專利名稱：一種采用非接觸式傳感器的三維控制鍵盤的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及安全防范監(jiān)控領(lǐng)域，尤其涉及一種采用三維非接觸式磁場(chǎng)檢測(cè)元件作為操縱桿位置傳感器的鍵盤控制器。
背景技術(shù)：
監(jiān)控系統(tǒng)通常由前端設(shè)備、傳輸設(shè)備、控制設(shè)備和顯示設(shè)備四大部分組成。其中前端設(shè)備主要負(fù)責(zé)圖像和數(shù)據(jù)的采集以及信號(hào)的處理。隨著自動(dòng)化水平的不斷提高，云臺(tái)攝像機(jī)已經(jīng)成為前端設(shè)備的首選。云臺(tái)攝像機(jī)能夠通過云臺(tái)在水平和垂直方向的轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)攝像機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)朝向不同的方向，并可以通過調(diào)整攝像機(jī)倍率，觀察不同距離范圍內(nèi)的目標(biāo)或場(chǎng)景，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)更大范圍的監(jiān)控。控制設(shè)備通過發(fā)送控制指令實(shí)現(xiàn)對(duì)前端設(shè)備在水平、垂直和鏡頭視場(chǎng)這三個(gè)維度的控制。由于前端設(shè)備多為變速設(shè)備，這就要求控制設(shè)備所發(fā)送的控制指令中既要包含運(yùn)動(dòng)方向的信息還要包含運(yùn)動(dòng)速度的信息。通常的實(shí)現(xiàn)方法是在三維控制鍵盤上安裝一個(gè)帶有位置檢測(cè)傳感器的操縱桿，通過計(jì)算操縱桿傳感器反饋的當(dāng)前位置與原點(diǎn)位置在方向和幅度上的偏差量，來判斷控制方向和控制速度。目前的三維控制鍵盤多采用連接有接觸式滑動(dòng)變阻器的操縱桿作為位置檢測(cè)傳感器，通過對(duì)滑動(dòng)變阻器反饋的模擬電壓信號(hào)進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換后，由三維控制鍵盤的主芯片處理并轉(zhuǎn)換為對(duì)前端設(shè)備的控制指令。由于現(xiàn)有方式傳感器多為接觸式傳感器，不可避免的存在機(jī)械磨損，大大降低了三維控制鍵盤控制器的可靠性和使用壽命。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種用于控制云臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的三維控制鍵盤，采用三維非接觸式磁場(chǎng)檢測(cè)元件作為操縱桿的位置傳感器，取代傳統(tǒng)的采用接觸式滑動(dòng)變阻器作為位置檢測(cè)傳感器的操縱桿，避免了接觸式傳感器的機(jī)械磨損問題，從而大大提高鍵盤控制器的可靠性和使用壽命。一種采用非接觸式傳感器的三維控制鍵盤，包括鍵盤操縱桿以及三維控制鍵盤主芯片，設(shè)有安裝在所述的鍵盤操縱桿底端的操縱桿磁性塊，還設(shè)有用于感應(yīng)操縱桿磁性塊運(yùn)動(dòng)的磁傳感器，所述的磁傳感器與所述的三維控制鍵盤主芯片通訊連接。所述的磁傳感器中采用的傳感器芯片型號(hào)為AS5400，與三維控制鍵盤主芯片之間、通過SPI通訊接口相連。就操縱桿磁性塊和與其匹配的磁傳感器本身而言可以采用現(xiàn)有部件。作為優(yōu)選，在空間上所述的磁傳感器位于操縱桿磁性塊的正下方。本實(shí)用新型三維控制鍵盤使用時(shí)，包括如下步驟(I)鍵盤操縱桿在原點(diǎn)位置時(shí)磁傳感器(即所述的非接觸式傳感器)對(duì)操縱桿磁性塊位置(三個(gè)維度信息)進(jìn)行感應(yīng)和讀取，并反饋至三維控制鍵盤主芯片；(2)鍵盤操縱桿運(yùn)動(dòng)時(shí)，三維控制鍵盤主芯片通過磁傳感器時(shí)刻讀取鍵盤操縱桿當(dāng)前位置的反饋數(shù)據(jù)；[0010](3)三維控制鍵盤主芯片比較鍵盤操縱桿當(dāng)前位置與原點(diǎn)位置反饋數(shù)據(jù)如果兩者存在偏差，則計(jì)算偏差的方向和大小，從而轉(zhuǎn)換成控制指令對(duì)云臺(tái)攝像機(jī)進(jìn)行三個(gè)維度的控制。本實(shí)用新型中三維控制鍵盤主芯片通過獲取當(dāng)前位置與原點(diǎn)位置操縱桿所連接位置傳感器的反饋數(shù)據(jù)，比較兩組數(shù)據(jù)得出在每個(gè)維度上的控制方向和控制幅度，并將所得數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為控制指令發(fā)送給云臺(tái)攝像機(jī)。由于三維控制鍵盤操縱桿所匹配的位置傳感器為非接觸式的磁場(chǎng)檢測(cè)元件，可以避免傳統(tǒng)接觸式滑動(dòng)變阻器位置傳感器的機(jī)械磨損問題，從而大大提高鍵盤的可靠性和使用壽命。

