專利名稱：一種避免池外便溺的寬束激光定位裝置和定位方法
一種避免池外便溺的寬束激光定位裝置和定位方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及一種避免池外便溺的激光定位裝置和定位方法，具體涉及ー種避免池外便溺的寬束激光定位裝置和定位方法。
背景技術(shù)：
目前全球的所有男廁小便池，無(wú)論是五星級(jí)的賓館或機(jī)場(chǎng)，還是普通的公共場(chǎng)所， 都沒(méi)有解決男性小便吋，很難避免總有少量的尿液，排到小便池外。帶來(lái)了明顯的三個(gè)問(wèn)題第一，尤其是公共場(chǎng)所的小便池，積少成多，很快就形成一片尿液，很難避免后面使用的人踩到前面使用的人排到外面的尿液，很不衛(wèi)生，而且會(huì)使后面使用的人更容易把尿液排到小便池外面，加劇了排到小便池外面的尿液數(shù)量，惡性循環(huán)；第二，清潔工人不斷地清洗， 使用了大量的化學(xué)清洗劑和清水，既浪費(fèi)人力，又浪費(fèi)水資源，還有污染環(huán)境；第三使用中的解決方法有“不要便溺池外”等標(biāo)語(yǔ)提示法，或者如圖1所示的左腳右腳各有ー個(gè)定位圖，并在左腳右腳定位圖處制造高出地面的平臺(tái)，小便者站在平臺(tái)上方便。但是，這種結(jié)構(gòu)清掃有死角，費(fèi)エ費(fèi)力，也不美觀。目前激光測(cè)距定位技術(shù)都是使用毫弧度或者是亞毫弧度的激光束，激光輸出形狀是圓形，缺點(diǎn)是激光橫向可測(cè)量范圍很窄，300毫米至500毫米距離上，光束橫向可測(cè)量的范圍不到10毫米。因此橫向監(jiān)測(cè)能力極差。激光三角法定位技術(shù)遇到的也是同樣的問(wèn)題，同樣是300毫米至500毫米距離上， 光束橫向可測(cè)量的范圍不到10毫米。若是必須監(jiān)測(cè)很大的光束橫向范圍，就必須額外使用掃描機(jī)構(gòu)，帶來(lái)新的技術(shù)問(wèn)題。(參考文獻(xiàn)1.范富明，程良倫，肖磊，激光三角測(cè)距法自動(dòng)調(diào)焦模型的建立與分折[J]，紅外與激光工程，2011 (10) ；2.王曉嘉，高雋，王磊，激光三角法綜述[J]，儀器儀表學(xué)報(bào)，2004(S2) ；3.陳鋒，陳五一，陳志同，基于激光三角法的CBN杯形砂輪表面形貌檢測(cè)[J]，北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào)2011 (10) ；4.羅志清，張惠榮，吳強(qiáng)，李琛，陳申，丁秀泉，王溪，機(jī)載LiDAR技術(shù)[J]，國(guó)土資源信息化，2006 (02) ；5.胡勇，王從軍，韓明，黃樹槐，基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)的三維激光掃描測(cè)量系統(tǒng)[J]，華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2004 (01)； 6. CN201020259827. 1，一種線掃描激光雷達(dá)傳感器“激光雷達(dá)傳感器包括有激光器LD、掃描電機(jī)、三角棱鏡、接收傳感器和微處理器，，)

發(fā)明內(nèi)容
