷达检测设备10提供电源信号的同时可通过有源数据交换机或有源数据分离器在所述雷达检测设备10与上位机30之间进行数据交互。在一种实施方式中，所述有源数据线70可将被测对象位置数据发送给上位机30进行体感交互分析。所述有源数据线70可实现长距离布线。所述雷达检测设备10如何通过一根有源数据线70实现与上位机30的交互将结合后续图示进行说明。

所述上位机30接收到被测对象位置数据后，将被测对象位置数据与影像40上的影像元素如气球60的位置进行匹配分析，若被测对象位置数据与气球60的位置相匹配，则相应的影像元素60将产生影像特效。上位机30基于采集的被测对象位置数据的体感互动分析方法是本领域技术人员常用技术方法，这里不再赘述。

作为一个示例，图1所示为踩气球的体感互动游戏，所述影像生成设备20向地面投射动态气球画面40，每个气球如60为所述游戏互动画面的一个影像元素。互动参与者50可跑到自己感兴趣的气球60所在位置，当互动参与者50的位置数据被检测并经由上位机进行分析后，与互动参与者50的位置数据相匹配的气球60会相应产生影像特效。例如，所述影像特效在本实施例中可包括气球60爆炸的动画效果。在一些实施方式中，所述动画效果还可配合相应的音效，如配合气球爆炸声以增加体感互动游戏的趣味性，真实性。

如图2所示为本发明提出的一种雷达检测设备10结构示意图。如图所示，所述雷达检测设备10包括雷达装置100以及与所述雷达装置100相连接的接口转换电路110。可选地，所述雷达检测设备10还可包括壳体120。

在一种实施例中，所述雷达装置100包括底座103和旋转体101，所述底座103内设置有驱动电机，利用驱动电机实现旋转体101周向旋转，旋转体101在驱动电机的作用下可以实现360°旋转，也既可以实现激光雷达360°范围扫描，所述旋转体101内设置有发射器105和接收器107，通过旋转体101的旋转带动所述发射器105和接收器107在平面360°范围内的旋转，驱动电机的旋转速度可决定被测对象位置数据的分辨率。最终被测对象位置数据通过外部接线发送至外部设备。

在一种实施方式中，所述雷达装置100为激光雷达，所述发射器105为激光发射器，所述接收器107为激光接收器。在其他实施方式中，所述雷达装置100还可包括其他类型的基于雷达原理的可用于测量位置信号的装置。

所述雷达装置100还包括其他功能电路，如测距电路，用于驱动所述激光发射器105，激光接收器107并用于根据反射信号的成像结果，计算测距距离D以及水平角度α。电机驱动电路，用于驱动所述驱动电机运行。供电电路，用于为所述测距电路以及电机驱动电路供电以及通信电路，用于与外部设备进行通信交互。

所述雷达装置100还包括受电接口(未示出)和第一数据接口(未示出)。受电接口从雷达装置内部的供电电路引出，雷达电源线111连接受电接口并向外延伸。第一数据接口从雷达装置内部的通信电路引出，雷达数据线113连接第一数据接口并向外延伸。向外延伸的雷达电源线111和雷达数据线113用于与外部设备相连接以实现与外部设备的通信以及对雷达装置100进行供电。

在一种实施方式中，所述雷达电源线111和所述雷达数据线113的所有引线集成在同一个可插拔的接插件上，所述可插拔的接插件可与其他外部装置相连接。在另一种实施方式中，所述雷达电源线111的所有引线集成在同一个可插拔的接插件上，所述雷达数据线113的所有引线集成在同一个可插拔的接插件上。所述两个可插拔的接插件可分别与其他外部装置的相应接口相连接。

所述受电接口通过雷达电源线111接收外部设备提供的电源信号。

所述第一数据接口通过雷达数据线113至少输出第一被测对象位置数据，所述第一被测对象位置数据包括如上所述计算得到的测距距离D以及水平角度α。在一种实施方式中，所述第一数据接口还可通过雷达数据线113接收电机转速指令以驱动所述旋转体101周向旋转。

