本发明专利技术公开了一种基于激光雷达的人机交互地面系统，包括至少两个激光雷达探测装置、控制主机以及显示屏；所述至少两个激光雷达探测装置连接所述控制主机；所述显示屏为安装在地面上的LED显示屏或者投影仪将显示内容投射到地面上；其中所述激光雷达探测装置形成与地面平行的放射状激光扫描面，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；所述控制主机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。通过上述方式，本发明专利技术能够解决现有激光雷达触控技术中检测量有限的问题，并且灵活适应地面显示区域的大小。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及人机交互技术，特别是涉及一种基于激光雷达的触控人机交互技术。
技术介绍
目前常用的地面投影交互系统是采用红外摄像机捕捉人体的运动和位置信息，由 于自然光包含红外光，这项技术存在一个问题就是非常容易受到环境光的干扰，户外和灯 光比较明亮的户内会出现反应过敏或者失灵的现象。 激光雷达触控技术采用激光雷达探测装置形成放射状激光扫描面，检测所述扫描 面上的触摸动作进而定位一个或多个触摸点的位置信息，相对于传统的红外技术，具有对 环境光线不敏感，抗干扰能力强等优点。但是由于激光雷达接受传感器的体积和功率限制， 有效的检测半径仅为3m，形成的扫描面为半径3m的半圆，离探测装置较远的区域定位精度 会下降，检测量有限。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是提供一种基于激光雷达的人机交互地面系统，能够 解决目前激光雷达触控技术中检测量有限的问题。 为解决上述技术问题，本专利技术提供一种基于激光雷达的人机交互地面系统，包括： 至少两个激光雷达探测装置、控制主机以及显示屏；所述至少两个激光雷达探测装置连接 所述控制主机；所述显示屏为安装在地面上的LED显示屏或者投影仪将显示内容投射到地 面上；其中所述激光雷达探测装置形成与地面平行的放射状激光扫描面，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；所述控制主机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。 其中所述至少两个激光雷达探测装置分布于所述显示屏周边。 其中所述至少两个激光雷达探测装置形成的激光扫描面在同一平面上，并且形成 的激光扫描面部分重叠。 其中所述至少两个激光雷达探测装置形成的激光扫描面至少在两个不同平面上， 并且沿着垂直于地面的方向分布，以实现立体触控。 其中所述至少两个激光雷达探测装置使用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。 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。 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器往复运动。 其中所述至少两个激光雷达探测装置中的任意一个激光雷达探测装置的红外激 光雷达接收器不会接受其他激光雷达探测装置直接射入的红外激光。 其中所述至少两个激光雷达探测装置与所述控制主机之间的连接方式为有线连 接和/或无线连接。 本专利技术的有益效果是：通过至少两个激光雷达探测装置的协调和组合可以有效的 扩大检测量，并且灵活适应地面显示区域的大小。【附图说明】 图1是现有技术中采用投影仪的激光雷达人机交互地面系统的示意图； 图2是本专利技术人机交互地面系统一个实施例中两个激光雷达探测装置相对设置 并且扫描面部分重叠的示意图； 图3是本专利技术人机交互地面系统一个实施例中扫描面在同一平面上的至少两个 激光雷达探测装置组合检测触摸点的流程图； 图4是本专利技术人机交互地面系统另一个实施例中多个激光雷达探测装置形成的 扫描面在同一平面上的示意图； 图5是本专利技术人机交互地面系统又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； 图6是本专利技术人机交互地面系统又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】 图1为现有采用投影仪的激光雷达人机交互地面系统的示意图。现有技术中采用 投影仪的激光雷达人机交互地面系统包括激光雷达探测装置1、控制主机2以及投影仪3， 其中激光雷达探测装置1连接控制主机2。 投影仪3将显示内容投射在地面上形成显示屏，也可以使用安装在地面上的LED 屏作为显示屏。安装在地面上的激光雷达探测装置1形成平行于地面的放射状激光扫描面 11，检测使用者的肢体或使用的其他物体对激光的阻挡信息来确定触摸点的极坐标信息， 并将极坐标信息传送给控制主机2。控制主机2根据触摸点的极坐标信息和激光雷达探测 装置1的空间位置信息计算出触摸点的空间位置，并根据该空间位置判断是否需要更新显 示内容；如果需要，投影仪3输出更新后的显示内容。 图中扫描线之间的角间距仅为示意，实际角间距受到激光雷达探测装置中动力装 置（一般为步进电机或伺服电机）和激光脉冲频率的限制。可以看出在放射状激光扫描面 11中，离激光雷达探测装置1越远，两条扫描线之间的距离越远，触摸点12的定位精度越 低。激光雷达探测装置1有效的检测半径仅为3m，形成的扫描面为半径3m的半圆，检测量 有限。 参阅图2,为解决上述技术问题，本专利技术提供一种基于激光雷达的人机交互系统实 施方式，系统包括： 至少两个激光雷达探测装置（图2以两个激光雷达探测装置为例）201和202、控 制主机220以及显示屏230。显示屏230可以为投影仪将显示内容投射到地面上形成的显 示区域，也可以为安装在地面上的LED显示屏。至少两个激光雷达探测装置201和202连 接控制主机220。激光雷达探测装置201和202在形成平行于地面的放射状激光扫描面 211和212,检测所述扫描面211和212上的触摸动作进而定位触摸点241和242的极坐标 信息。控制主机220根据触摸点241和242的极坐标信息和对应激光雷达探测装置201和 202的空间位置信息计算出触摸点241和242的空间位置。其中两个激光雷达探测装置201 和202检测半径和扫描线的角间距相同，两者相对设置使得形成的扫描面211和212在同 一平面上并且部分重叠。系统安装完成之后需要进行校准，以显示屏230为参考获得激光 雷达探测装置201和202的空间位置，并且确保扫描面211和212在同一个平面上并且部 分重叠。 因本专利技术实施方式中将激光雷达探测装置201和202设置为扫描面211和212在 同一个平面上并且部分重叠，因此在重叠区域能够提高检测精度，以下描述提高检测精度 的原理： 假设在重叠区域存在两个触摸点241、242,触摸点241能够被两个激光雷达探测 装置201和202的扫描线各自检测到；而触摸点242由于位于激光雷达探测装置201所射 出的两条相邻扫描线之间，没有被激光雷达探测装置201检测到，对激光雷达探测装置201 而言出现了漏检，只被激光雷达探测装置202的扫描线检测当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于激光雷达的人机交互地面系统，其特征在于，所述系统包括：至少两个激光雷达探测装置、控制主机以及显示屏；所述至少两个激光雷达探测装置连接所述控制主机；所述显示屏为安装在地面上的LED显示屏或者投影仪将显示内容投射到地面上；其中所述激光雷达探测装置形成与地面平行的放射状激光扫描面，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；所述控制主机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。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李江，王卫红，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。