实现混合接触式雷达物位计的人机交互方法和系统与流程

1.本发明涉及测位技术领域，尤其涉及一种实现混合接触式雷达物位计的人机交互方法和系统。


背景技术：

2.雷达物位计是一种采用微波技术进行物位测量的智能仪表。雷达物位计能够实现非接触测量，无易损部件，耐老化性强且不受压力、真空或温度的影响，适用于易燃、易爆、高温、粘稠、强腐蚀性等恶劣测量环境，尤其适用于大型储罐的测量，近年来在电力、石化、冶金、化工等领域得到了广泛应用。
3.现有的雷达物位计实施人机交互方式通常有三种，第一种通过显示和按键交互，第二种通过hart通讯交互，第三种通过蓝牙无线通讯交互。通过显示和按键可以和雷达物位计进行直接交互，但是雷达物位计正常工作时，由于防水或者防爆的需要，显示和按键被带有玻璃的防护盖隔离，无法进行按键操作。hart通讯和蓝牙无线通讯都需要专用的手持设备，价格较高，携带不便。


技术实现要素：

4.本技术实施例通过提供一种实现混合接触式雷达物位计的人机交互方法和系统，解决了背景技术中单一接触式交互控制带来的操作不便的技术问题，通过增加遮挡识别技术，实现混合接触式人机交互，从而提高雷达物位计人机交互的便捷性。
5.第一方面，本技术实施例提供了一种实现混合接触式雷达物位计的人机交互方法，所述雷达物位计包括设备本体、红外感应组件、按键组件以及显示屏；所述方法包括：实现接触式交互方法和非接触式交互方法；
6.在接触式交互中，接收所述按键组件的操作信号，基于所述按键组件中预设有适配所述设备本体执行对应操作的编号，根据对应编号所属按键的操作信号，执行相应操作，并在获取测量结果后，反馈给所述显示屏显示；
7.在非接触式交互中，所述红外感应组件包括设置成封闭图像阵列的多个红外感应器，形成三维立体的红外感应区域，通过所述红外感应区域感应适配所述设备本体执行对应操作的遮挡轨迹；当在所述红外感应区域内设置一遮挡对象时，通过所述遮挡对象在设定时间段内的单向移动形成遮挡轨迹；非接触式交互包括如下步骤：
8.s1：接收红外感应区域中预设编号的所述红外感应器的信号数据；
9.s2：根据信号数据依次判断各编号所属的所述红外传感器是否被遮挡，且根据当前遮挡状态判断是否符合感应设定要求，若是，则执行步骤s3，否则返回步骤s1；
10.s3：记录当前被遮挡的红外传感器的编号、时间以及信号数据，并启动计时操作，进入遮挡轨迹识别状态；接收在设定时间段区别于已记录遮挡状态的其他遮挡状态，获取设定时间段内遮挡状态的遮挡轨迹，以便根据遮挡轨迹使所述设备本体执行相应操作，在获取测量结果后，反馈给所述显示屏显示。
11.进一步地，所述红外感应区域内各所述红外感应器之间预设有相对位置信息，基于时间序列内各所述红外感应器的遮挡状态产生的信号数据，获取所述遮挡对象在所述红外感应区域内遮挡轨迹的移动方向，驱使所述设备本体执行相应操作。
12.进一步地，所述步骤s1还包括：所述红外感应区域中的各所述红外感应器周期性扫描探测遮挡状态。
13.进一步地，所述红外感应组件包括三个红外感应器，其中，封闭图像阵列设置的三个红外感应器之间形成三角阵列，且其中两个所述红外感应器位于同一高度，三个所述红外感应器不在同一直线上，也不在同一高度平面上；
14.当水平单向移动或者竖直单向移动时，根据对应编号的所述红外感应器的信号数据和相对位置数据，获取所述红外感应区域内遮挡轨迹的移动方向。
15.进一步地，所述红外感应器采用红外反射式光敏传感器；
16.当所述红外感应区域内未设置所述遮挡对象时，无感应信号；
17.当所述遮挡对象进入所述红外感应区域时，所述红外反射式光敏传感器发出红外光被阻挡，形成光反射，并被红外反射式光敏传感器感应，输出信号数据。
18.进一步地，所述遮挡轨迹与所述按键的作用一致，使得所述遮挡轨迹的类型数量与所述按键数量一致。
19.第二方面，本技术提供了一种实现混合接触式雷达物位计的人机交互系统，采用第一方面的方法，所述系统包括：
20.信号接收单元，在接触式交互中接收所述按键组件中对应编号所属按键的操作信号；在非接触交互中接收红外感应区域中预设编号的所述红外感应器的信号数据；