圖I為本實(shí)用新型三維控制鍵盤的結(jié)構(gòu)框圖(僅顯示了與改進(jìn)有關(guān)的部分)。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。如圖I所示，本實(shí)用新型一種采用非接觸式傳感器的三維控制鍵盤，包括鍵盤操縱桿以及三維控制鍵盤主芯片，設(shè)有安裝在所述的鍵盤操縱桿底端的操縱桿磁性塊，還設(shè)有用于感應(yīng)操縱桿磁性塊運(yùn)動(dòng)的磁傳感器。磁傳感器中采用的傳感器芯片型號(hào)為AS5400，與三維控制鍵盤主芯片之間通過SPI通訊接口相連。本實(shí)用新型三維控制鍵盤使用時(shí)，三維控制鍵盤主芯片首先會(huì)讀取鍵盤操縱桿在未受控制情況下的三維坐標(biāo)反饋數(shù)據(jù)，并以該組數(shù)據(jù)作為原點(diǎn)建立三維坐標(biāo)系?？刂奇I盤操作桿會(huì)使連接在其末端的操縱桿磁性塊在磁傳感器上方的三維空間產(chǎn)生相對(duì)位移。三維控制鍵盤主芯片時(shí)刻讀取磁傳感器對(duì)當(dāng)前位置三個(gè)維度的反饋數(shù)據(jù)，通過比較當(dāng)前坐標(biāo)位置與原點(diǎn)坐標(biāo)位置的偏差量來確定控制方向和控制幅度。以三維坐標(biāo)系中的一個(gè)方向?yàn)槔僭O(shè)在該方向上鍵盤操縱桿末端的操縱桿磁性塊初始位置為A，三維控制鍵盤主芯片讀取該點(diǎn)磁場(chǎng)位置傳感器反饋值為X0，并以A點(diǎn)作為該方向的原點(diǎn)坐標(biāo)。手動(dòng)控制鍵盤操縱桿，操縱桿磁性塊相應(yīng)移動(dòng)到B點(diǎn)，三維控制鍵盤主芯片讀取該點(diǎn)磁場(chǎng)位置傳感器反饋值為XI，通過判斷Xl > XO可以確定鍵盤操縱桿是向右控制。假設(shè)控制云臺(tái)攝像機(jī)的速度等級(jí)為64級(jí)，操縱桿移動(dòng)到最大位置時(shí)的反饋值為4096，根據(jù)鍵盤操縱桿偏移的幅度可以確定當(dāng)前控制速度等級(jí)為64* (Xl-XO) / (4096-X0)。 同理，三維控制鍵盤主芯片通過對(duì)三個(gè)維度獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，將結(jié)果按照相應(yīng)的控制指令格式發(fā)送給云臺(tái)攝像機(jī)即可對(duì)其在三個(gè)維度上進(jìn)行控制。
權(quán)利要求1.一種采用非接觸式傳感器的三維控制鍵盤，包括鍵盤操縱桿以及三維控制鍵盤主芯片，其特征在于，設(shè)有安裝在所述的鍵盤操縱桿底端的操縱桿磁性塊，還設(shè)有用于感應(yīng)操縱桿磁性塊運(yùn)動(dòng)的磁傳感器，所述的磁傳感器與所述的三維控制鍵盤主芯片通訊連接。
2.如權(quán)利要求I所述的采用非接觸式傳感器的三維控制鍵盤，其特征在于，所述的磁傳感器與三維控制鍵盤主芯片之間通過SPI通訊接口相連。
3.如權(quán)利要求2所述的采用非接觸式傳感器的三維控制鍵盤，其特征在于，所述的磁傳感器位于操縱桿磁性塊的正下方。
專利摘要本實(shí)用新型一種采用非接觸式傳感器的三維控制鍵盤，包括鍵盤操縱桿以及三維控制鍵盤主芯片，設(shè)有安裝在所述的鍵盤操縱桿底端的操縱桿磁性塊，還設(shè)有用于感應(yīng)操縱桿磁性塊運(yùn)動(dòng)的磁傳感器，所述的磁傳感器與所述的三維控制鍵盤主芯片通訊連接。本實(shí)用新型三維控制鍵盤通過獲取當(dāng)前位置與原點(diǎn)位置操縱桿所連接位置傳感器的反饋數(shù)據(jù)，比較兩組數(shù)據(jù)得出在每個(gè)維度上的控制方向和控制幅度，并將所得數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為控制指令發(fā)送給云臺(tái)攝像機(jī)。由于采用的磁傳感器為非接觸式的磁場(chǎng)檢測(cè)元件，可以避免傳統(tǒng)接觸式滑動(dòng)變阻器位置傳感器的機(jī)械磨損問題，從而大大提高鍵盤的可靠性和使用壽命。
文檔編號(hào)G06F3/03GK202362738SQ20112044222
公開日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2011年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月10日
發(fā)明者宋巖 申請(qǐng)人:天津市亞安科技股份有限公司