為了解決已有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供了。要解決的問(wèn)題就是能夠讓小便者不便溺到池外，保證公廁的衛(wèi)生和文明。本發(fā)明提供的一種避免池外便溺的寬束激光定位裝置和定位方法。使用寬束激光測(cè)距定位，即實(shí)現(xiàn)了精密定位，又不使用掃描動(dòng)機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了幾十度寬的光束橫向作用范圍和高精度定位的統(tǒng)一。圖1所示的橢圓，是寬光束激光測(cè)距定位的等距軌跡。當(dāng)激光發(fā)射器和激光接收器相距距離小于定位作用距離吋，精度在毫米范圍。本發(fā)明提供的一種避免池外便溺的寬束激光定位裝置包括紅外線光電開關(guān)、測(cè)距単元、線路板単元、語(yǔ)音提示単元和微處理器；紅外線光電開關(guān)與線路板單元連接，測(cè)距單元與微處理器和線路板単元分別連接，微處理器與語(yǔ)音提示単元和線路板単元分別連接， 語(yǔ)音提示単元和線路板單元連接；測(cè)距單元包括寬束激光發(fā)射器和寬束激光接收器；所述的寬束激光發(fā)射器包括柱面透鏡，或者光柵，或者柱面透鏡和球面透鏡組合，寬束激光發(fā)射器能發(fā)出脈沖寬束激光； 寬束激光接收器使用聚光透鏡進(jìn)行聚光；線路板単元包括電壓變換電路、微處理器周邊電路和語(yǔ)音驅(qū)動(dòng)電路；電壓變換電路把市電交流220伏轉(zhuǎn)換為直流15伏作為微處理器和語(yǔ)音提示単元、測(cè)距單元、紅外線光電開關(guān)的電源；微處理器存儲(chǔ)有使用者位置的標(biāo)準(zhǔn)距離值L，標(biāo)準(zhǔn)距離值L是使用者的人體與小便池間的最佳的距離位置線至寬束激光發(fā)射器之間的距離，最佳的距離位置線由統(tǒng)計(jì)確定；微處理器還存儲(chǔ)有運(yùn)行和計(jì)算處理軟件；所述的軟件流程圖如圖3所示；紅外線光電開關(guān)感應(yīng)到人體存在，啟動(dòng)測(cè)距單元和微處理器；測(cè)距單元的寬束激光發(fā)射器發(fā)射每秒等于或大于1次測(cè)距脈沖寬束激光進(jìn)行測(cè)距，從寬束激光發(fā)射器發(fā)出脈沖寬束激光，遇到便池前面的使用者的人體反射回來(lái)，寬束激光接收器接收到脈沖寬束激光回波并輸送到微處理器，微處理器利用下面的距離公式進(jìn)行計(jì)算和處理
Xi=[ (φ /2π) χΤ]/2，進(jìn)行計(jì)算和處理；式中，cpi為脈沖寬束激光相變化值，φ: /2π是光程位相和正弦波全波位相之比，T是脈沖周期，i為寬束激光在人體的橫向不同位置的反射；非共線測(cè)距修正處理測(cè)距單元6中由發(fā)射器4發(fā)射寬束激光，在接收器5成像也是線狀，對(duì)應(yīng)不同的 Cpi，給測(cè)距帶來(lái)的誤差，通過(guò)遞推平均值濾波算法加以修正；微處理器9計(jì)算出使用者的人體和寬束激光發(fā)射器間的距離值X，并把測(cè)得的距離值X與微處理器存儲(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)距離值L進(jìn)行比較根據(jù)X-L > 0，X-L < 0，或X-L = 0，微處理器向語(yǔ)音提示単元發(fā)出語(yǔ)音指令，通過(guò)揚(yáng)聲器向使用者發(fā)出“請(qǐng)向前”、“請(qǐng)向后”或“請(qǐng)使用”的語(yǔ)音提示，提示使用者使用，并保證使用者的便溺能夠全部在小便池中。軟件流程圖3所示，對(duì)軟件流程結(jié)合硬件說(shuō)明如下執(zhí)行步驟10，開始，測(cè)距單元 6、微處理器9開始工作；執(zhí)行步驟11，微處理器9進(jìn)行數(shù)據(jù)初始化；執(zhí)行步驟12，紅外線光電開關(guān)3監(jiān)測(cè)有人嗎？當(dāng)使用者站到小便池前時(shí)，執(zhí)行步驟13，啟動(dòng)測(cè)距單元6，測(cè)距單元 6的寬束激光發(fā)射器4發(fā)射每秒等于或大于1次測(cè)距脈沖寬束激光進(jìn)行測(cè)距；沒(méi)有人時(shí)，執(zhí)行步驟12 ；有人時(shí)，執(zhí)行步驟14，使用者站位或移動(dòng)；執(zhí)行步驟15，寬束激光發(fā)射器4發(fā)射寬束激光信號(hào)；執(zhí)行步驟16，寬束激光接收器5接收測(cè)距寬束激光信號(hào)；執(zhí)行步驟17，寬束激光接收器5接收測(cè)距寬束激光信號(hào)傳輸給微處理器，微處理器9利用距離公式
