一种基于导电硅胶的定位系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于导电硅胶的定位系统及方法，包括硅胶片、X轴导线、Y轴导线及控制单元，所述控制单元包括电源模块和控制模块，多块硅胶片按照矩阵方式排列分布，其中每一行硅胶片通过一根X轴导线串联连接，每一列硅胶片通过一根Y轴导线串联连接，每一根X轴导线和Y轴导线的另一端分别连接至控制模块，同时每一行或者每一列硅胶片通过一根输出导线串联连接，每根所述输出导线再分别与电源模块连接，所述输出导线与X轴导线和Y轴导线不接触，矩阵式排列分布的硅胶片、穿过硅胶片的X轴导线和Y轴导线及连接硅胶片的输出导线形成一个重力感应单元。该定位系统结构简单、成本低，安全性能高。

A Location System and Method Based on Conductive Silica Gel

【技术实现步骤摘要】
一种基于导电硅胶的定位系统及方法
本专利技术涉及压力传感实时定位领域，尤其是一种基于导电硅胶的定位系统及方法。
技术介绍
1、目前，在移动的物体定点的应用中，一般都是使用的摄像头或红外的传感器来完成的移动物体的捕捉。例如：①VR真实的人的行走，需要使用摄像头捕捉人走的距离和速度，这个捕捉的过程里面，摄像头捕捉无法精确人员运动的距离，如果使用红外进行捕捉，又很容易受到外面光线的干扰。②摄像头与红外等光线捕捉，容易产生遮挡，当有一个人在前面，后面的人或物将可能会被遮挡住，无法识别到被遮挡的区域内是否还有物体的存在。2、多点位的压力信号的触发监控多物体的集体运动速度、方位和密集度：当我们在一块区域内，需要得到某个物体的行动方位和速度。现在我们就需要在这个运动的物体上面安装相应的方向传感器和速度传感器，或是安装一些摄像头来扫描这个物体的运动方向和速度，从这些传感器上面得到这些数据。当有很多物体需要流过这个区域，来收据这些物体流动的速度、方位和密集度时，我们就需要在每个物体上面安装相应的各种传感器，对于随时变化的流动物体来说，这样操作十分得不便捷，并且通过安装摄像头来检查这些物体的速度、方位和密集度时，摄像头在高低不等的物体之间很容易产生遮挡。3、现实与虚拟的区域匹配：现在VR技术已经十分的发达，我们在玩VR虚拟世界的时候往往都是在一个固定的地方，被一条腰带绑着，然后在一个圆盘区域内移动，有的圆盘底座会运动，走动的方向就体现在虚拟世界中，然而这种体感给人的体验并不是很切合，在圆盘上行走时，体验者需要被腰带绑着，防止其跌落，同时行走的不连贯和不自如都在行动体感上面与虚拟世界的匹配得不到完整的体现。而在一些VR教育内容和游戏内容里面，是需要真正的人们去行走的，例如真正的走动一定的距离到哪某个区域，然后去处理某件事情，然后回到某个点。为了到达这一点，就需要在地面铺上压力检查设备。例如地毯、地胶、地板之内的。为了检查压力就需要使用压力传感器(例如：电容式压力传感器、电阻式压力传感器、电感式压力传感器等等)，但是如果在一块区域内密集的铺上现有的这些压力传感器，首先在体积上面会增加地毯、地胶、或地板的厚度。同时这些传感器十分的昂贵，并且这些传感器都是单点信号传输，例如一个点位需要电源2根线、信号2根线，那么需要把所有的信号都采集出来，整体收集信号的控制器上的线路将会非常的多，这样的制作，大大增加了设备的成本。通过使用常规传感器的方式，去铺设地面，那么区域内将会存在正负两种电压，如果电路被压断或短路，会有电路发热发火的隐患，危险系数较高。
技术实现思路