21.判断单元：在非接触交互中配置为根据信号数据依次判断各编号所属的所述红外传感器是否被遮挡，且根据当前遮挡状态判断是否符合感应设定要求，
22.记录执行单元，在非接触交互中配置为记录当前被遮挡的红外传感器的编号、时间以及信号数据，并启动计时操作，进入遮挡轨迹识别状态；接收在设定时间段区别于已记录遮挡状态的其他遮挡状态，获取设定时间段内遮挡状态的遮挡轨迹，以便根据遮挡轨迹使所述设备本体执行相应操作，在获取测量结果后，反馈给所述显示屏显示；在接触式交互中，根据对应编号所属按键的操作信号，执行相应操作，并在获取测量结果后，反馈给所述显示屏显示；
23.本技术中提供的实现混合接触式雷达物位计的人机交互方法和系统，至少具有如下技术效果：利用红外感应器形成三维立体的红外感应区域，降低了感应识别空间，利用特定遮挡轨迹，简化无接触式交互中的姿势识别，相比现有图像识别中的手势识别，本技术也利用红外感应也可以实现手势识别，且识别过程更加简单，成本更低。基于混合接触式交互，可以实现接触式，也可以实现非接触式，扩大了雷达物位计的使用方式，便于操作人员根据需求选择交互方式。
附图说明
24.图1为实施例1中实现混合接触式雷达物位计的人机交互方法流程示意图；
25.图2为实施例1中实现混合接触式雷达物位计的人机交互方法的雷达物位计的结构示意图；
26.图3为实施例1中遮挡对象为手掌时的轨迹定义图；
27.图4为实施例1中各遮挡轨迹移动的时序图。
具体实施方式
28.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。
29.为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
30.实施例一
31.参考附图1
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4所示，本技术实施例提供了一种实现混合接触式雷达物位计的人机交互方法，本实施例提供的方法基于雷达物位计，雷达物位计包括设备本体4、红外感应组件、按键组件6以及显示屏5。本实施例实现的人机交互方法包括实现接触式交互方法和非接触式交互方法。本实施例中的显示屏5可以但不局限于采用液晶显示屏。
32.在接触式交互中，接收按键组件6的操作信号，基于按键组件6中预设有适配设备本体4执行对应操作的编号，根据对应编号所属按键的操作信号，执行相应操作，并在获取测量结果后，反馈给显示屏5显示。
33.在非接触式交互中，红外感应组件包括设置成封闭图像阵列的多个红外感应器，形成三维立体的红外感应区域，通过红外感应区域感应适配设备本体4执行对应操作的遮挡轨迹；当在红外感应区域内设置一遮挡对象时，通过遮挡对象在设定时间段内的单向移动形成遮挡轨迹。非接触式交互可包括如下步骤：
34.步骤s1：接收红外感应区域中预设编号的红外感应器的信号数据。进一步地，本步骤中的红外感应区域中的各红外感应器周期性扫描探测遮挡状态。优选地，以1ms为周期进行扫描探测。
35.步骤s2：根据信号数据依次判断各编号所属的红外传感器是否被遮挡，且根据当前遮挡状态判断是否符合感应设定要求，若是，则执行步骤s3，否则返回步骤s1。
36.步骤s3：记录当前被遮挡的红外传感器的编号、时间以及信号数据，并启动计时操作，进入遮挡轨迹识别状态；接收在设定时间段区别于已记录遮挡状态的其他遮挡状态，获取设定时间段内遮挡状态的遮挡轨迹，以便根据遮挡轨迹使设备本体执行相应操作，在获取测量结果后，反馈给显示屏5显示。
37.本实施例中的红外感应区域内各红外感应器之间预设有相对位置信息，基于时间序列内各红外感应器的遮挡状态产生的信号数据，获取遮挡对象在红外感应区域内遮挡轨迹的移动方向，驱使设备本体执行相应操作。
38.进一步举例说明，本实施例中的红外感应组件包括三个红外感应器，其中，封闭图像阵列设置的三个红外感应器之间形成三角阵列，且其中两个红外感应器位于同一高度，
三个红外感应器不在同一直线上，也不在同一高度平面上；当水平单向移动或者竖直单向移动时，根据对应编号的红外感应器的信号数据和相对位置数据，获取红外感应区域内遮挡轨迹的移动方向。
39.进一步地，三个红外感应器分别为：第一红外传感器1、第二红外传感器2以及第三红外传感器3。具体识别操作如下：
