一种基于激光雷达的交互电视的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及人机交互技术，特别是涉及一种基于激光雷达的交互电视。
【背景技术】
[0002]传统的触摸屏技术为电阻屏，电容屏，表面声波屏和红外触摸屏。这些技术在生产大尺寸触摸屏时都存在困难，例如电阻屏和电容屏受限于导电薄膜的尺寸，表面声波屏受限于超声波在玻璃表面传播的衰减，大尺寸的红外触摸屏分辨率较低，响应时间慢而且稳定性不高。同时表面声波屏和红外触摸屏都需要边框来安装发射器与接收器，与目前电视机窄边框的发展方向相悖。
[0003]目前电视机的一大发展方向是3D电视，分为眼镜式和裸眼式两大类。不论何种类型的3D电视，都带来了对于立体触摸交互的需求。目前使用的立体触摸技术是采用红外摄像头来捕捉使用者的位置和动作，需要的计算量很大，响应时间较慢。同时由于灯光和自然光都包含红外线，这一技术很容易受到环境干扰。
【发明内容】
[0004]本发明主要解决的技术问题是提供一种基于激光雷达的交互电视，能够解决现有触摸技术中大尺寸制造困难，抗干扰能力差的问题并且实现立体触控。
[0005]为解决上述技术问题，本发明提供一种基于激光雷达的交互电视，包括至少两个激光雷达探测装置和电视机；所述至少两个激光雷达探测装置与所述电视机连接；其中所述激光雷达探测装置在所述电视机前面形成放射状激光扫描面，检测所述扫描面上的触摸动作并获得触摸点的空间位置信息并传送到电视机；所述至少两个激光雷达探测装置形成的激光扫描面在不同平面上，并且沿着垂直于电视机的方向分布，以实现立体触控。
[0006]其中所述激光雷达探测装置包括一个定位模块；所述激光雷达探测装置检测所述扫描面上的触摸动作进而定位触摸点的极坐标信息；所述定位模块根据所述触摸点的极坐标信息和对应激光雷达探测装置的空间位置信息计算出触摸点的空间位置。
[0007]其中所述至少两个激光雷达探测装置发出的激光频率各不相同，并且所述至少两个激光雷达探测装置中的每个激光雷达探测装置只检测与自身发出激光频率相同的激光。
[0008]其中所述至少两个激光雷达探测装置使用的激光为调制激光，所述至少两个激光雷达探测装置中的每个激光雷达探测装置使用的调制激光包含自身识别信息，并且所述至少两个激光雷达探测装置中的每个激光雷达探测装置识别出包含自身识别信息的调制激光并进行处理。
[0009]其中所述激光雷达探测装置的数目为一个，电机带动所述激光雷达探测装置在垂直于电视机的方向上的指定范围内往复运动，以实现立体触控。
[0010]其中所述激光雷达探测装置包括红外激光雷达发射器，红外激光雷达接收传感器和电机；所述红外激光雷达发射器和所述红外激光雷达接收传感器固定在所述电机上；所述电机带动所述红外激光雷达发射器和所述红外激光雷达接收传感器往复运动。
[0011]其中所述电视机为立体显示电视机。
[0012]本发明的有益效果是:本发明能够适用于大尺寸的电视；激光雷达探测装置的发射器和接收器集成安装，无须边框；不受环境光的影响，抗干扰能力强并且可以简易的实现立体触控。
【附图说明】
[0013]图1是本发明交互电视一个实施例中多个激光雷达探测装置形成的扫描面在不同平面上实现立体触控的示意图；
[0014]图2是本发明交互电视一个实施例中扫描面在不同平面上的多个激光雷达探测装置组合检测触摸点的流程图。
【具体实施方式】
[0015]图1为本发明交互电视一个实施例中基于激光雷达的立体触控交互电视的示意图。交互电视包括至少两个(图中为η个)激光雷达探测装置101、102、103、104......至10η
与电视机2，至少两个激光雷达探测装置101、102、103、104……至10η和电视机2相连(图中未画出连接线)；至少两个激光雷达探测装置101、102、103、104……至10η在电视机2前面形成与电视机2平行的放射状激光扫描面301、302、303、304……至30η ;激光雷达探测装置101、102、103、104......至10η检测自身形成的扫描面301、302、303、304......至30η上的触摸动作并获得触摸点的空间位置信息并传送到电视机；扫描面301、302、303、304……至30η在不同的平面上，并且沿着垂直于电视机2的方向分布，以实现立体触控。
[0016]系统安装完成之后需要进行校准，以电视机2为参考获得激光雷达探测装置101至10η的空间位置。每个激光雷达探测装置包括一个定位模块(图中未画出)。检测扫描面上的触摸动作进而定位触摸点的极坐标信息；定位模块根据触摸点的极坐标信息和对应激光雷达探测装置的空间位置信息计算出触摸点的空间位置并传送到电视机2。电视机2根据触摸点的空间位置判断是否需要更新显示内容。
[0017]激光雷达探测装置101、102、103、104……至10η与电视机2之间的连接方式可以为有线连接，如USB ;也可以为无线通信，如W1-Fi ;或者是二者的结合。
[0018]每个激光雷达探测装置还包括激光雷达发射器，激光雷达接收传感器和电机(图中均未画出)；激光雷达发射器和激光雷达接收传感器固定在电机的输出轴上；电机带动激光雷达发射器和激光雷达接收传感器往复运动。激光雷达发出的激光为红外激光，可以减少对电视机2显示内容的影响。