本专利技术提供了一种基于导电硅胶的定位系统及方法，能快速收集物体在其上部运动的方位、距离、速度及运动物体的密集度等信息，运用范围广、结构简单、成本低，并且采用单路电压，安全性能高。一种基于导电硅胶的定位系统，包括硅胶片、X轴导线、Y轴导线及控制单元，所述控制单元包括电源模块和控制模块，多块硅胶片按照矩阵方式排列分布，其中每一行硅胶片通过一根X轴导线串联连接，每一列硅胶片通过一根Y轴导线串联连接，每一根X轴导线和Y轴导线的另一端分别连接至控制模块，同时每一行或者每一列硅胶片通过一根输出导线串联连接，每根所述输出导线再分别与电源模块连接，所述输出导线与X轴导线和Y轴导线不接触，矩阵式排列分布的硅胶片、穿过硅胶片的X轴导线和Y轴导线及连接硅胶片的输出导线形成一个重力感应单元。作为上述方案的优选，所述X轴导线、Y轴导线及输出导线与硅胶片的接触段为裸导线且x轴导线与Y轴导线在每一个硅胶片上十字交叉但又不互相连接。作为上述方案的优选，所述重力感应单元被上下两片绝缘塑料片包裹。作为上述方案的优选，所述控制单元还包括无线通讯模块；所述电源模块分别与无线通讯模块和控制模块连接并为其提供电能；所述控制模块包括单片机、光电耦合器模块、串口通讯模块及连接端口；所述串口通讯模块、连接端口分别与单片机连接，所述光电耦合器模块包括多个光电耦合器单元，每一条X轴导线和一条Y轴导线分别对应连接一个光电耦合器单元，每一个光电耦合器单元再分别与单片机上一个对应的接口连接，每一根输出导线与电源模块之间设置有一个三极管，三极管再分别与单片机连接；所述串口通讯模块又包括数字信号通讯模块和控制信号通讯模块。作为上述方案的优选，所述定位系统包括两个重力感应单元，所述控制单元分为主控制单元、第一从属控制单元和第二从属控制单元；两个重力感应单元对应相邻的Y轴导线串联连接，每根串联连接的Y轴导线分别与主控制单元连接，两个重力感应单元的X轴导线分别连接第一从属控制单元和第二从属控制单元，所述第一从属控制单元、第二从属控制单元及主控制单元中的数字信号通讯模块和控制信号通讯模块依次连接。作为上述方案的优选，所述定位系统由多个重力感应单元矩阵式排列而成，所述控制单元分为主控制单元和多个从属控制单元；每列的重力感应单元中对应的Y轴导线串联连接并分别连接至一个从属控制单元，每行的重力感应单元中对应的X轴导线串联连接并分别连接至一个从属控制单元，所述Y轴导线或者X轴导线对应连接的从属控制单元的数字信号通讯模块和控制信号通讯模块依次连接并汇总连接至主控制单元。一种运用上述定位系统的定位方法，步骤1：编号，每一条X轴导线和Y轴导线连接单片机上的一个引脚，对每一个硅胶片及每一个引脚进行编号。步骤2：供电，通过单片机控制电源模块循环且不间断的依次给每一条输出导线供电。步骤3：接收指令，当重力感应单元受到重力作用时，受到重力作用的重力感应单元对应的硅胶片被挤压，被挤压的硅胶片通过物理变化从绝缘体变成导体，输出导线通过硅胶片将电信号传递给同一硅胶片上的X轴导线和Y轴导线，X轴导线和Y轴导线再将电信号传递到单片机上对应的引脚，单片机接收到触发指令。步骤4：计算定位，单片机将接收到的信号传递到上位机，上位机通过分析接收到的信号即可确定接收到电信号的单片机的引脚的位置，再根据受到感应的单片机引脚的编号、硅胶片的总列数即可通过计算公式获得受到重力作用的硅胶片的编号，即获得受到重力作用的硅胶片的具体位置。作为上述方案的优选，所述硅胶片按矩阵式排列，所述硅胶片从最底部一行的硅胶片开始依次从左往右并逐级对上一行硅胶片从左往右按照1、2、…、n的顺序编号，穿过每列硅胶片的Y轴导线在控制单元的单片机上对应的引脚为H，所述引脚H依次按照H1、H2、…、Hn的顺序从左向右进行编号,穿过每行硅胶片的X轴导线在控制单元的单片机上对应的引脚为S，所述引脚S依次按照S1、S2、…、Sn的顺序从下往上进行编号，X为所述硅胶片的总列数，Z为通过引脚H、引脚S及X计算所得的受到重力作用的硅胶片的位置；所述受重力作用的硅胶片的位置的计算公式为：Z＝H+(S-1)*X。