Χ =[ (φ /2π) χΤ]/2，
進(jìn)行計(jì)算和處理；式中，cpi為脈沖寬束激光相變化值，cpi/27r是光程位相和正弦波全波位相之比，T是脈沖周期，i為寬束激光在人體的橫向不同位置的反射；非共線測(cè)距修正處理測(cè)距單元6中由發(fā)射器4發(fā)射寬束激光，在接收器5成像也是線狀，對(duì)應(yīng)不同的 Cpi，給測(cè)距帶來(lái)的誤差，通過(guò)遞推平均值濾波算法加以修正；
微處理器9計(jì)算出使用者的人體1和發(fā)射器4間的距離值，并把測(cè)得的距離值X 與微處理器9存儲(chǔ)有使用者位置標(biāo)準(zhǔn)距離值L進(jìn)行比較；執(zhí)行步驟18，是否X-L = O 執(zhí)行步驟18a，否，X-L < 0，揚(yáng)聲器發(fā)出“請(qǐng)向后”的語(yǔ)音提示；執(zhí)行步驟18b，否，當(dāng)X-L > 0， 揚(yáng)聲器發(fā)出“請(qǐng)向前”的語(yǔ)音提示；執(zhí)行步驟19，是，X-L = 0，聲器發(fā)出“請(qǐng)使用”的語(yǔ)音提示；執(zhí)行步驟20，結(jié)束。一種避免池外便溺的寬束激光定位裝置的定位方法，其步驟如下(1)當(dāng)使用者站到小便池前吋，紅外線光電開關(guān)感應(yīng)到人體存在，啟動(dòng)測(cè)距單元和微處理器；(2)測(cè)距單元的寬束激光發(fā)射器發(fā)射每秒等于或大于1次測(cè)距脈沖寬束激光測(cè)距，從寬束激光發(fā)射器發(fā)出脈沖寬束激光，遇到便池前面的使用者的人體反射回來(lái)，接收器接收到脈沖寬束激光回波輸送到微處理器；微處理器存儲(chǔ)有使用者位置的標(biāo)準(zhǔn)距離值し 標(biāo)準(zhǔn)距離值L是使用者的人體與小便池間的最佳的距離位置線至寬束激光發(fā)射器之間的距離，最佳的距離位置線由統(tǒng)計(jì)確定；微處理器利用下面的距離公式進(jìn)行計(jì)算和處理
Χ =[ (φ /2π) χΤ]/2，進(jìn)行計(jì)算和處理；式中，cpi為脈沖寬束激光相變化值，φ: /2π是光程位相和正弦波全波位相之比，T是脈沖周期，i為寬束激光在人體的橫向不同位置的反射；非共線測(cè)距修正處理測(cè)距單元6中由發(fā)射器4發(fā)射寬束激光，在接收器5成像也是線狀，對(duì)應(yīng)不同的 Cpi，給測(cè)距帶來(lái)的誤差，通過(guò)遞推平均值濾波算法加以修正；微處理器9計(jì)算出使用者的人體和發(fā)射器4間的距離值X，并把測(cè)得的距離值X與微處理器存儲(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)距離值L進(jìn)行比較當(dāng)X-L > 0，微處理器向語(yǔ)音提示単元發(fā)出語(yǔ)音指令，通過(guò)揚(yáng)聲器向使用者發(fā)出“請(qǐng)向前”的語(yǔ)音提示，提示使用者向前移動(dòng)；當(dāng)X-L <0，微處理器向語(yǔ)音提示単元發(fā)出語(yǔ)音指令，通過(guò)揚(yáng)聲器向使用者發(fā)出“請(qǐng)向后”的語(yǔ)音提示，提示使用者向后移動(dòng)；當(dāng)X-L = 0，微處理器微處理器向語(yǔ)音提示単元發(fā)出語(yǔ)音指令，通過(guò)揚(yáng)聲器向使用者發(fā)出“請(qǐng)使用”的語(yǔ)音提示，提示使用者使用，并保證使用者的便溺能夠全部在小便池子里面。