[发明专利]基于红外光扫描的组合式简化结构空中按键及其实现方法

说明书

本发明公布了一种基于红外光扫描的组合式简化结构空中按键及其实现方法，所有按键设置在一操作面板上，在每一个空中按键的底部中心位置，垂直向上安装一个红外收发对管，形成一个红外扫描阵列；组合式空中按键工作时，通过扫描获取每一个红外收发对管遮挡距离，利用判别组合式简化结构空中按键有无手指遮挡方法，结合遮挡距离变化和驻留时间实现空中按键的空中按击和空中点击操作，能有效解决组合式按键使用时误点击难题，从而解决公共场所直接触摸按键可能产生的病毒及细菌的交叉感染问题。本发明安装方便、易于推广和应用。

技术领域

本发明涉及计算机交互领域，主要涉及空中按击技术，具体涉及一种基于红外光扫描的组合式简化结构空中按键的结构及其实现方法。

背景技术

空中触控技术是一种极有发展前途的交互式输入技术，近年来发展十分迅速。主要包括基于图像处理的触控技术和其它技术实现的触控技术，图像处理的触控技术容易受周边环境干扰且安装环境受限。而技术相对成熟的主要有电容式、表面声波式、红外线式等触控技术，其中电容式触控技术触控距离短，容易出现误点击操作；表面声波式触控技术存在响应慢、灵敏度差的问题；现有的红外线式触控技术实现的空中按键，能够解决单个按键空中触控问题，但大多数情况下如电梯按键，都是由多个按键组合安装在一起，点击其中某一个按键，会出现相邻按键也被误点击的情况，如何有效解决误点击的问题，这是一个难题。

因此，现有技术有待改进和发展。

发明内容

本发明针对现有空中按键在按击过程中存在误点击问题，提出一种基于红外光扫描的组合式简化结构空中按键及其实现方法，通过判别手型和手指遮挡距离，实现多人同时空中非接触虚拟按击按键，从而解决原有按键触摸可能产生的细菌和病毒的交叉感染问题。

本发明为达到上述目的，采用如下技术方案：

本发明一种基于红外光扫描的组合式简化结构空中按键的特点是：所述组合式简化结构空中按键的所有空中按键设置在一操作面板上，所述组合式简化结构空中按键内设有一腔体，所述腔体的底面为红外对管的安装平面，且所述安装平面平行于所述组合式简化结构空中按键的操作面板；在每一个空中按键腔体内的中心位置，朝向操作面板的方向安装一个红外对管，从而形成一个红外扫描阵列。

本发明一种所述的基于红外光扫描的组合式简化结构空中按键的实现方法的特点，是按如下方法获取红外收发对管遮挡距离：

首先对每一个红外对管进行标定处理，在操作面板表面进行遮挡标定，获得红外接收管的最大响应电压Vmax0，其表示最小遮挡距离；在距离操作面板表面L处进行遮挡标定，获得红外接收管的最小响应电压Vmin0，其表示最大遮挡距离，其中，L为最远触控距离；移走遮挡物，获得红外接收管的环境响应电压V0；空中按键启动时，获得红外接收管的工作环境响应电压Vb，从而计算得到环境补偿电压，并用于对最大响应电压Vmax0和最小响应电压Vmin0进行补偿后得到最大响应补偿电压Vmax和最小响应补偿电压Vmin；

空中按键工作时，实时获取每一个红外接收管电压，并利用最大响应补偿电压Vmax和最小响应补偿电压Vmin进行归一化处理，令最小值为0，最大值为100，从而得到归一化的电压V，利用电压和遮挡距离的对应关系，实时得到遮挡距离d，无遮挡时的遮挡距离d为无穷大，并用L+1表示。

本发明所述的基于红外光扫描的组合式简化结构空中按键的实现方法的特点也在于，是按如下步骤判别空中按键有无手指遮挡：

步骤1：记所有按键的集合为Keyset＝{k1,k2,…,kn},记按键对应的红外对管的集合为 Tubeset＝{t1,t2,…,tn}，利用红外收发对管遮挡距离的获取方法，扫描得到每一个红外对管的遮挡距离d[i]，若d[i]L，标记为有遮挡，i＝1,2,…,n；

步骤2：利用区域连通扫描算法，将有遮挡的红外收发对管划分为若干个连通集合；若不存在连通集合，则判定操作面板无手指遮挡，将L+1作为每个空中按键的手指遮挡距离D，并结束；