为避免雷达电源线111和雷达数据线113与外部设备连接时需要分别与电源提供装置和上位机分别相连而造成的布线不方便的问题，本发明提出的所述雷达检测设备10还包括接口转换电路110。所述接口转换电路110包括雷达供电接口(未示出)，第二数据接口(未示出)和有源数据接口115。如图2所示，通过雷达电源线111，所述接口转换电路110的雷达供电接口与所述雷达装置100的受电接口相连接，通过雷达数据线113，所述接口转换电路110的第二数据接口与所述雷达装置100的第一数据接口相连接。

更具体地，在一种实施方式中，所述雷达电源线111和所述雷达数据线113的所有引线集成在同一个可插拔的接插件上，所述可插拔的接插件同时与所述接口转换电路110的雷达供电接口和第二数据接口相连接。即所述接口转换电路110的雷达供电接口和第二数据接口通过一个可插拔的接插件外接线缆与所述雷达装置100的受电接口和第一数据接口连接。

在另一种实施方式中，所述雷达电源线111的所有引线集成在同一个可插拔的接插件上，所述雷达数据线113的所有引线集成在同一个可插拔的接插件上。所述两个可插拔的接插件可分别与所述接口转换电路115的雷达供电接口和第二数据接口相连接。即所述接口转换电路110的雷达供电接口和第二数据接口分别通过两个可插拔的接插件外接线缆与所述雷达装置100的受电接口和第一数据接口连接。

所述接口转换电路110用于将供电接口，第二数据接口转化为有源数据接口115。这样所述雷达装置100和接口转换电路110作为一个整体，通过所述接口转换电路110的有源数据接口115处外接一根较长的如图1所示的有源数据线70即可与外部设备进行通信交互以及通过外部设备向所述雷达装置100供电。图2中仅示出有源数据接口115的一种设置方式，参照图3将对有源数据接口115的多种设置方式进行详细说明。所述接口转换电路110的具体结构将结合图10进行详细说明。

可选地，如图2所示，所述雷达检测设备10还包括壳体120，当所述雷达检测设备10安装于复杂的环境下时，为避免所述雷达装置100以及所述接口转换电路110直接暴露在外，为降低雷达装置100和接口转换电路110遭到外部撞击而损坏或产生故障的风险，壳体120用于对所述雷达检测设备10起到防护作用。

所述壳体120用于容纳所述雷达装置100以及所述接口转换电路110。更具体地，如图2所示为一种壳体120的分解示意图，所述壳体120包括底座123，顶盖121和后盖125。所述顶盖121活动安装在底座123上，所述后盖125活动安装在底座123和顶盖121的后端。

如图2所示，这样所述雷达装置100，接口转换电路110和壳体120作为一个整体，通过所述接口转换电路110的有源数据接口115处外接一根较长的如图1所示的有源数据线70即可与外部设备进行通信交互以及通过外部设备向所述雷达装置100供电。通过将雷达装置100，接口转换电路110，壳体120集成为一个整体的设计，还避免了雷达装置100与接口转换电路110连接不良，调试不便以及出问题不好定位具体元件的问题。

图3为图2中接口转换电路110的有源数据接口115的多种设置方式示意图。所述有源数据接口115为标准通讯协议的接口，其符合常见标准通讯协议规范(如TCPIP，POE，RS232，HDMI，USB)规定的接口，如适用于POE的网口接口，USB接口。

在一种设置方式中，如图3(a)所示，所述有源数据接口115直接设置在所述接口转换电路110的电路板上，当所述接口转换电路110的电路板置于所述壳体120内部时，所述有源数据接口115置于所述壳体120内部。所述有源数据接口115与所述壳体120的位置关系将在图5中进行详细描述。所述有源数据接口115处外接一根较长的如图1所示的有源数据线70即可与外部设备进行通信交互以及通过外部设备向所述雷达装置100供电。

在另一种设置方式中，如图3(b)或图3(c)所示，所述接口转换电路110包括一根较短的向外延伸的有源数据线118，所述有源数据接口117或有源数据接口119设置在所述有源数据线118向外延伸的一端，即所述有源数据接口117或119与所述接口转换电路110的电路板之间有一定距离。所述有源数据线118通过非标准通信协议(自定义通讯协议)所规定的接插件114如卡扣形式的接插件或焊接116等形式与所述接口转换电路110的电路板相连接。