40.当遮挡对象从左向右平移时，第一红外传感器1首先产生信号数据，经过第一设定时间段t1，第三红外传感器3产生信号数据，再经过第二设定时间段t2，第二红外传感器2产生信号数据，向右移动的遮挡对象依次被不同的红外传感器检测到。当遮挡对象从右向左平移时，第二红外传感器2首先产生信号数据，经过第一设定时间段t1，第三红外传感器3产生信号数据，再经过第二设定时间段t2，第一红外传感器1产生信号数据，向左移动的遮挡对象依次被不同的红外传感器检测到。当遮挡对象从下向上平移时，第一红外传感器1和第二红外传感器2首先产生信号数据，经过第三设定时间段t3，第三红外传感器3产生信号数据。当遮挡对象从上向下平移时，第三红外传感器3首先产生信号数据，经过第三设定时间段t3，第一红外传感器1和第二红外传感器2产生信号数据。可以看出，本实施例中的通过对红外传感器时序内遮挡状态所产生得信号数据分析获取遮挡轨迹。此外，本实施例中得遮挡对象包括但不局限于手部，如附图3所示，遮挡对象为手掌时的轨迹定义图，并给出特定遮挡轨迹的手势。
41.进一步地，本实施例中的红外感应器采用红外反射式光敏传感器；当红外感应区域内未设置遮挡对象时，无感应信号；当遮挡对象进入红外感应区域时，红外反射式光敏传感器发出红外光被阻挡，形成光反射，被红外反射式光敏传感器感知，输出信号数据。
42.本实施例中的遮挡轨迹与按键的作用一致，使得遮挡轨迹的类型数量与按键数量一致。进一步地，雷达物位计中执行操作可以包括但不局限于如下几个功能设置，“确认”、“返回”、“增加”、“减少”，当采用接触式交互时，该些功能设置形成的按键定义包括确认键、返回键、增加键、减少键。对应于非接触式交互时，可以有如下定义，对向右移动定义为确认键，对向左移动定义为返回键，对向上移动定义为增加键，对向下移动定义为减少键。通过非接触式交互与接触式交互的对应关系，使非接触式操作与接触式操作具有同样的效果，实现了非接触式和接触式人机交互的两种操作使用功能，特别是对显示页面的切换，非常方便。
43.实施例二
44.本技术实施例提供了一种实现混合接触式雷达物位计的人机交互系统，本实施例基于雷达物位计实现的人机交互。
45.雷达物位计包括：设备本体4、红外感应组件、按键组件6以及显示屏5。
46.按键组件6包括多个适配设备本体4执行对应操作的按键，用于实现雷达物位计的接触式人机交互；
47.红外感应组件包括设置成封闭图像阵列的多个红外感应器，并形成一三维空间的红外感应区域，用于实现雷达物位计的非接触式人机交互；其中，红外感应区域用于感应适配设备本体4执行对应操作的遮挡轨迹，遮挡轨迹与按键的作用一致；当在红外感应区域内设置一遮挡对象时，通过遮挡对象在设定时间段内的单向移动形成遮挡轨迹。
48.设备本体4分别与按键、红外感应器以及显示屏5连接，接收按键的操作信号，或者
接收红外感应器产生的感应信号后，执行雷达物位计的测量操作，并将接收的操作信号或感应信号以及测量结果反馈给显示屏5显示。
49.进一步地，本实施例中的人机交互系统包括：
50.信号接收单元，在接触式交互中接收按键组件6中对应编号所属按键的操作信号；在非接触交互中接收红外感应区域中预设编号的红外感应器的信号数据。
51.判断单元：在非接触交互中配置为根据信号数据依次判断各编号所属的红外传感器是否被遮挡，且根据当前遮挡状态判断是否符合感应设定要求。
52.记录执行单元，在非接触交互中配置为记录当前被遮挡的红外传感器的编号、时间以及信号数据，并启动计时操作，进入遮挡轨迹识别状态；接收在设定时间段区别于已记录遮挡状态的其他遮挡状态，获取设定时间段内遮挡状态的遮挡轨迹，以便根据遮挡轨迹使设备本体执行相应操作，在获取测量结果后，反馈给显示屏5显示；在接触式交互中，根据对应编号所属按键的操作信号，执行相应操作，并在获取测量结果后，反馈给显示屏5显示。
53.尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
54.显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。