[0019]图中虽然画出了激光雷达探测装置101、102、103、104……至10η，实际10η中的η可以为大于等于2的任意整数。垂直于电视机方向上的激光雷达探测装置101、102、103、104……至10η之间的距离决定了纵向的定位精度，激光雷达探测装置的数量和间距共同决定了纵向的触控范围。
[0020]如图2所示，扫描面在不同平面上的多个激光雷达探测装置组合检测触摸点的实施步骤包括:
[0021]步骤210，检测触摸动作并从激光雷达探测装置获得触摸点的极坐标。
[0022]激光雷达探测装置的电机按照设定速度转动以带动激光雷达发射器和激光雷达接收器旋转，激光雷达发射器旋转的同时发射红外激光脉冲，形成放射状的激光扫描面。如果在扫描面中出现触摸点，即有物体阻挡了激光，则红外激光脉冲被反射回激光雷达探测装置，从而被激光雷达接收器接收，经计算得到触摸点的距离信息，加上检测到触摸点时激光雷达探测装置与水平面的角度信息，组合成为触摸点的极坐标。
[0023]步骤220，根据触摸点的极坐标和对应激光雷达探测装置的空间位置信息计算触摸点的空间坐标。
[0024]由于获得的触摸点的坐标信息是相对于激光雷达探测装置的极坐标，不存在鬼点问题。定位模块根据触摸点的极坐标和对应激光雷达探测装置的空间位置信息计算得出触摸点的空间坐标。
[0025]步骤230，将触摸点的空间坐标组合得到立体触控的空间信息。
[0026]将分布在不同平面上的触摸点的空间坐标组合起来，得到立体触控的空间位置、大小和形状信息。
[0027]通过扫描面在不同平面上的多个激光雷达探测装置的组合形成扫描空间，当有物体进入扫描空间时，在不同平面上检测到触摸点，将触摸点的空间坐标组合计算，可以得到物体的空间位置、大小和形状信息，实现了立体触控。配合立体显示电视，给用户提供立体交互体验。
[0028]为了防止不同的激光雷达探测装置之间的相互干扰，在本发明的一个实施例中，每个激光雷达探测装置中的激光雷达发射器发出的激光频率各不相同，在每个激光雷达探测装置中激光雷达接收器的前面加装滤光片，每个滤光片只允许与该激光雷达探测装置中的激光雷达发射器发出的激光频率相同的光通过，使得每个激光雷达探测装置只检测与自身发出激光频率相同的激光。
[0029]为了防止不同的激光雷达探测装置之间的相互干扰，在本发明的另一个实施例中，激光雷达探测装置使用的激光为调制激光，每个激光雷达探测装置使用的调制激光包含自身识别信息，每个激光雷达探测装置中的激光雷达接收器接收到激光之后进行解调，只对包含自身识别信息的调制激光进行处理。
[0030]以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
【主权项】
1.一种基于激光雷达的交互电视，其特征在于，所述交互电视包括至少两个激光雷达探测装置和电视机； 所述至少两个激光雷达探测装置与所述电视机连接； 其中所述激光雷达探测装置在所述电视机前面形成放射状激光扫描面，检测所述扫描面上的触摸动作并获得触摸点的空间位置信息并传送到电视机； 所述至少两个激光雷达探测装置形成的激光扫描面在不同平面上，并且沿着垂直于电视机的方向分布，以实现立体触控。2.根据权利要求1所述的交互电视，其特征在于，所述激光雷达探测装置包括一个定位模块；所述激光雷达探测装置检测所述扫描面上的触摸动作进而定位触摸点的极坐标信息；所述定位模块根据所述触摸点的极坐标信息和对应激光雷达探测装置的空间位置信息计算出触摸点的空间位置。3.根据权利要求1所述的交互电视，其特征在于，所述至少两个激光雷达探测装置发出的激光频率各不相同，并且所述至少两个激光雷达探测装置中的每个激光雷达探测装置只检测与自身发出激光频率相同的激光。4.根据权利要求1所述的交互电视，其特征在于，所述至少两个激光雷达探测装置使用的激光为调制激光，所述至少两个激光雷达探测装置中的每个激光雷达探测装置使用的调制激光包含自身识别信息，并且所述至少两个激光雷达探测装置中的每个激光雷达探测装置识别出包含自身识别信息的调制激光并进行处理。5.根据权利要求1所述的交互电视，其特征在于，所述激光雷达探测装置包括红外激光雷达发射器，红外激光雷达接收传感器和电机；所述红外激光雷达发射器和所述红外激光雷达接收传感器固定在所述电机的输出轴上；所述电机带动所述红外激光雷达发射器和所述红外激光雷达接收传感器往复运动。6.根据权利要求1-5中任一项所述的交互电视，其特征在于，所述电视机为立体显示电视机。
【专利摘要】本发明公开了一种基于激光雷达的交互电视，包括至少两个激光雷达探测装置和电视机；所述至少两个激光雷达探测装置与所述电视机连接；其中所述激光雷达探测装置在所述电视机前面形成放射状激光扫描面，检测所述扫描面上的触摸动作并获得触摸点的空间位置信息并传送到电视机；所述至少两个激光雷达探测装置形成的激光扫描面在不同平面上，并且沿着垂直于电视机的方向分布，以实现立体触控。通过上述方式，本发明能够解决现有触摸技术中大尺寸制造困难，抗干扰能力差的问题并且实现立体触控。
【IPC分类】H04N21/422, G06F3/0488, G06F3/042
【公开号】CN105306991
【申请号】CN201510571862
【发明人】李江, 王卫红
【申请人】浙江工业大学
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年9月9日