当所述接口转换电路110的电路板置于所述壳体120内部时，所述有源数据接口117或119置于所述壳体120外部。相比于将有源数据接口115设置在壳体120内部的电路板上的方式，将有源数据接口117或119设置在壳体120外部的方式有利于减小电路板体积，节省壳体内部的空间。所述有源数据接口117或119与所述壳体120的位置关系将在图6，7，8中进行详细描述。

图3(b)所示的源数据接口117可直接外接一根较长的如图1所示的有源数据线70即可与外部设备进行通信交互以及通过外部设备向所述雷达装置100供电。图3(c)所示的有源数据接口119可通过一个转换接口再外接一根较长的如图1所示的有源数据线70即可与外部设备进行通信交互以及通过外部设备向所述雷达装置100供电。

如图4所示为壳体120的一种整体结构示意图，所述壳体120包括第一开口127和第二开口129，所述雷达装置100的发射器105和接收器107经由所述第一开口127向外发射信号并接收信号，第一开口127的设置避免了对发射器105和接收器107发射信号和接收返回信号的遮挡。所述接口转换电路110的有源数据接口115(如图2所示)经由所述第二开口129通过外部有源数据线70(如图1所示)与外部设备进行连接。

在一种实施方式中，所述第一开口127圆弧形开口以确保所述雷达装置100的旋转体101在周向做360°旋转时，所述发射器105和接收器107对被测对象的测量位置角度至少在0到270°范围内有效。更具体地，由于后盖125为封闭式设计以及底座123和顶盖121在位于第一开口127后端的两侧连接处对激光射线路径形成遮挡，被测对象的位置测量角在一定范围内有效。

在一种实施方式中，如图4所示，所述第二开口129为底座123侧壁的一个开口，所述开口可以为矩形开口。在另一种实施方式中，所述第二开口129还可设置在后盖125上。

图5为图2中所示雷达检测设备10的一种结构示意图。有源数据接口115置于所述壳体120内部。更具体地，在本示例中，当如图3(a)所示有源数据接口115置于电路板上时，电路板置于所述壳体120内部，所述第二开口129的位置对应所述接口转换电路110的有源数据接口115的位置，如图所示第二开口129对所述有源数据接口115起到支撑和位置限定作用。

在本实施例中，有源数据线70不直接与电路板相连接，一般在使用过程中，有源数据线70可方便拆卸。有源数据线70的一端从外部经由所述第二开口129与电路板上的有源数据接口115相连接。在使用过程中，有源数据线70通过一端的接头71，如POE接头或其他任意形式的标准通讯协议接头，经由所述第二开口129与电路板上的有源数据接口115相连接，有源数据线70的另一端的接头73可直接连接外部设备如上位机，有源数据交换机或有源数据分离器的数据端子。有源数据线70的长度可根据实际应用进行调节，有源数据线70可由多跟标准通讯协议的有源数据线以及相应的转换接口连接而成。

图6，图7，图8分别为图2中所示雷达检测设备10的另一种结构示意图。有源数据接口117或119置于所述壳体120外部。更具体地，当如图3(b)所示的有源数据接口117或119设置在所述有源数据线118向外延伸的一端时，所述有源数据线118贯穿于所述第二开口129，所述有源数据线118的一端可如图3(b)或图3(c)的方式与置于壳体120内部的电路板相连接并封装在壳体120内部，另一端有源数据接口117或119经由所述第二开口129延申至所述壳体120外部。所述第二开口129对有源数据线118起到支撑和位置限定作用。

一般在使用过程中，有源数据线118封装在壳体120内部的一端不可随意拆卸。如图6或图7所示，通过有源数据接口117可直接外接一根如图5所示的有源数据线70以连接外部设备如上位机，有源数据交换机或有源数据分离器的数据端子。如图8所示，通过有源数据接口119可经由转换接口再外接一根如图5所示的有源数据线70以连接外部设备的数据端子。

在一些实施方式中，有源数据线70或有源数据线118在防护壳内部与电路板的连接处可因多种原因导致松动，例如，电路板上的接插件、标准通讯协议接口本身或焊接处可靠性不好导致有源数据线80或有源数据线118与电路板的连接可靠性不够好。再如，第二开口129过大或人为无意的碰触有源数据线70或有源数据线118也容易造成有源数据线70或有源数据线118与电路板的连接处产生松动，进而导致信号传输不稳，雷达检测设备无法长时间可靠工作。

