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识别物件的方法、光学感测装置以及系统与流程

2022-11-30 09:00:17 来源:中国专利 TAG:
1.说明书公开一种识别出接近物件的技术,特别是指一种识别物件的方法、光学感测装置与其系统。
背景技术
::2.一般开关的设计是让使用者用手去按压,以执行一个后续动作,例如切换灯光的亮与暗,此外,现有技术也提出一种新式的无接触式(contactless)按键,让用户在无需接触按键的情况下执行后续动作。更者,这类无接触式按键优点是在卫生考虑下可防止用户暴露在病毒感染的风险中。3.常见光学近接传感器(opticalproximitysensor)为无接触式按键的解决方案之一,近接传感器通过光源发射光束并感测物件反射的光强度,借此检测接近物件,然而,光学近接传感器的解决方案最大的挑战是因为仅倚赖反射光的强度判断接近物件,却容易形成误判。其中的情况是,因为从未知物件反射的光的感测结果会得到多样的强度值,以此为依据的判断会产生误判,并不可靠。4.举例来说,对于设有光学近接传感器的开关而言,不论接近此开关的物件是否是人的手指头,都会被感测到而执行开或关,而所述光学近接传感器无法有效地识别接近物件的大小。5.图1显示设有光学近接传感器的开关12的范例,所述光学近接传感器用于提供一个感测角θ,用此感测进入此感测角θ定义的感测区域中的任何物件,如图显示的范例,用户的手10接近开关12时,即可开启或关闭灯泡14。其中,如果开关12中的光学近接传感器感测到人手10,开关12将被启动,即便接近的人手10并非是要按压开关12以开关灯泡14,一但光学近接传感器感测到此接近物件,就形成误动作,也就是当光学近接传感器感测的物件够大时,灯泡14将被无意地开启或关闭。技术实现要素:6.鉴于上述现有技术的问题,本公开提出一种识别物件的方法、光学感测装置,以及相关系统,其中系统包括一或多个光学感测装置与控制器,光学感测装置包括多个光源,用以发射多条不同光束角的光束。当控制器驱动光源发射多条光束,多条光束射向物件,控制器驱动光传感器感测物件反射的光束强度,以执行识别物件的方法。7.在本公开提出的方法中,第一光源用于发射有第一光束角的第一光束,光传感器用于感测物件反射第一光束的第一强度。第二光源用于发射有第二光束角的第二光束,光传感器用于感测物件反射的第二光束的第二强度。通过整合光传感器获得的信息可识别物件。8.在一实施方案中,第一光束形成的第一光束角不同于第二光束形成的第二光束角,从物件反射的第一光束与第二光束得到的光强度形成可以识别物件大小的信息,进一步地,比较不同反射光束的强度,可以用来判断物件的移动。9.在另一实施方案中,第一光束的第一光束角设计比第二光束的第二光束角还小,当物件进入第一光束角与第二光束角的范围内,可识别物件。当反射的第一光束的强度大于反射的第二光束,两者强度的差异若超过一个门坎值,可判断物件为接近光传感器。10.在另一实施方案中,在所述方法中,在一时间内感测第一光束得到第一组强度,以及感测第二光束得到第二组强度,解析随着时间得到的第一组强度与第二组强度可判断物件的移动。当第一组强度改变的第一趋势接近第二组强度改变的第二趋势,可借此判断出物件接近或远离光传感器。11.更者,于再一实施例中,光学感测装置实现应用于一电子装置的无接触式切换装置(contactlessswitch),无接触式切换装置用于接受由一使用者手指或手掌执行的手势,所述物件的尺寸可用于识别出使用者的手或手掌,而物件尺寸可由本公开提出的识别物件的方法得出,并用以判断为使用者手指或手掌。12.根据再一实施例,所述系统包括一水表,其中有可旋转的指针(rotatablepointer)以及可旋转的半板(rotatablehalfplate),系统包括第一近接传感器,设于水表的里面或上面。