固态激光雷达触摸电视的制作方法

本实用新型属于激光雷达触控技术领域，具体涉及固态激光雷达触摸电视。

背景技术：

目前，一般会议室都配备有壁挂式电视，用于演示ppt等，安装大屏幕触摸屏的会议室非常有限，原因之一就是由于价格昂贵，尺寸较小，不防水，不防震，不妨碰，不妨砸。如何充分利用现有壁挂式电视屏幕，又能具有触摸屏的效果，是急需要解决的问题，当前市场上还没有类似产品。

激光雷达触控技术目前尚未教育行业得到应用，特别是在传统的黑板教学上，黑板教学一直是老师与学生互动的媒介，但在电子化、数字化教学改革中，目前教室30％以上配备有电子白板和投影仪，它们在教学中发挥了较大的辅助作用；电子白板是一种很便捷直观的教学工具，但是电子白板存在不足：即价格昂贵、笨重，尺寸较小，通常在80寸以下，质量在40kg以上，不防水，不防震，不妨碰，不妨砸。另外，有95％以上的教室配备有投影幕布和投影仪，而投影仪只能被动地播放内容，无法满足教学过程中的互动操作。

中国专利号201821150790.1，专利名称“一种非接触式虚拟触控装置”，提供了一种非接触式虚拟触控装置，包括：导轨平台，该导轨平台垂直于显示设备并设置于显示设备的上方，通过旋转连接部可翻转地与支架连接；导轨远离显示设备的一端设置有传感摄像装置，其另一端设置有激光光源。该技术方案所涉及的零部件较多，且采用传感摄像装置，使触控交互复杂化，系统成本较高；

中国专利申请号201910190662.2，专利名称“一种集成雷达的交互系统”提供了一种集成雷达的交互系统，该系统集成雷达模块、以及与所述雷达模块连接的主机，其特征在于：所述雷达模块集成于系统的固定位置，形成交互系统。该发明通过雷达模块的数量来满足不同尺寸的触控交互系统；雷达模块为射频信号的雷达模块。该技术方案存在精度不高、不能用手指连续写字，不能用手指连续画精度高的画、标定复杂、容易受干扰等问题，实际使用过程中用户体验较差。

现有技术的普通远程视频会议系统，不能触摸，不能用手指写字，不能放大缩小，不能画重点，不能放ppt和视频同时，不能发弹幕，远程不能发文字和照片，远程不能发文字和视频，不能发作业，不能发试卷，不能点名，10个分公司的费用需要4万元，不能当普通的白板，不能用白板笔写字。

现在有些学校采用80寸触摸液晶屏教学，无法用白板笔写字，经常被打碎，无法实现ppt加视频的功能，无法接受弹幕，远程无法发文字和照片，远程无法发文字和视频，无法点名，无法接受文档，无法发作业，无法发试卷，价格是3万到5万。

技术实现要素：

本实用新型为了解决目前触控屏尺寸较小且结构复杂，不防水，不防震，不妨碰，不妨砸，不能当普通白板用白板笔写字，难以大规模推广应用的问题，提供固态激光雷达触摸电视。

本实用新型为解决上述技术问题而采取的技术方案是：

固态激光雷达触摸电视，包括电脑主机及显示器，所述电脑主机通过有线或无线方式与显示器连接，所述电视显示器固定于墙体上，其特点是：还包括激光雷达、位于电脑主机内的数据处理模块及触摸书写板，所述激光雷达通过有线或无线方式与所述电脑主机连接，所述触摸书写板通过固定装置固定在墙体上，且覆盖于所述电视显示器上，所述激光雷达固定于所述墙体上，且位于所述触摸书写板的上方；

所述电视显示器侧面四周设置有利于在触摸书写板上书写的背光灯；

所述电视显示器表面四周设置有浅色垫条；

当选择触摸模式时，启动电脑主机，所述数据处理模块运行在所述电脑主机上，接受激光雷达发送过来的点云数据，经过算法处理后检测出使用者在所述触摸书写板上的触摸事件，发送给应用程序后，完成触摸交互功能；