如图5到8所述壳体120进一步包括固定件131或132，固定件131或132置于所述第二开口129周边，用于限定有源数据线70或有源数据线118与壳体120的位置。在一种实施方式中，如图5或图6所示，所述固定件131为凹形紧固件131。所述凹形紧固件131通过置于所述凹形紧固件131的紧固孔135和置于第二开口129周边的螺纹孔139安装固定于所述第二开口129周边。所述凹形紧固件131包括一个凹槽137，所述有源数据线70或所述有源数据线118的部分置于所述凹槽137内。

更具体地，在一种实施方式中，如图5所示的有源数据线70的接头71置于所述凹槽137内，所述凹槽137对所述有源数据线70起到位置固定作用，防止所述有源数据线70与所述第二开口129对接处发生松动。使用过程中，所述有源数据线70的接头71先从外部连接至所述有源数据接口115，再将所述凹形紧固件131的凹槽137部分由上到下卡紧在接头71处，最后，所述凹形紧固件131通过置于所述凹形紧固件131的紧固孔135和置于第二开口129周边的螺纹孔139安装固定于所述第二开口129周边。

作为一种示例，所述凹形紧固件131可设置为中空的，凹形紧固件131的中空设计避免了所述接头71的形状与凹槽137内壁形状不匹配导致的无法使用或无法卡紧的问题。作为另一种示例，所述凹形紧固件131可设置为实心的，所述凹槽137的内壁材质可为橡胶等易变形材质，从而通过橡胶的变形对所述接头71起到卡紧的作用。

在另一种实施方式中，如图6所示的有源数据线118的线缆部分置于所述凹槽137内，所述凹槽137对所述有源数据线118起到位置固定作用，防止所述有源数据线118与所述第二开口129对接处发生松动。使用过程中，先将所述凹形紧固件131的凹槽137部分由上到下卡紧所述有源数据线118的线缆部分。再通过如图5所示置于所述凹形紧固件131的紧固孔135和置于第二开口129周边的螺纹孔139安装固定于所述第二开口129周边。

在本实施方式中，因所述有源数据线118的线缆部分通常为圆形等规则形状，所述凹形紧固件131可设置为中空的以节省材料或设置为实心的，所述凹槽137的内壁均可起到卡紧所述有源数据线118的作用。

在一种实施方式中，如图7或图8所示，所述固定件132通过置于所述固定件132的固定板134上的紧固孔138和置于第二开口129周边的螺纹孔130安装固定于所述第二开口129周边。所述固定件132包括一个橡胶圈136，所述有源数据线118的部分置于所述橡胶圈136内。所述固定件132的橡胶圈136的内壁可起到卡紧所述有源数据线118的作用。通过此种设置，利用橡胶的密闭性特点还可实现防水功能。

所述固定件还可包括橡胶等其他材质的任意形状设计的部件，用于填充第二开口129与所述有源数据线70或所述有源数据线118接触处的空隙从而对所述有源数据线118或所述有源数据线70的位置起到限定作用进而防止所述有源数据线118或所述有源数据线70与第二开口129对接处发生松动。为了更好的实现防水功能，第二开口129与所述有源数据线118或所述有源数据线70接触处的空隙还可用胶水等物质进行填充。

图9为一种雷达检测设备与有源数据交换机以及上位机通信系统200布线示意图。如图所示，通过雷达电源线111，雷达数据线113，所述雷达装置100的受电接口，第一数据接口分别与所述接口转换电路110的雷达供电接口，第二数据接口相连接。所述雷达电源线111用于传输电源信号，所述雷达数据线113用于至少传输被测对象位置数据。

通过有源数据线117，所述接口转换电路110的有源数据接口115与有源数据交换机210相连接。所述有源数据线220将所述有源数据交换机210提供的电源信号通过所述有源数据接口115提供给所述雷达检测设备10。所述有源数据线220将所述雷达装置100输出的被测对象位置数据通过所述有源数据接口115传输给所述有源数据交换机210。

