全文摘要
本实用新型提供了一种高速大点数测量光幕，用于解决现有技术中红外光幕点数少、测量速度慢、测量误差大的技术问题，包括：发射侧外壳、红外发射电路板、接受侧外壳、红外接收电路板、控制电路板和滤光片；其中，发射侧外壳和接受侧外壳包括型材、封头和安装槽，封头设置于型材两端，封闭型材两端的开口；发射侧外壳与接受侧外壳相对布置；控制电路连接至红外接收电路板；控制电路板包括：控制计算中枢和差分传输芯片；实施本实用新型的技术方案，使用差分信号传输信息，提高信号传输速度，降低单点扫描时间，实现高速扫描；设置控制电路板，集成红外接收电路板和红外发射电路板上的电路元件，提高二极管集成度，实现大点数扫描，提高扫描精度。
主设计要求
1.一种高速大点数测量光幕，其特征在于，包括：发射侧外壳、红外发射电路板、接受侧外壳、红外接收电路板、控制电路板和滤光片；其中，所述发射侧外壳和所述接受侧外壳包括型材、封头和安装槽，所述封头设置于所述型材两端，封闭所述型材两端的开口；所述发射侧外壳与所述接受侧外壳相对布置；所述红外发射电路板包含多个红外发射二极管和差分传输芯片，一个以上的所述红外发射电路板设置于所述发射侧外壳的所述安装槽内；所述红外接收电路板包含多个红外接收二极管和差分传输芯片；所述控制电路连接至所述红外接收电路板；一个以上的所述红外接收电路板、所述控制电路板设置于所述接受侧外壳的所述安装槽内；所述红外发射二极管与所述红外接收二极管一一对应，相对布置；所述控制电路板包括：控制计算中枢和差分传输芯片。
设计方案
1.一种高速大点数测量光幕，其特征在于，包括：发射侧外壳、红外发射电路板、接受侧外壳、红外接收电路板、控制电路板和滤光片；其中，
所述发射侧外壳和所述接受侧外壳包括型材、封头和安装槽，所述封头设置于所述型材两端，封闭所述型材两端的开口；
所述发射侧外壳与所述接受侧外壳相对布置；
所述红外发射电路板包含多个红外发射二极管和差分传输芯片，一个以上的所述红外发射电路板设置于所述发射侧外壳的所述安装槽内；
所述红外接收电路板包含多个红外接收二极管和差分传输芯片；
所述控制电路连接至所述红外接收电路板；
一个以上的所述红外接收电路板、所述控制电路板设置于所述接受侧外壳的所述安装槽内；
所述红外发射二极管与所述红外接收二极管一一对应，相对布置；
所述控制电路板包括：控制计算中枢和差分传输芯片。
2.根据权利要求1所述的一种高速大点数测量光幕，其特征在于，所述红外发射电路板和红外接收电路板以及控制电路板之间的信号传输采用差分方式进行。
3.根据权利要求2所述的一种高速大点数测量光幕，其特征在于，还包括核心电路板；所述核心电路板包括：单片机、电容、电阻和晶振；所述核心电路板连接至所述红外发射电路板和所述红外接收电路板。
4.根据权利要求3所述的一种高速大点数测量光幕，其特征在于，还包括接收滤光片，所述接收滤光片固定于所述接受侧外壳上，使所述红外发射二极管发出的红外线经所述接收滤光片后被所述红外接收二极管接收。
5.根据权利要求4所述的一种高速大点数测量光幕，其特征在于，还包括发射滤光片，所述发射滤光片固定于所述发射侧外壳上，使所述红外发射二极管发出的红外线经所述发射滤光片后对外发射。
6.根据权利要求5所述的一种高速大点数测量光幕，其特征在于，所述红外发射电路板的红外发射二极管的点数，与所述红外接收电路板的红外接收二极管的点数相同，且不低于128。
7.根据权利要求6所述的一种高速大点数测量光幕，其特征在于，所述红外发射电路板的红外发射二极管的单点扫描时间不高于50μs。
8.根据权利要求7所述的一种高速大点数测量光幕，其特征在于，所述控制计算中枢为单片机。