有益效果本發(fā)明提供的一種避免池外便溺的寬束激光定位裝置和定位方法，使用寬束激光測(cè)距定位，既實(shí)現(xiàn)了精密定位，又不使用掃描動(dòng)機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了幾十度寬的光束橫向作用范圍和高精度定位的統(tǒng)一。本發(fā)明提供的一種避免池外便溺的定位裝置使用測(cè)距單元和微處理器組成智能系統(tǒng)，當(dāng)使用者站到小便池前吋，紅外線光電開關(guān)感應(yīng)到人體存在，啟動(dòng)測(cè)距單元和微處理器，測(cè)距單元的寬束激光發(fā)射器發(fā)射測(cè)距脈沖寬束激光進(jìn)行測(cè)距，從寬束激光發(fā)射器發(fā)出寬束激光，遇到便池前面的使用者的人體反射回來(lái)，寬束激光接收器接收到脈沖寬束激光回波輸送到微處理器，微處理器利用距離公式計(jì)算出使用者的人體和寬束激光發(fā)射器間的距離值Xi
Χ =[ (φ /2π) χΤ]/2，進(jìn)行計(jì)算和處理；式中，cpi為脈沖寬束激光相變化值，cpi/27r是光程位相和正弦波全波位相之比，T是脈沖周期，i為寬束激光在人體的橫向不同位置的反射；非共線測(cè)距
6修正處理測(cè)距單元6中由發(fā)射器4發(fā)射寬束激光，在接收器5成像也是線狀，對(duì)應(yīng)不同的 Cpi，給測(cè)距帶來(lái)的誤差，通過(guò)遞推平均值濾波算法加以修正；微處理器9并把測(cè)得的距離值X與微處理器存儲(chǔ)的使用者位置標(biāo)準(zhǔn)距離值L進(jìn)行比較，根據(jù)X-L > 0，X-L < 0，或X-L = 0，微處理器向語(yǔ)音提示単元發(fā)出語(yǔ)音指令，通過(guò)揚(yáng)聲器向使用者發(fā)出“請(qǐng)向前”、“請(qǐng)向后”或“請(qǐng)使用”的語(yǔ)音提示，提示使用者可以使用，并保證使用者的便溺能夠全部在小便池中。測(cè)量得到的人體與便池間的距離精度可以達(dá)到2 毫米。相對(duì)于小便池原來(lái)粗糙的定位和被動(dòng)的提示、被動(dòng)的人工清理，本發(fā)明能夠在問(wèn)題源頭發(fā)生作用，從根本上解決使用者便溺在小便池外的難題。解決了清潔工人不斷地清洗，使用大量的化學(xué)清洗劑和清水的問(wèn)題，節(jié)約了人力，又節(jié)約了水資源，降低了成本，還解決了污染環(huán)境的問(wèn)題。一種避免池外便溺的寬束激光定位裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)単，成本低，使用方便，實(shí)現(xiàn)了公廁衛(wèi)生和文明，有巨大的社會(huì)效益。


圖1是本發(fā)明提供的ー種小便池定位裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。此圖也是摘要附圖。圖2是本發(fā)明的測(cè)距單元6的激光發(fā)射器4發(fā)射寬束激光和激光接收器5接收寬光束激光示意圖。圖3是本發(fā)明提供的ー種小便池定位裝置的微處理器6存儲(chǔ)的流程圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1如圖1所示，本發(fā)明提供的一種避免池外便溺的寬束激光定位裝置包括紅外線光電開關(guān)3、測(cè)距單元6、線路板単元7、語(yǔ)音提示単元8和微處理器9 ；紅外線光電開關(guān)3與線路板単元7連接，測(cè)距單元6與微處理器9和線路板単元7分別連接，微處理器9 與語(yǔ)音提示単元8和線路板単元7分別連接，語(yǔ)音提示単元8和線路板単元7連接；如圖2所示，測(cè)距單元6包括寬束激光發(fā)射器4和寬束激光接收器5 ；所述的寬束激光發(fā)射器4包括柱面透鏡，或者光柵，或者柱面透鏡和球面透鏡組合，寬束激光發(fā)射器4 能發(fā)出脈沖寬束激光；寬束激光接收器5使用聚光透鏡5. 