当第一近接传感器检测到可旋转的半板,即输出第一信号,当第一近接传感器并未检测到可旋转的半板,即输出第二信号。系统包括第二近接传感器,可设于水表的里面或上面,当第二近接传感器检测到可旋转的半板,即输出第三信号,当第二近接传感器并未检测到可旋转的半板,即输出第四信号。系统的控制器从第一近接传感器与第二近接传感器接收到这些信号后,可判断水表中机构是以顺时针或逆时针方向旋转。13.为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容,请参阅以下有关本发明的详细说明与附图,然而所提供的附图仅用于提供参考与说明,并非用来对本发明加以限制。附图说明14.图1显示应用了近接传感器的现有切换装置示意图;15.图2显示采用使用多光源的光学感测装置以感测接近物件的切换装置实施例示意图;16.图3显示光学感测装置的功能方框图的实施例图;17.图4显示以一或多个光学感测装置识别物件的系统功能方块实施例图;18.图5显示物件识别方法的实施例流程图;19.图6a至6c显示具有多个光学感测装置的系统的应用实施例示意图;20.图7a显示感测移动物件的光学感测装置的实施范例图;21.图7b显示由图7a显示的光学感测装置产生的强度分布曲线图表;22.图8a显示以光学感测装置感测接近物件的实施范例图;23.图8b显示由图8a显示的光学感测装置产生的另一强度分布曲线图表;以及24.图9a至9d显示描述具有多个光学感测装置的系统的应用实施例图。具体实施方式25.以下是通过特定的具体实施例来说明本发明的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的优点与效果。本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用,本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用,在不悖离本发明的构思下进行各种修改与变更。另外,本发明的附图仅为简单示意说明,并非依实际尺寸的描绘,事先声明。以下的实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容,但所公开的内容并非用以限制本发明的保护范围。26.应当可以理解的是,虽然本文中可能会使用到“第一”、“第二”、“第三”等术语来描述各种组件或者信号,但这些组件或者信号不应受这些术语的限制。这些术语主要是用以区分一组件与另一组件,或者一信号与另一信号。另外,本文中所使用的术语“或”,应视实际情况可能包括相关联的列出项目中的任一个或者多个的组合。27.本公开关于使用光学感测装置识别物件的方法,所述光学感测装置具有多个光源,用以发射具有不同光束角的多个光束,也包括一光传感器,当多个光束照射到物件时,可用以感测自此物件反射的光线。所述系统包括一或多个光学感测装置以及一控制器,控制器电性连接一或多个光学感测装置,控制器用以驱动多个光源发射多个光束,控制光传感器感测自物件反射的光线,并执行识别物件的方法。28.所述系统与识别物件的方法的目的之一是降低识别进入一或多个光学感测装置涵盖范围内的物件的错误,其中因为系统通过光传感器从多个光源所产生不同光束角的多个光束而可以取得更多空间信息,使得进入系统光学感测范围内的物件可以正确地被识别。29.根据图2所示的实施例,其中示意显示采用具有多个光源的光学感测装置的切换装置22,通过其中光学感测装置感测接近物件,具有多个光源的光学感测装置设于切换装置22中,切换装置22电性连接被控装置24,使得切换装置22可以感测接近物件,例如是接近此切换装置22的手20,当感测到物件进入由第一光束角θ1与第二光束角θ2定义的感测范围,即以此判断是否要开启或关闭被控装置24。30.根据实施例之一,设置于切换装置22内的光学感测装置射出至少两个具有不同光束角的光束,即图示从至少两个光源形成的第一光束角θ1与第二光束角θ2。