9.根据权利要求8所述的一种高速大点数测量光幕，其特征在于，还包括防水接插件，所述防水接插件安装于所述封头上。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及光电测量领域，特别涉及一种高速大点数测量光幕。
背景技术
光幕轮廓识别技术是一种描述物体形状的重要技术，广泛应用于人体体型识别、工业设备轮廓识别等领域，其主要技术手段是设置光源向物体发出照明光，并设置接收装置接收照明光，其后由处理根据照明光被遮挡的区域以及时间判断物体的外部轮廓。现有技术中，常用红外光作为照明光、光幕作为光源以及接收设备。
现有技术中，红外光光幕轮廓识别技术主要具有以下几个缺陷：光幕生产难度大，成本高并且容易损坏；红外发射以及测量点数少，导致光幕测量速度慢，并且测量精度较低；使用时钟信号进行控制，可靠性差，支持的点数少。
因此需要一种信号传输速度快、测量准确、可以实现高速测量的大点数光幕。
实用新型内容
为了解决上述技术问题，本实用新型中披露了一种高速大点数测量光幕，本实用新型的技术方案是这样实施的：
一种高速大点数测量光幕，包括：发射侧外壳、红外发射电路板、接受侧外壳、红外接收电路板、控制电路板和滤光片；其中，所述发射侧外壳和所述接受侧外壳包括型材、封头和安装槽，所述封头设置于所述型材两端，封闭所述型材两端的开口；所述发射侧外壳与所述接受侧外壳相对布置；所述红外发射电路板包含多个红外发射二极管和差分传输芯片，一个以上的所述红外发射电路板设置于所述发射侧外壳的所述安装槽内；所述红外接收电路板包含多个红外接收二极管和差分传输芯片；所述控制电路连接至所述红外接收电路板；一个以上的所述红外接收电路板、所述控制电路板设置于所述接受侧外壳的所述安装槽内；所述红外发射二极管与所述红外接收二极管一一对应，相对布置；所述控制电路板包括：控制计算中枢和差分传输芯片。
优选地，所述红外发射电路板和红外接收电路板以及控制电路板之间的信号传输采用差分方式进行。
优选地，所述高速大点数测量光幕，还包括核心电路板；所述核心电路板包括：单片机、电容、电阻和晶振；所述核心电路板连接至所述红外发射电路板和所述红外接收电路板。
优选地，所述高速大点数测量光幕，还包括接收滤光片，所述接收滤光片固定于所述接受侧外壳上，使所述红外发射二极管发出的红外线经所述接收滤光片后被所述红外接收二极管接收。
优选地，所述高速大点数测量光幕，还包括发射滤光片，所述发射滤光片固定于所述发射侧外壳上，使所述红外发射二极管发出的红外线经所述发射滤光片后对外发射。
优选地，所述红外发射电路板的红外发射二极管的点数，与所述红外接收电路板的红外接收二极管的点数相同，且不低于128。
优选地，所述红外发射电路板的红外发射二极管的单点扫描时间不高于50μs。
优选地，所述控制计算中枢为单片机。
优选地，所述高速大点数测量光幕，还包括防水接插件，所述防水接插件安装于所述封头上。
实施本实用新型的技术方案可解决现有技术中红外光幕点数少、测量速度慢、测量误差大的技术问题；实施本实用新型的技术方案，使用差分信号传输信息，提高信号传输速度，降低单点扫描时间，实现高速扫描；设置控制电路板，集成红外接收电路板和红外发射电路板上的电路元件，提高二极管集成度，实现大点数扫描，提高扫描精度。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一种实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型的一种具体实施方式的红外发射电路板以及发射侧外壳结构示意图；
图2为本实用新型的一种具体实施方式的红外接收电路板以及接受侧外壳结构示意图。