在一种实施方式中，所述有源数据接口115为有源以太网供电(Power OverEthernet，POE)接口。该POE接口的通信及电源传输信号符合IEEE802.3a标准。相对应地，所述有源数据交换机210为POE交换机，所述有源数据交换机210还可包括有源数据分离器如POE分离器。所述有源数据线220为标准POE数据线。所述POE交换机210可同时给多个雷达检测设备10供电。

在另一种实施方式中，所述有源数据接口115可为符合其他通信协议的接口，相对应地，所述有源数据交换机210为符合对应通信协议的交换机或分离器，所述有源数据线220为符合对应通信协议的数据线。

一方面，由于所述有源数据线220上传输的第一电源信号的电压值通常为几十V如48V，远远高于雷达检测设备100所需的第二电源信号的电压值如5V，因此，所述有源数据线220的长距离布线造成的压降问题不会对所述接口转换电路110的雷达供电接口输出的第二电源信号的电压值产生影响，从而保证了所述雷达检测设备10供电及工作的稳定性。

另一方面，由于有源数据接口115如POE接口的通讯协议通常会判断所连接的雷达检测设备10是否正常再供电。更具体地，通过上位机30与雷达检测设备10之间的判断指令的发送以及返回信号的接收来判断雷达检测设备10是否正常连接及正常工作，如果出现异常返回信号如接口转换电路出现问题或雷达装置100出现问题造成的信号异常，所述有源数据接口115的接收的第一电源信号将自动切断从而对雷达检测设备10进行保护，进而提高了雷达检测设备10、接口转换电路110以及体感互动系统工作的安全性。

通过数据线230，所述有源数据交换机210与上位机30相连接。所述数据线230将所述有源数据交换机210接收的被测对象位置数据传输给所述上位机30以进行体感交互分析。在另一种实施方式中，所述有源数据交换机210与所述上位机30可以是集成在一起的即可进行数据交互又可输出电源信号的设备。

如图8所示为一种接口转换电路110的一种结构示意图。所述接口转换电路110包括雷达供电接口310，第二数据接口320以及有源数据接口330。所述雷达供电接口310通过如图9所示的雷达电源线111与所述雷达装置100的受电接口相连接，所述第二数据接口320通过如图9所示的雷达数据线113与所述雷达装置100的第一数据接口相连接，所述有源数据接口330通过如图9所示的有源数据线220与所述有源数据交换机210相连接。

更具体地，在一种实施方式中，所述雷达电源线111和所述雷达数据线113的所有引线集成在同一个可插拔的接插件上，所述可插拔的接插件同时与所述接口转换电路110的雷达供电接口310和第二数据接口320相连接。即所述接口转换电路110的雷达供电接口310和第二数据接口320通过一个可插拔的接插件外接线缆与所述雷达装置100的受电接口和第一数据接口连接。

在另一种实施方式中，所述雷达电源线111的所有引线集成在同一个可插拔的接插件上，所述雷达数据线113的所有引线集成在同一个可插拔的接插件上。所述两个可插拔的接插件可分别与所述接口转换电路110的雷达供电接口和第二数据接口相连接。即所述接口转换电路110的雷达供电接口310和第二数据接口320分别通过两个可插拔的接插件外接线缆与所述雷达装置100的受电接口和第一数据接口连接。

所述接口转换电路110通过所述有源数据接口330从所述有源数据交换机210接收第一电源信号并通过所述雷达供电接口310向所述雷达装置100的受电接口提供第二电源信号。

更具体地，所述接口转换电路110包括电源转换模块340。所述电源转换模块110用于将所述有源数据接口330接收的第一电源信号转换为所述第二电源信号。

在一种实施方式中，所述电源转换模块340将第一电源信号如POE交换机提供的第一电源信号如48V电源信号转换为第二电源信号如5V的电源信号并通过所述雷达供电接口310提供给所述雷达装置100的受电接口。所述电源转换模块340还可将所述48V的第一电源信号转换为3.3V的电源信号以给所述接口转换电路110上的其他电子元器件供电。

所述接口转换电路110通过所述第二数据接口320从所述雷达装置100的第一数据接口接收所述第一被测对象位置数据并通过所述有源数据接口330向所述有源数据交换机210输出第二被测对象位置数据。