所述系统包括了一或多个光学感测装置,可以有效地从二或多个不同光束角取得更多空间信息,以及这些光束角定义了感测范围。光学感测装置使用光传感器感测自一物件在第一光束角θ1内反射的光束强度,也要感测物件在第二光束角θ2内反射的另一光束强度。系统还包括一控制器,控制器电性连接所述多个光源与光传感器,可以整合感测到的强度的信息以识别进入感测范围内的物件。接着,控制器可以根据以上信息开启或关闭被控装置24。在此一提的是,从不同强度得到的信息可以指出由光传感器从至少两个光束感测到的两个或多个强度之间的比例或是差异。31.更者,在另一实施方案中,不同的光束可以由单一光源产生,此时单一光源可以一分时方法(time-sharingmethod)通过不同的光学设计产生不同光束角的不同光束。32.接着,参考图3,其中显示光学感测装置的实施例的功能方框图。33.根据此实施例,所示一光学感测装置30包括一第一光源305、一第二光源306,以及一光传感器303。特别的是,以第一光源305发出具有一光束角的第一光束,并定义第一感测范围s1,光传感器303即可接收反射的第一光束;以第二光源306发出具有不同光束角的第二光束,以此定义第二感测范围s2,反射的第二光束也进入光传感器303。所述第一感测范围s1设计不同于第二感测范围s2,当多个光束射向一物件,光传感器303用以感测自此物件反射的光线。光学感测装置30包括控制器301,控制器301电性连接多个光源,如所述第一光源305与第二光源306,以及光传感器303。在一实施方案中,控制器301驱动多个光源(305,306)以发射多个光束,控制光传感器303以感测自物件反射的光线,并执行识别物件的方法。34.在此实施例中,安装于应用在一电子装置(如被控装置34)中的切换装置32中的光学感测装置30,控制器301持续检测是否有任一物件接近切换装置32,可通过整合在第一感测范围s1中感测第一光束的第一强度以及在第二感测范围s2中感测第二光束的第二强度的信息识别物件,借此识别出接近光学感测装置30的物件。35.据此,参考从第一强度与第二强度得到的信息,可以判断是否启动此切换装置32以控制所述的被控装置34。在一实施范例中,当从反射第一光束感测到的第一强度大于从反射第二光束感测到的第二强度,以及当第一强度与第二强度的差异超过一门坎,可判断物件接近光传感器,并且,切换装置32启动以开启或关闭被控装置34。36.图4显示识别物件的系统的实施例功能方框图,系统采用一或多个光学感测装置来识别物件。37.此例显示的系统包括超过一个光学感测装置,如图6a至6c所示的第一光学感测装置401与第二光学感测装置402,系统包括控制器40,控制器40电性连接所述第一光学感测装置401以及第二光学感测装置402,并可控制这些光学感测装置(401,402)感测自物件反射的光线。第一光学感测装置401以及第二光学感测装置402分别定义了不同的感测范围,在整合从多个光束在不同感策范围中感测到的强度信息后,控制器40可有效地识别物件。在一实施方案中,控制器40的判断结果可以传送到一电子装置,电子装置可指所述的被控装置。在另一实施方案中,控制器40所获得的信息可以传送到主机42,主机42即执行识别物件的方法。38.可参考图5所示流程图,其中描述本公开提出的识别物件的方法实施例。39.在本公开提出的多样实施例中,流程图显示一系列步骤,用以描述光学感测装置或系统执行的流程。一开始,如步骤s501,光学感测装置的控制器驱动光源,如以第一光源发射具有第一光束角的第一光束,再如步骤s503,使用光传感器感测自一物件反射的第一光束的第一强度。同时,或是利用分时方法,如步骤s505,控制器驱动光源,如第二光源,发射具有第二光束角的第二光束,在步骤s507中,使用光传感器感测物件反射的第二光束的第二强度。40.之后,通过整合第一强度与第二强度的信息识别所述物件,如在步骤s509,控制器将比对自物件反射的第一光束与第二光束所感测的强度,如步骤s511,可识别出物件的状态。