在上述附图中，各图号标记分别表示：
1-发射侧外壳；2-红外发射电路板；3-接受侧外壳；4-红外接收电路板；5-控制电路板；6-发射滤光片；7-红外接收二极管；8-红外发射二极管；9-型材；10-封头；11-安装槽；12-核心电路板；13-防水插接件；14-接收滤光片。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的一种具体实施方式中，一种高速大点数测量光幕，包括：发射侧外壳1、红外发射电路板2、接受侧外壳3、红外接收电路板4、控制电路板5和滤光片；其中，发射侧外壳1和接受侧外壳3包括型材9、封头10和安装槽11，封头10设置于型材9两端，封闭型材9两端的开口；发射侧外壳1与接受侧外壳3相对布置；红外发射电路板2包含多个红外发射二极管8和差分传输芯片，一个以上的红外发射电路板2设置于发射侧外壳1的安装槽11内；红外接收电路板4包含多个红外接收二极管7和差分传输芯片；控制电路连接至红外接收电路板4；一个以上的红外接收电路板4、控制电路板5设置于接受侧外壳的安装槽11内；红外发射二极管8与红外接收二极管7一一对应，相对布置；控制电路板5包括：控制计算中枢和差分传输芯片。
在该具体实施方式中，发射侧外壳1和接受侧外壳3可以使用铝合金型材9，具有重量轻、易于移动、便于安装维护、耐腐蚀性强的优点。发射侧外壳1和接受侧外壳3可以使用相同模具一体化浇铸制造，制造工艺简单，可以实现批量化生产，降低生产成本。外壳上设置的安装槽11与电路板形状相符，光幕组装过程中，用户将红外发射电路板2从发射侧外壳1的端部插入安装槽11中，其后在型材9端部安装封头10，固定红外发射电路板2，避免红外发射电路板2脱落，接受侧外壳3采用相同的组装方法。电路板与外壳通过安装槽11可拆卸式卡接固定，便于组装，降低光幕组装的时间成本和人力成本，封头10与型材9可以采用卡接等可拆卸固定方式，以便用户拆下封头10维修和更换电路板。用户可以根据光幕适用的场景、使用者身材、测量的精度要求等参数选择合适的红外发射电路板2以及红外接收电路板4的数量、类型、规格，用户拆下封头10后更换电路板，即可改变光幕的适用场景。光幕组装方式灵活，兼容性强。
光幕安装好后，使用过程中，控制电路通过红外发射电路板2上的差分传输芯片控制各红外发射二极管8发出红外光，红外光被与红外发射二极管8一一对应的红外接收二极管7接收，红外接收二极管7接收红外光后通过红外接收电路板4上的差分传输芯片将信号传输至控制电路，控制电路根据未接收到红外光的红外接收二极管7位置判断光幕扫描处的使用者形体。光幕安装在导轨等外部可移动设备上，使红外接收电路板4与红外发射电路板2保持在同一高度上，红外发射电路板2与红外接收电路板4可以随着外部可移动设备在水平方向上移动，使用者通过PC等外部控制设备选择需要扫描的区域，外部可移动设备控制红外接收电路板4与红外发射电路板2在扫描区域中由上至下或由下至上进行使用者体型扫描，用户也可以光幕为进行两次或以上扫描，以减少误差，提高测量精度。
在一种优选的实施方式中，红外发射电路板2和红外接收电路板4以及控制电路板5之间的信号传输采用差分方式进行。设置差分传输芯片，使用差分信号控制红外发射二极管8和红外接收二极管7，误差小，容易识别小信号，并且由于差分信号两端受到外部电磁干扰源的影响基本一致，电路板具备抗电磁干扰功能，可以提高二极管工作精度，优化光幕的扫描质量并且利于提高光幕扫描的速度。相比于现有技术中采用时钟信号控制传输，差分信号具有更高的传输速度，并且准确性较高，可靠性高，每个红外发射电路板2以及红外接收电路板4可以支持更多的二极管的信号控制，从而提高光幕上的二极管数量，以提高光幕的测量精度。
