[发明专利]一种基于图像识别技术的电梯按键及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电梯按键，具体涉及一种基于图像识别技术的电梯按键及方法。

背景技术

现有的电梯按键大致分为如下几种：

（1）传统的机械按键

这类按键采用硬件电路实现，按键按下时接通对应电路，如中国专利号为 CN201052939公开的专利《电梯按钮》。由于电梯按键使用频繁，因此此类键盘较容易损坏。同时由于使用时是直接与手指接触的，所以按键表面容易变脏，还会传播细菌。

（2）非接触式的电梯按键

这类按键采用光学等原理达到非接触交互，如中国专利号为CN101425416公开的专利《具备非接触式光开关的电梯按键》。此类键盘的优点在于非接触，但如使用红外对管等光学元件来实现，存在按键响应的有效面积范围较小，灵敏度不高的缺点。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于图像识别技术的电梯按键及方法。

本发明所采用的技术方案：

一种基于图像识别技术的电梯按键，包括键盘图案、线形红外激光器、摄像头、投影模块、处理器，所述线形红外激光器位于键盘图案的下方，线形红外激光器发射出的红外光平行覆盖在键盘图案正面上、摄像头安装在键盘图案背面的下后方，且键盘图案的背面处于摄像头的取景范围内，投影模块安装在键盘图案背面的后方，不遮挡摄像头中键盘图案的取景即可，摄像头、投影模块分别与处理器连接，所述键盘图案中数字面为正面，无数字面为背面；

所述处理器：用于接收摄像头采集的图像，并对图像进行处理得到用户输入的按键，发送给电梯的待输入设备供运行逻辑所调用，并同时将按键信号发送到投影模块显示。

所述键盘图案为带有电梯按键图案的半透明平面材料。

所述投影模块由多个投影单元构成，且每个投影单元对应键盘图案上的一个按键。

所述投影单元包括LED、凹面镜、遮挡片，LED安装在凹面镜的焦点，LED发出的光线经凹面镜后成为平行光，此平行光垂直照射到遮挡片上，所述遮挡片镂空部分的形状与所对应的键盘图案上的按键相同。

一种基于图像识别技术的电梯按键的方法，包括如下步骤：

（1）摄像头实时采集含有键盘图案的图像；

（2）处理器找出图像中的手指反射红外光斑，采用轮廓查找法对光斑进行定位，得到光斑的中心点坐标；

（3）采用基于边界交点判断的方法由光斑的中心点坐标得到键盘的按键；

（4）投影模块接收按键信号后投影到步骤（3）中确认的按键，向用户显示目标按键已被按下，同时，将按键信号发送给电梯的待输入设备供运行逻辑所调用。

所述基于边界交点判断的方法为根据光斑中心点坐标确定按键所在行、列，最终确定按键，具体为：

建立直角坐标系，X轴正方向为水平向右，Y轴正方向为竖直向上；

确定按键所在行：预先给出各行按键范围的类矩形边界，过光斑中心点做平行于Y轴的直线，若直线与某行类矩形边界相交得到两个以上交点，且其中光斑中心点的纵坐标位于各交点纵坐标的最大值与最小值范围内，则确定按键在该行上；

确定按键所在列：预先给出各列按键范围的类矩形边界，过光斑中心点做平行于X轴的直线，若直线与某列类矩形边界相交得到两个以上交点，且其中光斑中心点的横坐标位于各交点横坐标的最大值与最小值范围内，则确定按键在该列上；

根据按键所在行、列确定按键。

本发明采用延时确认的方法去抖动；通过记录并更新各按键状态的方法，在状态变化时做出按键响应。

工作流程：在线形红外激光器发出的红外光的辅助下，当手指敲击键盘图案时，则会产生一个红外光斑，摄像头实时采集图像，捕捉到此光斑，通过轮廓查找算法找出光斑所在位置并得到光斑中心点的坐标；结合已知的键盘图案中各个按键范围的边界，由光斑中心点的坐标判断出对应的按键。按键状态通过投影模块在键盘图案对应按键处显示，同时，按键信号输出到电梯的待输入设备被电梯运行逻辑调用，最终实现了运用一种基于图像识别技术的电梯按键进行电梯中的人机交互。

本发明具有的有益效果：

1、克服了现有的机械式电梯按键易损坏、容易变脏及传播细菌的缺点。本发明的按键交互是非接触式的。

2、克服了现有的使用红外对管等光学元件实现的非接触式电梯按键中，存在灵敏度较低，精度不高的缺点。

3、键盘部分为半透明的平面材料，成本低廉，可根据需要进行更换。

4、采用图像识别技术实现按键交互，可扩展性好。

附图说明