本专利技术的有益效果在于：1、应用范围广，能广泛应用于户外真人游戏场馆、VR虚拟现实场地、枢纽安全通道、仓库等诸多领域。2、结构极其简单，安装方便，能大大的节约安装和运营成本。3、安全可靠，采用单路电压，即使线路断开或者发生短路，也不会产生发热和起火事故。附图说明图1为本专利技术中绝缘塑料片与硅胶片剖面示意图。图2为本专利技术实施例1的结构示意图。图3为本专利技术实施例2的结构示意图。图4为本专利技术实施例3的结构示意图。图5为本专利技术实施例1中电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于导电硅胶的定位系统，其特征在于：包括硅胶片、X轴导线、Y轴导线及控制单元，所述控制单元包括电源模块和控制模块，多块硅胶片按照矩阵方式排列分布，其中每一行硅胶片通过一根X轴导线串联连接，每一列硅胶片通过一根Y轴导线串联连接，每一根X轴导线和Y轴导线的另一端分别连接至控制模块，同时每一行或者每一列硅胶片通过一根输出导线串联连接，每根所述输出导线再分别与电源模块连接，所述输出导线与X轴导线和Y轴导线不接触，矩阵式排列分布的硅胶片、穿过硅胶片的X轴导线和Y轴导线及连接硅胶片的输出导线形成一个重力感应单元。

【技术特征摘要】
1.一种基于导电硅胶的定位系统，其特征在于：包括硅胶片、X轴导线、Y轴导线及控制单元，所述控制单元包括电源模块和控制模块，多块硅胶片按照矩阵方式排列分布，其中每一行硅胶片通过一根X轴导线串联连接，每一列硅胶片通过一根Y轴导线串联连接，每一根X轴导线和Y轴导线的另一端分别连接至控制模块，同时每一行或者每一列硅胶片通过一根输出导线串联连接，每根所述输出导线再分别与电源模块连接，所述输出导线与X轴导线和Y轴导线不接触，矩阵式排列分布的硅胶片、穿过硅胶片的X轴导线和Y轴导线及连接硅胶片的输出导线形成一个重力感应单元。2.根据权利要求1所述的一种基于导电硅胶的定位系统，其特征在于：所述X轴导线、Y轴导线及输出导线与硅胶片的接触段为裸导线且x轴导线与Y轴导线在每一个硅胶片上十字交叉但又不互相连接。3.根据权利要求1所述的一种基于导电硅胶的定位系统，其特征在于：所述重力感应单元被上下两片绝缘塑料片包裹。4.根据权利要求1所述的一种基于导电硅胶的定位系统，其特征在于：所述控制单元还包括无线通讯模块；所述电源模块分别与无线通讯模块和控制模块连接并为其提供电能；所述控制模块包括单片机、光电耦合器模块、串口通讯模块及连接端口；所述串口通讯模块、连接端口分别与单片机连接，所述光电耦合器模块包括多个光电耦合器单元，每一条X轴导线和一条Y轴导线分别对应连接一个光电耦合器单元，每一个光电耦合器单元再分别与单片机上一个对应的接口连接，每一根输出导线与电源模块之间设置有一个三极管，三极管再分别与单片机连接；所述串口通讯模块又包括数字信号通讯模块和控制信号通讯模块。5.根据权利要求1-4中任意一项所述的一种基于导电硅胶的定位系统，其特征在于：所述定位系统包括两个重力感应单元，所述控制单元分为主控制单元、第一从属控制单元和第二从属控制单元；两个重力感应单元对应相邻的Y轴导线串联连接，每根串联连接的Y轴导线分别与主控制单元连接，两个重力感应单元的X轴导线分别连接第一从属控制单元和第二从属控制单元，所述第一从属控制单元、第二从属控制单元及主控制单元中的数字信号通讯模块和控制信号通讯模块依次连...

【专利技术属性】
技术研发人员：向四化，张行，
申请(专利权)人：向四化，张行，
类型：发明
国别省市：湖北,42