41.进一步地,在多样的实施范例中,所述第一光束的第一光束角不同于第二光束的第二光束角,可通过比对所感测得到的第一强度与第二强度以识别物件的尺寸。举例来说,第一光束角(形成如图3的感测范围s1)设计是比第二光束角(形成如图3的感测范围s2)还小,如此,当可收集一段时间的强度信息,可以根据比对第一强度与第二强度的分布信息识别出物件的移动。所述强度的分布信息(profileofintensity)指的是在一时间内感测到的一序列强度的变化趋势,即可通过这个趋势判断出物件的移动。42.图6a至6c显示的示意图描述具有多个光学感测装置的系统的应用实施例。43.所示的应用关于面板系统,面板系统包括有多个按键,这些按键如所述的切换装置,提供让用户可以按压后执行后续动作。举例来说,面板系统用于电梯中,电梯的面板系统提供具有多个按键610的面板600,如图6a所示,期提供乘客按压其中按键,以请求到一目的楼层。此实施例显示具有一或多个光学感测装置的系统设置于所述面板系统中。44.面板600包括多个按键610。当有乘客伸出手60,以手指按压按键610中的一个按键,按键中设置的光学感测装置用以感测接近的手60与手指,在一实施方案中,光学感测装置包括至少两个光源与设置于每个按键中的光传感器,使得面板系统可以避免因为错误判断所要按压的按键而执行的误动作。45.在光学感测装置中,提供至少两个光源,用以发射具有不同光束角的至少两个光束,这两个光束将形成两个不同的感测范围,至少两个光源提供其中控制器更多的空间信息,以能示别出接近物件,如图标的手60与其手指。光学感测装置可以基于不同的反射光束的强度识别出接近物件的尺寸,在光学感测装置的实施例可识别出使用者身体的一部位、手掌与手指。46.图6b显示具有多个按键610的面板600的实施范例,其中每个按键都设有光学感测装置,其中至少包括有光传感器630与多个光源620。47.图6c示意显示一个场景,其中有一只手60接近具有两个按键的面板600,按键内分别设有第一光学感测装置61与第二光学感测装置62,其中第一光学感测装置61发射两个不同的光束角的光束,以形成两个不同的感测范围(s1,s2),以及第二光学感测装置62也发射两个不同的光束角的光束,以形成另外两个不同的感测范围(s1’,s2’)。48.在目前实施范例中,当有手60接近具有两个按键的面板600,两个按键即如所示的第一光学感测装置61与第二光学感测装置62,其中第一光学感测装置61感测手60的第一部位601(即食指),并于相同时间中,第二光学感测装置62感测手60的第二部位602(即手掌)。如上所述,即便手60位于按键的非常近的位置,光学感测装置的控制器可以正确地识别手60的不同部位,因此,本公开提出的光学感测装置可以有效地防止误动作。49.换句话说,光学感测装置可以基于在不同感测范围(s1,s2或s1’,s2’)所感测到强度而识别接近物件的尺寸。其中从第一光学感测装置61形成的第一感测范围(s1,s1’)中得到第一强度,从第二光学感测装置62形成第二感测范围(s2,s2’)中第二强度,附图中的右侧示意显示第一强度与第二强度之间的差异,其中显示第一强度(s1)大于第二强度(s2)。如果从物件反射的第一光束感测到的第一强度大于从第二光束感测到的第二强度,可判断物件为小尺寸物件。进一步地,如图6c所示,根据从物件反射的两个光束感测到的强度的差异超过一门坎,因为这是在两个感测范围s1与s2中较小的部位,因此第一光学感测装置61可识别出此物件为用户手指的第一部位601。50.另一方面,参考附图右侧显示的第二光学感测装置62得到的第一强度(s1’)小于所感测到的第二强度(s2’),如此,因为自比较大的第二部位602在两个不同感测范围s1’与s2’分别反射的两个光束的强度之间的差异并未超过所述门坎,虽第二光学感测装置62并不容易判断出第二部位602为手掌,但却可以识别出这不是手指。51.