1進(jìn)行聚光；4. 1是寬束激光發(fā)射器輸出的寬光激光，6. 1是激光器照射線平面，6. 2是寬光束等距橢圓；線路板単元7包括電壓變換電路、微處理器周邊電路和語(yǔ)音驅(qū)動(dòng)電路；電壓變換電路把市電交流220伏轉(zhuǎn)換為直流15伏作為微處理器9和語(yǔ)音提示単元8、測(cè)距單元6、紅外線光電開關(guān)3的電源；微處理器9存儲(chǔ)有使用者位置的標(biāo)準(zhǔn)距離值L，標(biāo)準(zhǔn)距離值L是使用者的人體與小便池間的最佳的距離位置線至寬束激光發(fā)射器4之間的距離，最佳的距離位置線由統(tǒng)計(jì)確定；微處理器9還存儲(chǔ)有運(yùn)行和計(jì)算處理軟件，所述的軟件流程圖如圖3所示；紅外線光電開關(guān)3感應(yīng)到人體存在，啟動(dòng)測(cè)距單元6和微處理器9 ；測(cè)距単元6的寬束激光發(fā)射器4發(fā)射每秒等于或大于1次測(cè)距脈沖寬束激光發(fā)射器進(jìn)行測(cè)距，從寬束激光發(fā)射器4發(fā)出脈沖寬束激光，遇到便池前面的使用者的人體1反射回來(lái)，寬束激光接收器 5接收到脈沖寬束激光回波輸送到微處理器9，微處理器9利用下面的距離公式進(jìn)行計(jì)算和處理Χi=[ (φi/2π) χΤ]/2，進(jìn)行計(jì)算和處理；式中，cpi為脈沖寬束激光相變化值，φ: /2π是光程位相和正弦波全波位相之比，T是脈沖周期，i為寬束激光在人體的橫向不同位置的反射；非共線測(cè)距修正計(jì)算處理測(cè)距単元6中由發(fā)射器4發(fā)射寬束激光，在接收器5成像也是線狀，對(duì)應(yīng)不同的Cpi，給測(cè)距帶來(lái)的誤差，通過(guò)遞推平均值濾波算法加以修正；微處理器9計(jì)算出使用者的人體1和發(fā)射器4間的距離值X，并把測(cè)得的距離值X 與微處理器9存儲(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)距離值L進(jìn)行比較根據(jù)X-L > 0，X-L < 0，或X-L = 0，微處理器 9向語(yǔ)音提示単元7發(fā)出語(yǔ)音指令，通過(guò)揚(yáng)聲器向使用者發(fā)出“請(qǐng)向前”、“請(qǐng)向后”或“請(qǐng)使用”的語(yǔ)音提示，提示使用者使用，并保證使用者的便溺能夠全部在小便池中。根據(jù)軟件流程圖3，對(duì)軟件流程結(jié)合硬件說(shuō)明如下執(zhí)行步驟10，開始，測(cè)距單元 6、微處理器9開始工作；執(zhí)行步驟11，微處理器9進(jìn)行數(shù)據(jù)初始化；執(zhí)行步驟12，紅外線光電開關(guān)3監(jiān)測(cè)有人嗎？當(dāng)使用者站到小便池前時(shí)，執(zhí)行步驟13，啟動(dòng)測(cè)距單元6，測(cè)距單元 6的寬束激光發(fā)射器4發(fā)射每秒等于或大于1次測(cè)距脈沖寬束激光進(jìn)行測(cè)距；沒(méi)有人時(shí)，執(zhí)行步驟12 ；有人時(shí)，執(zhí)行步驟14，使用者站位或移動(dòng)；執(zhí)行步驟15，寬束激光發(fā)射器4發(fā)射寬束激光信號(hào)；執(zhí)行步驟16，寬束激光接收器5接收測(cè)距寬束激光信號(hào)；執(zhí)行步驟17，寬束激光接收器5接收測(cè)距寬束激光信號(hào)傳輸給微處理器，微處理器9利用距離公式