在一种优选的实施方式中，高速大点数测量光幕，还包括核心电路板12；核心电路板12包括：单片机、电容、电阻和晶振；核心电路板12连接至红外发射电路板2和红外接收电路板4。红外发射电路板2和红外接收电路板4上分别设置核心电路板12，核心电路板12用于整合现有技术中设置于红外发射电路板2或红外接收电路板4上的各电路元件，利于提高红外发射电路板2和红外接收电路板4上的二极管集成度，可以增加光幕上的二极管个数，以提高光幕的测量精度。
在一种优选的实施方式中，高速大点数测量光幕，还包括接收滤光片14，接收滤光片14固定于接受侧外壳3上，使红外发射二极管8发出的红外线经接收滤光片14后被红外接收二极管7接收。
在一种优选的实施方式中，高速大点数测量光幕，还包括发射滤光片6，发射滤光片6固定于发射侧外壳1上，使红外发射二极管8发出的红外线经发射滤光片6后对外发射。接收滤光片14和发射滤光片6可以使用有色玻璃、特种塑料、镀膜白玻璃等材料，滤去环境中的可见光等多余波段的光线，使红外接收二极管7仅仅测量某一波段的红外光强度，避免其他波段的光线对红外接收二极管7的工作造成影响，并且可以避免环境光线造成红外接收二极管7的错误识别，提高红外接收二极管7的识别准确性，从而提高光幕测量结果的准确性。
在一种优选的实施方式中，红外发射电路板2的红外发射二极管8的点数，与红外接收电路板4的红外接收二极管7的点数相同，且不低于128。由于红外发生电路按与红外接收电路板4上的大部分电路元件被转移至核心电路板12上，红外发射电路板2和红外接收电路板4上可以设置更多的二极管，二极管数量越多则测量结果更为精细，对使用者体型边缘测量的效果越准确。二极管数量越多，用户可以在不影响扫描精度的前提下提高扫描速度，有利于实现光幕的高速精准测量。
在一种优选的实施方式中，红外发射电路板2的红外发射二极管8的单点扫描时间不高于50μs。在该具体实施方式中，使用差分信号进行数据传输，数据传输速度快，因此可以将单点扫描时间控制在50μs以下。扫描时间越短，单次扫描过程中光幕移动的距离越短，光幕走过的面积越小，扫描结果越精细，有效提高光幕的扫描精度，避免扫描时间过长时，单次扫描中光幕扫描的面积过大导致扫描准确性的下降。
在一种优选的实施方式中，控制计算中枢为单片机。用户可以在单片机中预设光幕的扫描时间、光幕的移动速度、扫描范围、使用者体型计算方法等程序，实现光幕的自动扫描，简化使用者操作，提升用户体验。
在一种优选的实施方式中，高速大点数测量光幕，还包括防水接插件13，防水接插件13安装于封头10上。防水插件可以使用聚氨酯防水材料、丙凝防水材料等类型的防水材料制造，防水插件用于将发射侧外壳1以及接受侧外壳安装在外部移动装置上，设置防水插件可以避免雨水、露水进入光幕以及外部移动装置而损坏其内部电子元件，延长装置寿命。光幕具备防水功能，可以设置在户外，增加光幕的应用场景，提高光幕兼容性。
需要指出的是，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920303407.X
申请日:2019-03-11
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:31(上海)
授权编号:CN209495665U
授权时间:20191015
主分类号:G01B 11/24
专利分类号:G01B11/24
范畴分类:31B;
申请人:上海人赢网络科技有限公司
第一申请人:上海人赢网络科技有限公司
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