因此,具有一或多个光学感测装置的系统可以让所述使用了非接触式按键的面板系统避免因为误判所执行的误动作。52.于再一实施方案中,光学感测装置亦可识别移动物件。可参考图7a所示用以感测移动物件74的光学感测装置70实施例图,光学感测装置70将根据感测到的事件指示被控装置72执行一后续动作。53.如图所示有一设置有光学感测装置70的切换装置,光学感测装置70包括两个光源,经驱动后发射两个光束,以形成两个感测范围,也就是所示的第一感测范围s1与第二感测范围s2,分别具有不同的光束角。当有移动物件74进入一由两个感测范围s1与s2定义的感测范围内,光学感测装置70用以感测移动物件74。如以上描述,第一光束角s1设计不同于第二光束角s2,例如第一光束角s1小于第二光束角s2,可以根据从物件74反射的两个光束之间的强度差异来识别物件。54.更者,为了要识别出移动物件74,所述光学感测装置70用以从物件74在一时间内反射得到的至少两个光束中感测到强度变化,如此得到强度变化的趋势,因此可参考此趋势判断出物件74的移动。在一实施方案中,从物件74在一段时间内感测到反射的第一光束中得到第一组强度,从物件74在同样时间内感测到反射的第二光束得出第二组强度,经解析第一组强度与第二组强度在此时间内的变化,可判断出物件74的移动。举例来说,当第一组强度改变形成的第一趋势接近从第二组强度变化得出的第二趋势,即可判断出物件74正在接近或远离此光学感测装置70。55.从一段时间内强度变化形成的趋势可用以判断物件74的移动。所述强度的第一趋势与第二趋势可以用分布曲线描述,如图7b所示,随着时间感测到的光线强度可以形成一个强度趋势,所述第一趋势指出在一时间内第一组强度的变化,此例显示形成一个较窄的分布曲线,其中有一个明显的峰值,这是因为物件经过具有比较小的第一感测范围s1一段时间时,所感测到的强度会有比较剧烈的变化。另一方面,所显示的第二趋势指出的第二组强度的改变为一个较为平坦分布,并没有明显的峰值,这是因为当物件经过相对大的第二感测范围s2时,随着时间取得的强度并没有剧烈的变化。56.通过以上显示的各种方案,在识别移动物件的实施例中,系统可以排除物件仅通过光学感测装置但没有要接近光学感测装置的意图,也就是系统可以有效地感测到物件有意接近光学感测装置的事件。57.图8a显示以光学感测装置感测接近物件的另一实施范例示意图。58.图标有设有光学感测装置70的切换装置耦接于一被控装置72,在光学感测装置70中,控制器驱动两个光源以发射两个不同的光束,即第一光束与第二光束,以形成所示第一感测范围s1与第二感测范围s2。通过这个设计,可以从反射的第一光束与第二光束分别感测到强度,并经比对后,可判断出接近物件80的移动。在一实施方案中,如果判断物件80有意接近光学感测装置70,耦接光学感测装置70的被控装置72可被启动以执行特定动作。59.在图中所示实施例,有一物件80,如用户的手,接近具有光学感测装置70的切换装置,相似地,其中两个光源被驱动而发射两个光束,形成具有两个不同光束角的感测范围,如此使得光学感测装置70输出从接近物件80反射的两个光束所感测的两组强度值,从光学感测装置70感测到一段时间内的两组强度值,可以形成第一趋势与第二趋势,其中第一趋势指出第一组强度在一段时间内的变化,第二趋势指出在相同时间内的第二组强度的变化。所述第一趋势与第二趋势可被图8b显示的分布曲线。60.当物件80进入由不同光束角形成的感测范围所定义的感测区域,因为从物件80反射的两个不同光束得到的两组强度值,形成的强度分布曲线可用以判断物件80的移动。61.举例来说,如图8b所示,从第一感测范围s1感测到的第一组强度形成的第一趋势,如图中分布曲线的前缘得出一较高的峰值;从第二感测范围s2感测到的第二组强度形成的第二趋势,如分布曲线的较后的位置有一较低的峰值。因此,从由第一组强度与第二组强度形成的两个趋势可用以判断物件80的移动。