Χi=[ (φi/2π) χΤ]/2，進(jìn)行計(jì)算和處理；式中，cpi為脈沖寬束激光相變化值，φ: /2π是光程位相和正弦波全波位相之比，T是脈沖周期，i為寬束激光在人體的橫向不同位置的反射；非共線測(cè)距修正計(jì)算處理測(cè)距単元6中由發(fā)射器4發(fā)射寬束激光，在接收器5成像也是線狀，對(duì)應(yīng)不同的cpi，給測(cè)距帶來(lái)的誤差，通過(guò)遞推平均值濾波算法加以修正；微處理器9計(jì)算出使用者的人體1和發(fā)射器4間的距離值，并把測(cè)得的距離值X與微處理器9存儲(chǔ)有使用者位置標(biāo)準(zhǔn)距離值L進(jìn)行比較；執(zhí)行步驟18，是否X-L = 0 ？執(zhí)行步驟18a，否，X-L < 0，揚(yáng)聲器發(fā)出 “請(qǐng)向后”的語(yǔ)音提示；執(zhí)行步驟18b，否，當(dāng)X-L > 0，揚(yáng)聲器發(fā)出“請(qǐng)向前”的語(yǔ)音提示；執(zhí)行步驟19，是，X-L = 0，聲器發(fā)出“請(qǐng)使用”的語(yǔ)音提示；執(zhí)行步驟20，結(jié)束?！N避免池外便溺的寬束激光定位裝置的定位方法，其步驟如下(1)當(dāng)使用者站到小便池前吋，紅外線光電開關(guān)3感應(yīng)到人體存在，啟動(dòng)測(cè)距單元 6和微處理器9 ；(2)測(cè)距單元6的寬束激光發(fā)射器4發(fā)射每秒等于或大于1次測(cè)距脈沖寬束激光測(cè)距，從寬束激光發(fā)射器4發(fā)出脈沖寬束激光，遇到便池前面的使用者的人體1反射回來(lái)， 接收器5接收到脈沖寬束激光回波輸送到微處理器9 ；微處理器9存儲(chǔ)有使用者位置的標(biāo)準(zhǔn)距離值L，標(biāo)準(zhǔn)距離值L是使用者的人體與小便池間的最佳的距離位置線至寬束激光發(fā)射器4之間的距離，最佳的距離位置線由統(tǒng)計(jì)確定；微處理器9利用下面的距離公式進(jìn)行計(jì)算和處理
Χi=[ (φi/2π) χΤ]/2，進(jìn)行計(jì)算和處理；式中，cpi為脈沖寬束激光相變化值，cpi/27r是光程位相和正弦波全波位相之比，T是脈沖周期，i為寬束激光在人體的橫向不同位置的反射；非共線測(cè)距修正處理測(cè)距單元6中由發(fā)射器4發(fā)射寬束激光，在接收器5成像也是線狀，對(duì)應(yīng)不同的 Cpi，給測(cè)距帶來(lái)的誤差，通過(guò)遞推平均值濾波算法加以修正；微處理器9計(jì)算出使用者的人體1和發(fā)射器4間的距離值X，并把測(cè)得的距離值X 與微處理器9存儲(chǔ)有使用者位置標(biāo)準(zhǔn)距離值L進(jìn)行比較當(dāng)X-L > 0，微處理器9向語(yǔ)音提示単元7發(fā)出語(yǔ)音指令，通過(guò)揚(yáng)聲器向使用者發(fā)出“請(qǐng)向前”的語(yǔ)音提示，提示使用者向前移動(dòng)；當(dāng)X-L < 0，微處理器9微處理器9向語(yǔ)音提示単元7發(fā)出語(yǔ)音指令，通過(guò)揚(yáng)聲器向使用者發(fā)出“請(qǐng)向后”的語(yǔ)音提示，提示使用者向前移動(dòng)；當(dāng)X-L = 0，微處理器9微處理器 9向語(yǔ)音提示単元7發(fā)出語(yǔ)音指令，通過(guò)揚(yáng)聲器向使用者發(fā)出“請(qǐng)使用”的語(yǔ)音提示，提示使用者可以使用，并保證使用者的便溺能夠全部在小便池子里面。本實(shí)施例的寬束激光發(fā)射器4的柱面透鏡的焦距10毫米，在300 500毫米范圍內(nèi)得到寬束激光光束近似為長(zhǎng)方形長(zhǎng)度是300毫米，寬3毫米的寬束激光；寬束激光接收器 5內(nèi)的聚光透鏡的焦距為30毫米，口徑為10毫米；測(cè)距精度為2毫米，寬束激光接收器5輸出的是4位B⑶碼數(shù)據(jù)，傳輸?shù)轿⑻幚砥?的Atmeg48中。紅外線光電開關(guān)(；3)采用億彩 ITR9909。使用者位置標(biāo)準(zhǔn)距離值L為320毫米。語(yǔ)音提示単元8為SD1700，是2007年華邦I(lǐng)SD公司研制的，能夠滿足語(yǔ)音指令要求。寬束激光的頻率為毎秒2次。