当关闭电脑时，可在触摸书写板上用白板笔进行书写；

所述触摸书写板材质为无色透明的钢化玻璃；所述钢化玻璃需有一定涩度方便书写；

所述有线连接方式包括100m以太网网络、usb串口及rs232串口，所述无线连接方式包括蓝牙、wi-fi。

所述激光雷达为2d激光雷达，发射出光模覆盖在所述触摸书写板上；使用者触摸所述触摸书写板时阻挡了光膜，被激光雷达检测到并计算出位置坐标信息；

所述激光雷达为固态激光雷达，不含运动零部件；

所述激光雷达角度分辨率小于或者等于0.15°，精度1毫米；

所述激光雷达还具备有微调机构，通过微调机构调整发射的光膜角度，使得发射出来的光膜与成像平面平行；

固态激光雷达触摸电视的触控交互方法，其特点是：包括如下步骤：

步骤一，将激光雷达固定在触摸书写板上方，通过微调机构确保激光雷达所发出的光膜覆盖并平行于成像区域；

步骤二，由设置在电脑主机中的数据处理模块获取所述激光雷达发送的所述成像区域的点云数据；

步骤三，由数据处理模块对点云数据进行滤波和聚类，提取出触摸点坐标；

步骤四，数据处理模块将触摸点的坐标由激光雷达坐标系变换到显示坐标系上面；

步骤五，数据处理模块将最终的触摸事件发送给应用程序。

本实用新型与现有技术相比，具有以下有益效果：

本实用新型采用微型化、低成本的固态激光雷达、电脑主机等组成触控交互系统，易于推广使用；固态激光雷达安装调试简单，易于使用和维护；微型化固态激光雷达不含运动零部件，防水，防震，防碰，防砸，能当普通白板用白板笔写字，系统运行稳定，寿命长。

本实用新型可用于远程视频会议系统及培训教学系统，可以触摸，可以用手写字，可以用手放大缩小，支持40点同时触摸，可以做互动触摸多媒体课程，可以玩互动触摸游戏，远程可以互动，可以发弹幕，远程可以发文字和照片，远程可以发文字和视频，可以点名，可以发作业，可以判作业，可以在会前推送ppt，可以同时在手机上展示ppt和视频，有前台的电脑，和手机的后台控制，后台手机可以看到分公司所有人的弹幕，所有人的提问，所有人发过来的文档和语音，不加电的时候可以用普通的白板笔写字，本实用新型可以支持100个分会场，价格仅是现有技术类似产品的十分之一。

本实用新型用于教学或远程视频会议，可以实现弹幕，可以点名，可以发作业，判作业，可以实现40点触摸，可以做互动触摸多媒体课程，可以玩互动触摸游戏，可以实现不同的智能手势触摸，可以发试卷和判断试卷，可以实现ppt和远程视频同时展示，远程可以发文字和照片，远程可以发文字和视频，主讲人可以将收到的照片或者视频分享给所有的人员，可以实时写字录屏，可以不动现有的黑板直接改造，价格是现有技术的1/10，触摸屏尺寸达100英寸。

附图说明

图1为实用新型结构示意图；

图2为图1中a-a剖视图。

其中：1—电脑主机；2—电视显示器；2-1—背光灯；2-2—浅色压条；3—激光雷达；4—触摸书写板；5—固定装置；6—墙体。

具体实施方式

如图1和图2所示，固态激光雷达触摸电视，包括电脑主机1及电视显示器2，所述电脑主机1通过有线或无线方式与电视显示器2连接，所述电视显示器2固定于墙体6上，其特点是：还包括激光雷达3、位于电脑主机内的数据处理模块及触摸书写板4，所述激光雷达3通过有线或无线方式与所述电脑主机1连接，所述触摸书写板4通过固定装置5固定在墙体6上，如图1所示，且覆盖于所述电视显示器2上，所述激光雷达3固定于所述墙体6上，且位于所述触摸书写板4的上方；

所述电视显示器2侧面四周设置有利于在触摸书写板上书写的背光灯2-1；

所述电视显示器表面四周设置有浅色垫条2-2；

当选择触摸模式时，启动电脑主机1，所述数据处理模块运行在所述电脑主机1上，接受激光雷达发送过来的点云数据，经过算法处理后检测出使用者在所述触摸书写板4上的触摸事件，发送给应用程序后，完成触摸交互功能；

当选择书写模式时，可在触摸书写板4上用白板笔进行书写；

所述有线连接方式包括100m以太网网络、usb串口及rs232串口，所述无线连接方式包括蓝牙、wi-fi。

所述触摸书写板4材质为无色透明的钢化玻璃；所述钢化玻璃需有一定涩度方便书写；

所述激光雷达3为2d激光雷达，发射出光模覆盖在所述触摸书写板4上；使用者触摸所述触摸书写板4时阻挡了光膜，被激光雷达3检测到并计算出位置坐标信息；

所述激光雷达3为固态激光雷达，不含运动零部件；

所述激光雷达3角度分辨率小于或者等于0.15°，精度1毫米；

所述激光雷达3还具备有微调机构，通过微调机构调整发射的光膜角度，使得发射出来的光膜与成像平面平行；

固态激光雷达触摸电视的触控交互方法，其特点是：包括如下步骤：

步骤一，将激光雷达3固定在触摸书写板4上方，通过微调机构确保激光雷达所发出的光膜覆盖并平行于成像区域；

步骤二，由设置在电脑主机1中的数据处理模块获取所述激光雷达3发送的所述成像区域的点云数据；

步骤三，由数据处理模块对点云数据进行滤波和聚类，提取出触摸点坐标；

步骤四，数据处理模块将触摸点的坐标由激光雷达坐标系变换到显示坐标系上面；

步骤五，数据处理模块将最终的触摸事件发送给应用程序。