在所述实施方案中,当在相同时间内第一组强度改变形成的第一趋势接近第二组强度改变形成的第二趋势,可判断物件接近或远离光传感器。62.根据本公开提出的识别物件的方法与系统,可以用在多种应用上,图9a至9d显示其中的一或多个应用实施例。63.图9a显示有一仪表9(如水表),仪表9包括几个指标(indicator)901、902以及903,每一个指标包括彼此连接的可旋转的半板91与可旋转的指针92,可参考图9b至9d所示范例。64.在一实施例中,仪表9中设有一或多个光学感测装置,光学感测装置运行如上述实施例所提出的近接传感器,以判断出仪表9中相关指标的转向为顺时针或逆时针转向。举例来说,光学感测装置包括第一近接传感器911、第二近接传感器912以及控制器913,其中第一近接传感器911与第二近接传感器912可以设于仪表9的里面或上面,经驱动其中光源从不同位置发出光束,第一近接传感器911与第二近接传感器912分别感测可旋转的半板91反射的光束。65.当光学感测装置的第一近接传感器911检测到可旋转的半板91,第一近接传感器911输出第一信息,但当没有检测到可旋转的半板91,第一近接传感器911输出第二信息。相似地,当光学感测装置的第一近接传感器912检测到可旋转的半板91,第二近接传感器912输出第三信号,当没有检测到可旋转的半板91,即输出第四信号。控制器913电性连接第一近接传感器911与第二近接传感器912,并接收自第一近接传感器911与第二近接传感器912产生的信息,借此判断仪表9中指标为顺时针或逆时针转动。66.图9b至9d示意显示所述仪表9中指标901、902以及903的至少三个状态,并使用查表描述三个布尔条件(booleanconditions),以此指出第一近接传感器911与第二近接传感器912传送到控制器913的状态。所述查表显示所述方法的简单范例。67.根据所示范例,图9b显示以第一近接传感器(ps1)911与第二近接传感器(ps2)912检测可旋转的半板91,但不是可旋转的指针92,显示一侧的布尔表示式表示两个传感器(911,912)状态为:(ps1:1,ps2:1)。图9c显示第二近接传感器(ps2)912检测到可旋转的半板91,而一侧显示的布尔表示式表示状态为:(ps1:0,ps2:1)。图9d显示没有传感器(911,912)检测到可旋转的半板91,其布尔表示式显示状态为:(ps1:0,ps2:0)。如此,系统可以根据控制器913所传送关于两个传感器(911,912)持续的状态判断仪表9的变动,系统即可依据表1显示的布尔表示式判断仪表9的状态,如以顺时针或逆时针转动。其中表1显示两个传感器的各样状态。68.表1:[0069][0070]在此一提的是,应用了以上实施例所描述的识别物件的方法,因为光学感测装置使用了检测反射光束的强度趋势判断物件的移动状态,因此设于仪表9中的光学感测装置可以有效地避免误判其中可旋转的半板91或可旋转的指针92的转动方向。[0071]综上所述,根据上述实施例所描述的停车指引系统与停车指引方法,所提出的停车指引系统包括设置于停车场周围的接取点,并收集实时的停车信息,以能有效地提供停车场内适合的停车位给发出停车请求的车辆,特别地,根据本公开提出的停车指引系统实施例,系统内每个接取点分别都维护了实时的停车信息,实现分布式停车管理系统,停车请求记载的信息让接取点或是联机此接取点的主机可以比对停车场的停车信息,以判断出适合车辆去停的可用停车位。车辆上应用程序从接取点接收的信息可以形成一个停车场地图与导航路线,以辅助车辆到达可用停车位。所述停车指引系统与方法达成协助车辆驾驶到达停车位的有效率的服务。[0072]以上所公开的内容仅为本发明的优选可行实施例,并非因此局限本发明的权利要求,所以凡是运用本发明说明书及附图内容所做的等效技术变化,均包含于本发明的权利要求内。当前第1页12当前第1页12
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