作为一个示例，图10所示的有源数据接口330为POE接口的一种接线方式。更具体地，所述接口转换电路110包括数据转换模块350。所述数据转换模块350可包括HY931147C连接器，以下以HY931147C连接器为例进行说明。

图10所示雷达装置100包括第一数据接口的雷达接收信号端子Radar_Rx，第一数据接口的雷达发送信号端子Radar_Tx。雷达接收信号端子Radar_Rx用于连接HY931147的RX端，雷达发送信号端子Radar_Tx用于连接HY931147的TX端。所述POE接口330可为RJ45接口，1，2管脚用于将雷达发送信号端子Radar_Tx发送的第一数据信号转换为POE交换机210接收的信号POE_Rx。3，6管脚用于将POE交换机210发送的信号POE_Tx转换为雷达接收信号端子Radar_Rx接收的信号。4，5管脚和7，8管脚分别用于接POE交换机提供的电源信号端如+/-48V电源信号。

在一种实施方式中，当所述雷达装置100包括驱动电机时，如图10所示，所述数据转换模块350还可通过所述有源数据接口330的1，2管脚接收的上位机30发送的电机转速指令信号并通过所述雷达接收信号端子Radar_Rx输出给所述雷达装置100。

在另一种实施方式中，当所述雷达装置100包括驱动电机时，如图11所示，所述数据转换模块350还可包括第一数据接口的电机控制端子Motor，电机控制端子Motor用于连接HY931147的一个端子。所述数据转换模块350通过所述有源数据接口330的1，2管脚接收的上位机30的发送的电机转速指令并通过所述电机控制端子Motor输出给所述雷达装置100。

在一些实施方式中，所述雷达发送信号端子Radar_Tx，雷达接收信号端子Radar_Rx，1，2管脚POE_Rx,3，6管脚POE_Tx之间的数据通讯还包括上位机30或有源数据交换机210发送的判断所述雷达检测设备10是否正常工作的判断指令信号和雷达检测设备发送的返回信号。如果出现异常返回信号如接口转换电路出现问题或雷达装置100出现问题造成的信号异常时，所述有源数据接口330的接收的第一电源信号将自动切断从而对雷达检测设备10进行保护，进而提高了雷达检测设备10、接口转换电路110以及体感互动系统90工作的安全性。

最后，还需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

“连接”或“相连”等类似地词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的连接。“电路”或“模块”等可以包括单一组件或者由多个主动元件或者被动元件直接或者间接相连的集合，例如一个或者多个集成电路芯片，以提供所对应描述的功能。

本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (14)

1.一种用于体感交互的雷达检测设备，其特征在于，所述雷达检测设备包括雷达装置以及与所述雷达装置相连接的接口转换电路，其中，

所述雷达装置至少包括受电接口和第一数据接口，所述第一数据接口至少用于输出第一被测对象位置数据；

所述接口转换电路包括雷达供电接口，第二数据接口以及有源数据接口；

所述雷达供电接口用于与所述雷达装置的受电接口相连接，所述第二数据接口用于与所述雷达装置的第一数据接口相连接，所述有源数据接口用于与外部装置相连接；

所述接口转换电路通过所述有源数据接口从外部装置接收第一电源信号并通过所述供电接口向所述雷达装置的受电接口提供第二电源信号；以及

所述接口转换电路通过所述第二数据接口从所述雷达装置的第一数据接口接收所述第一被测对象位置数据并通过所述有源数据接口向外部装置输出第二被测对象位置数据以供体感交互分析。

2.如权利要求1所述的一种用于体感交互的雷达检测设备，其中，所述雷达装置包括发射器和接收器，所述雷达检测设备还包括壳体，所述壳体用于容纳所述雷达装置以及所述接口转换电路，所述壳体包括第一开口和第二开口，所述雷达装置的发射器和接收器经由所述第一开口向外发射信号并接收信号，所述接口转换电路的有源数据接口经由所述第二开口通过有源数据线与外部装置进行连接。