權(quán)利要求
1.一種避免池外便溺的寬束激光定位裝置，其特征在干，其包括紅外線光電開關(guān)(3)、 測(cè)距單元(6)、線路板単元(7)、語(yǔ)音提示単元(8)和微處理器(9)；紅外線光電開關(guān)(3)與線路板単元(7)連接，測(cè)距單元(6)與微處理器(9)和線路板単元(7)分別連接，微處理器 (9)與語(yǔ)音提示単元(8)和線路板単元(7)分別連接，語(yǔ)音提示単元(8)和線路板単元(7) 連接；測(cè)距單元(6)包括寬束激光發(fā)射器(4)和寬束激光接收器(5)；所述的寬束激光發(fā)射器(4)包括柱面透鏡，或者光柵，或者柱面透鏡和球面透鏡組合，寬束激光發(fā)射器(4)能發(fā)出脈沖寬束激光；寬束激光接收器( 使用聚光透鏡(5. 1)進(jìn)行聚光；線路板単元(7)包括電壓變換電路、微處理器周邊電路和語(yǔ)音驅(qū)動(dòng)電路；電壓變換電路把市電交流220伏轉(zhuǎn)換為直流15伏作為微處理器(9)和語(yǔ)音提示単元(8)、測(cè)距單元 (6)、紅外線光電開關(guān)(3)的電源；微處理器(9)存儲(chǔ)有使用者位置的標(biāo)準(zhǔn)距離值L，標(biāo)準(zhǔn)距離值L是使用者的人體與小便池間的最佳的距離位置至寬束激光發(fā)射器(4)之間的距離，最佳的距離位置值由統(tǒng)計(jì)確定；微處理器(9)還存儲(chǔ)有運(yùn)行和計(jì)算處理軟件；紅外線光電開關(guān)C3)感應(yīng)到人體存在，啟動(dòng)測(cè)距單元(6)和微處理器(9)，測(cè)距單元 (6)的寬束激光發(fā)射器(4)發(fā)射每秒等于或大于1次測(cè)距脈沖寬束激光進(jìn)行測(cè)距，從寬束激光發(fā)射器⑷發(fā)出脈沖寬束激光，遇到便池前面的使用者的人體⑴反射回來(lái)，接收器(5) 接收到脈沖寬束激光回波輸送到微處理器(9)，微處理器(9)利用下面的距離公式進(jìn)行計(jì)算和處理Χ =[ (φ /2π) χΤ]/2， 式中，cpi為脈沖寬束激光相變化值，φ /2π是光程位相和正弦波全波位相之比，T是脈沖周期，i為寬束激光在人體的橫向不同位置的反射；非共線測(cè)距修正處理測(cè)距單元6中由發(fā)射器4發(fā)射寬束激光，在接收器5成像也是線狀，對(duì)應(yīng)不同的cpi給測(cè)距帶來(lái)的誤差，通過(guò)遞推平均值濾波算法加以修正；微處理器9計(jì)算出使用者的人體⑴和發(fā)射器⑷間的距離值X，并把測(cè)得的距離值 X與微處理器の)存儲(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)距離值L進(jìn)行比較根據(jù)X-L >0，X-L <0，或X-L = 0，微處理器(9)向語(yǔ)音提示単元(7)發(fā)出語(yǔ)音指令，通過(guò)揚(yáng)聲器向使用者發(fā)出“請(qǐng)向前”、“請(qǐng)向后” 或“請(qǐng)使用”的語(yǔ)音提示，提示使用者使用，并保證使用者的便溺能夠全部在小便池中。
