CN113904674A - 一种非接触按钮设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及按键技术，提出一种非接触按钮设备，包括：按钮面板，其上承载有多个按钮，具有计算单元和按钮控制单元；距离传感器，安装在按钮面板的周围，其获取的数据为二维或三维时序点云数据；所述计算单元将时序点云数据与按钮面板中按钮的位置进行匹配，获取匹配结果，所述按钮控制单元根据所述匹配结果操作按钮。本发明实现了非接触式按钮功能，减少公共场合的疾病传播。
Description
技术领域
本发明涉及按键技术，更具体地，涉及一种非接触按钮设备。
背景技术
现有的非接触式按钮中，常见的有对射遮断式和手势/姿态识别式两类。
对射遮断式通过在按钮的两侧设置发射和接收单元，当光路被遮挡时即判定有按键动作。但这种方式不能测定距离，多适用于一行或一列按钮的场景，且每个按钮都需要一对发射/接收单元，设置复杂，不适用于多行多列按钮的场景。
手势/姿态识别类感应取消了实体按钮，通过识别手势或人体姿态的动作来对应相应的按键动作。然而这种方法不适用于复杂指令。如输入电梯楼层31层，那么至少要识别2个数字，且一旦一个数字有误(例如识别为37层)，纠正麻烦，不宜操控。此外，因为取消了实体按钮，用户必须通过一定的学习才能明白手势/姿态所对应的按键动作，学习成本高，容易造成对特定人群如老年人等的使用不便。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出一种非接触按钮设备，包括：按钮面板，其上承载有多个按钮，具有计算单元和按钮控制单元；距离传感器，安装在按钮面板的周围，其获取的数据为二维或三维时序点云数据；所述计算单元将时序点云数据与按钮面板中按钮的位置进行匹配，获取匹配结果，所述按钮控制单元根据所述匹配结果操作按钮。
可选地，所述匹配基于距离传感器和按钮的标定，将传感器所获得的基于传感器坐标的点云数据转换为按钮面板对应的坐标，包括：
1)将按钮面板上特定的位置标记特定的图案或者定义某按钮为标记点；
2)依次用标定工具在各个标记点悬停规定时间。
可选地，计算单元确定匹配结果之后，基于预先设置的动作参数，判定是否出现按键动作。
可选地，所述动作参数包括：悬停时间和按钮范围。
可选地，所述按钮面板为有按钮形状物件的实体面板或虚拟面板。
可选地，所述距离传感器为激光雷达、TOF距离传感器、结构光距离传感器或多目成像距离传感器。
本发明的有益效果包括：替代传统按钮，如电梯按钮、行人过街按钮、门开关按钮等。实现非接触式按钮功能，减少公共场合的疾病传播。用户学习成本低，易于使用，易于维护。
附图说明
为了更容易理解本发明，将通过参照附图中示出的具体实施方式更详细地描述本发明。这些附图只描绘了本发明的典型实施方式，不应认为对本发明保护范围的限制。
图1为本发明的按钮设备的主视图。
图2为本发明的按钮设备的俯视图。
图3为本发明的按钮设备的工作流程图。
附图标记
1-距离传感器，2-按钮面板
具体实施方式
下面参照附图描述本发明的实施方式，以便于本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所列举的实施例不作为本发明的限定，在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的技术特征可以相互组合，其中相同的部件用相同的附图标记表示。
如图1-2所示，本发明的非接触按钮设备包括：按钮面板2和距离传感器1。按钮面板上设置有多个按钮，距离传感器1设置在按钮面板的一侧或多侧，距离传感器1为一个或多个。一般地，在按钮面板2的上/下/左/右某侧设置一个即可，设置多个可以提高精度。
按钮面板2可以是有按钮形状物件的实体面板，也可以是虚拟面板，例如一个显示屏上描绘了一些按钮，或者一个平面上绘制了一些按钮。
距离传感器1是可对目标进行距离测量的传感器，包括但不限于激光雷达、TOF(time-of-flight、飞行时间)距离传感器、结构光距离传感器或多目成像距离传感器。常见的TOF距离传感器有：单点/单线/多线/面阵式距离传感器。
按钮面板2包括计算单元，计算单元接收距离传感器1获得的距离数据，经分析后得出相应的按钮动作。
按钮面板2包括按钮控制单元，按钮控制单元接收所述按钮动作，实现按钮相应的功能。
距离传感器1所获得的数据为二维或三维时序点云数据。一个采集周期内获取的点云数据称之为一帧点云数据，时序点云数据就是时间上顺序出现的多帧点云数据，每帧有对应的时间戳指示数据采集的时刻。
使用时，如图3所示，计算单元将时序点云数据与按钮面板2中按钮的位置进行匹配，获取匹配结果。其中距离传感器与面板的按钮事先经过标定，标定指的是，距离传感器1所获得的点云数据是基于传感器坐标，将传感器坐标转换为面板对应的坐标，具体步骤如下：
1)定义标记点：在按钮面板2上特定的位置预先标记特定的图案(如“+”等标记点)，或者定义某些按钮即为标记点。
2)依次用标定工具(手指或者其他特定细长形状物体)在各个标记点悬停若干秒。
通过以上步骤，即可获取按钮面板坐标与距离传感器坐标所对应的控制点，实现快速自适应标定。
然后，计算单元确定匹配结果之后，基于预先设置的动作参数(如悬停时间、按钮范围)，判定是否出现按键动作。如触发按键动作，则实施按键动作相应，将相应信息发送给按钮控制单元，从而实现按钮相应的功能(如亮灯、开门、语音提示等)。
在本发明中，按钮动作归类为：悬停特定时间则记为一次按键，优选地，一直悬停位置不变则只算一次按键，离开该按钮区域后再次进入则可以再次激活按键动作。相应地，按钮可有多种状态，一次按键动作将顺序改变状态。如开→关→开→关…，或激活→未激活→激活→未激活，或者1→2→3→1→2→3…等。
以上所述的实施例，只是本发明较优选的具体实施方式，本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。
Claims (6)
1.一种非接触按钮设备，其特征在于，包括：
按钮面板，其上承载有多个按钮，具有计算单元和按钮控制单元；
距离传感器，安装在按钮面板的周围，其获取的数据为二维或三维时序点云数据；
所述计算单元将时序点云数据与按钮面板中按钮的位置进行匹配，获取匹配结果，所述按钮控制单元根据所述匹配结果操作按钮。
2.根据权利要求1所述的非接触按钮设备，其特征在于，
所述匹配基于距离传感器和按钮的标定，将传感器所获得的基于传感器坐标的点云数据转换为按钮面板对应的坐标，包括：
1)将按钮面板上特定的位置标记特定的图案或者定义某按钮为标记点；
2)依次用标定工具在各个标记点悬停规定时间。
3.根据权利要求1所述的非接触按钮设备，其特征在于，
计算单元确定匹配结果之后，基于预先设置的动作参数，判定是否出现按键动作。
4.根据权利要求3所述的非接触按钮设备，其特征在于，
所述动作参数包括：悬停时间和按钮范围。
5.根据权利要求1所述的非接触按钮设备，其特征在于，
所述按钮面板为有按钮形状物件的实体面板或虚拟面板。
6.根据权利要求1所述的非接触按钮设备，其特征在于，
所述距离传感器为激光雷达、TOF距离传感器、结构光距离传感器或多目成像距离传感器。
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Country Status (1)
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2021
- 2021-08-26 CN CN202110988487.9A patent/CN113904674A/zh active Pending
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