3.如权利要求2所述的一种用于体感交互的雷达检测设备，其中，所述有源数据接口直接设置在所述接口转换电路的电路板上，所述有源数据接口置于所述壳体内部。

4.如权利要求2所述的一种用于体感交互的雷达检测设备，其中，所述接口转换电路包括一根向外延伸的有源数据线，所述有源数据接口设置在所述有源数据线向外延伸的一端，所述有源数据接口置于所述壳体外部。

5.如权利要求1所述的一种用于体感交互的雷达检测设备，其中，所述有源数据接口为POE接口。

6.如权利要求1所述的一种用于体感交互的雷达检测设备，其中，所述接口转换电路包括电源转换模块和数据转换模块，所述电源转换模块用于将所述有源数据接口接收的第一电源信号转换为第二电源信号并通过所述雷达供电接口输出所述第二电源信号，所述数据转换模块用于将所述第一数据接口接收的第一被测对象位置数据转换为第二被测对象位置数据并通过所述有源数据接口输出所述第二被测对象位置数据。

7.一种雷达装置的接口转换电路，其特征在于，所述接口转换电路包括雷达供电接口，数据接口以及有源数据接口，其中，

所述接口转换电路通过雷达供电接口，数据接口与雷达装置进行连接以接收所述雷达装置输出的第一被测对象位置数据并通过所述有源数据接口输出第二被测对象位置数据给外部装置；以及

所述接口转换电路通过所述有源数据接口与外部装置相连接以接收外部装置输出的第一电源信号并通过所述雷达供电接口输出第二电源信号给所述雷达装置。

8.如权利要求7所述的一种雷达装置的接口转换电路，其中，所述接口转换电路包括电源转换模块和数据转换模块，所述电源转换模块用于将所述有源数据接口接收的第一电源信号转换为所述第二电源信号，所述数据转换模块用于将所述第一数据接口接收的第一被测对象位置数据转换为第二被测对象位置数据。

9.如权利要求7所述的接口转换电路，其中，所述有源数据接口直接设置在所述接口转换电路的电路板上。

10.如权利要求7所述的接口转换电路，其中，所述接口转换电路包括一根向外延伸的有源数据线，所述有源数据接口设置在所述有源数据线向外延伸的一端。

11.如权利要求7所述的接口转换电路，其中，所述有源数据接口为POE接口。

12.一种基于雷达检测设备的体感交互系统，其特征在于，所述体感交互系统包括影像生成设备，雷达检测设备，以及上位机，其中，

影像生成设备，用于呈现影像；

雷达检测设备，用于检测被测对象在呈现影像处的位置，所述雷达检测设备包括雷达装置，接口转换电路和壳体；

所述雷达装置至少包括发射器，接收器，受电接口和第一数据接口，所述第一数据接口至少用于输出第一被测对象位置数据；

所述接口转换电路包括雷达供电接口，第二数据接口以及有源数据接口；

所述雷达供电接口用于与所述雷达装置的受电接口相连接，所述第二数据接口用于与所述雷达装置的第一数据接口相连接，所述有源数据接口用于与所述上位机相连接；

所述接口转换电路通过所述有源数据接口从所述上位机接收第一电源信号并通过所述供电接口向所述雷达装置的受电接口提供第二电源信号；

所述接口转换电路通过所述第二数据接口从所述雷达装置的第一数据接口接收所述第一被测对象位置数据并通过所述有源数据接口向所述上位机输出第二被测对象位置数据；以及

所述壳体用于容纳所述雷达装置以及所述接口转换电路，所述壳体包括第一开口和第二开口，所述雷达装置的发射器和接收器经由所述第一开口向外发射信号并接收信号，所述接口转换电路的有源数据接口通过有源数据线与上位机进行连接；以及

上位机，与所述有源数据接口相连接，从所述有源数据接口接收所述第二被测对象位置数据并进行体感交互分析处理。

13.如权利要求12所述的基于雷达检测设备的体感交互系统，其中，所述壳体包括固定件，所述固定件置于所述第二开口周边，用于限定有源数据线与壳体的位置。

14.如权利要求13所述的基于雷达检测设备的体感交互系统，其中，所述固定件包括凹形紧固件，凹形紧固件通过置于凹形紧固件的紧固孔和置于第二开口周边的螺纹孔安装固定于所述第二开口周边，凹形紧固件包括一个凹槽。

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