2.如權(quán)利要求1所述的ー種避免池外便溺的寬束激光定位裝置的定位方法，其特征在干，其步驟如下(1)當(dāng)使用者站到小便池前吋，紅外線光電開關(guān)(3)感應(yīng)到人體存在，啟動(dòng)測(cè)距單元 (6)和微處理器(9)；(2)測(cè)距單元(6)的寬束激光發(fā)射器(4)發(fā)射每秒等于或大于1次測(cè)距脈沖寬束激光測(cè)距，從寬束激光發(fā)射器4發(fā)出脈沖寬束激光，遇到便池前面的使用者的人體(1)反射回來(lái)，寬束激光接收器( 接收到脈沖寬束激光回波輸送到微處理器(9)，微處理器(9)利用距離公式進(jìn)行計(jì)算和處理Χ =[ (φ /2π) χΤ]/2， 式中，cpi為脈沖寬束激光相變化值，φ /2π是光程位相和正弦波全波位相之比，T是脈沖周期，i為寬束激光在人體的橫向不同位置的反射；非共線測(cè)距修正處理測(cè)距單元6中由發(fā)射器4發(fā)射寬束激光，在接收器5成像也是線狀，對(duì)應(yīng)不同的Cpi，給測(cè)距帶來(lái)的誤差，通過(guò)遞推平均值濾波算法加以修正；微處理器9計(jì)算出使用者的人體(1)和發(fā)射器4間的距離值X，并把測(cè)得的距離值X與微處理器(9)存儲(chǔ)的使用者位置標(biāo)準(zhǔn)距離值L進(jìn)行比較當(dāng)X-L>0，微處理器(9)向語(yǔ)音提示単元(7)發(fā)出語(yǔ)音指令，通過(guò)揚(yáng)聲器向使用者發(fā)出“請(qǐng)向前”的語(yǔ)音提示，提示使用者向前移動(dòng)；當(dāng)X-L < 0，微處理器(9)微處理器(9)向語(yǔ)音提示単元(7)發(fā)出語(yǔ)音指令，通過(guò)揚(yáng)聲器向使用者發(fā)出“請(qǐng)向后”的語(yǔ)音提示，提示使用者向后移動(dòng)；當(dāng)X-L = 0，微處理器 (9)向語(yǔ)音提示単元(7)發(fā)出語(yǔ)音指令，通過(guò)揚(yáng)聲器向使用者發(fā)出“請(qǐng)使用”的語(yǔ)音提示，提示使用者使用，并保證使用者的便溺能夠全部在小便池子里面。
3.如權(quán)利要求1所述的ー種避免池外便溺的裝置，其特征在干，其特征在干，所述的束激光發(fā)射器(4)的柱面透鏡的焦距10毫米；寬束激光激光接收器(5)內(nèi)的聚光透鏡(5. 1) 的焦距為30毫米，口徑為10毫米；寬束激光激光接收器( 輸出的是4位BCD碼數(shù)據(jù)，傳輸?shù)轿⑻幚砥?9)的Atmeg48中；紅外線光電開關(guān)(3)采用億彩ITR9909 ；使用者位置標(biāo)準(zhǔn)距離值L為320毫米；語(yǔ)音提示単元(8)為SD1700，是2007年華邦I(lǐng)SD公司研制的；寬束激光的頻率為毎秒2次。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種避免池外便溺的寬束激光定位裝置和定位方法，所述的定位裝置包括紅外線光電開關(guān)、測(cè)距單元、線路板單元、語(yǔ)音提示單元和微處理器。使用寬束激光測(cè)距定位，實(shí)現(xiàn)了幾十度寬的光束橫向作用范圍和高精度定位的統(tǒng)一。使用測(cè)距單元和微處理器組成智能系統(tǒng)，紅外線光電開關(guān)啟動(dòng)發(fā)射器發(fā)射測(cè)距脈沖波進(jìn)行測(cè)距，接收器接收到回波輸送到微處理器計(jì)算出使用者的人體和發(fā)射器間的距離值X，并把測(cè)得的距離值X與微處理器中的標(biāo)準(zhǔn)距離值L進(jìn)行比較，根據(jù)X-L＞0，X-L＜0，或X-L＝0，語(yǔ)音提示使用，保證便溺能夠全部在小便池中，實(shí)現(xiàn)了公廁衛(wèi)生和文明，有巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
文檔編號(hào)G01S17/08GK102565805SQ20111044060
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月26日
發(fā)明者王希軍 申請(qǐng)人:吉林省明普光學(xué)科技有限公司