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
技術領域：
本實用新型涉及安全防范監(jiān)控領域，尤其涉及一種采用三維非接觸式磁場檢測元件作為操縱桿位置傳感器的鍵盤控制器。
背景技術：
監(jiān)控系統(tǒng)通常由前端設備、傳輸設備、控制設備和顯示設備四大部分組成。其中前端設備主要負責圖像和數(shù)據(jù)的采集以及信號的處理。隨著自動化水平的不斷提高，云臺攝像機已經(jīng)成為前端設備的首選。云臺攝像機能夠通過云臺在水平和垂直方向的轉動，帶動攝像機轉動朝向不同的方向，并可以通過調整攝像機倍率，觀察不同距離范圍內的目標或場景，從而實現(xiàn)對更大范圍的監(jiān)控。控制設備通過發(fā)送控制指令實現(xiàn)對前端設備在水平、垂直和鏡頭視場這三個維度的控制。由于前端設備多為變速設備，這就要求控制設備所發(fā)送的控制指令中既要包含運動方向的信息還要包含運動速度的信息。通常的實現(xiàn)方法是在三維控制鍵盤上安裝一個帶有位置檢測傳感器的操縱桿，通過計算操縱桿傳感器反饋的當前位置與原點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變阻器的操縱桿作為位置檢測傳感器，通過對滑動變阻器反饋的模擬電壓信號進行AD轉換后，由三維控制鍵盤的主芯片處理并轉換為對前端設備的控制指令。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。

實用新型內容本實用新型提供一種用于控制云臺轉動的三維控制鍵盤，采用三維非接觸式磁場檢測元件作為操縱桿的位置傳感器，取代傳統(tǒng)的采用接觸式滑動變阻器作為位置檢測傳感器的操縱桿，避免了接觸式傳感器的機械磨損問題，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，設有安裝在所述的鍵盤操縱桿底端的操縱桿磁性塊，還設有用于感應操縱桿磁性塊運動的磁傳感器，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。本實用新型三維控制鍵盤使用時，包括如下步驟(I)鍵盤操縱桿在原點位置時磁傳感器(即所述的非接觸式傳感器)對操縱桿磁性塊位置(三個維度信息)進行感應和讀取，并反饋至三維控制鍵盤主芯片；(2)鍵盤操縱桿運動時，三維控制鍵盤主芯片通過磁傳感器時刻讀取鍵盤操縱桿當前位置的反饋數(shù)據(jù)；[0010](3)三維控制鍵盤主芯片比較鍵盤操縱桿當前位置與原點位置反饋數(shù)據(jù)如果兩者存在偏差，則計算偏差的方向和大小，從而轉換成控制指令對云臺攝像機進行三個維度的控制。本實用新型中三維控制鍵盤主芯片通過獲取當前位置與原點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)得出在每個維度上的控制方向和控制幅度，并將所得數(shù)據(jù)轉換為控制指令發(fā)送給云臺攝像機。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檢測元件，可以避免傳統(tǒng)接觸式滑動變阻器位置傳感器的機械磨損問題，從而大大提高鍵盤的可靠性和使用壽命。

圖I為本實用新型三維控制鍵盤的結構框圖(僅顯示了與改進有關的部分)。
具體實施方式
為了使本實用新型的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，
以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。如圖I所示，本實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，設有安裝在所述的鍵盤操縱桿底端的操縱桿磁性塊，還設有用于感應操縱桿磁性塊運動的磁傳感器。磁傳感器中采用的傳感器芯片型號為AS5400，與三維控制鍵盤主芯片之間通過SPI通訊接口相連。本實用新型三維控制鍵盤使用時，三維控制鍵盤主芯片首先會讀取鍵盤操縱桿在未受控制情況下的三維坐標反饋數(shù)據(jù)，并以該組數(shù)據(jù)作為原點建立三維坐標系?？刂奇I盤操作桿會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)生相對位移。三維控制鍵盤主芯片時刻讀取磁傳感器對當前位置三個維度的反饋數(shù)據(jù)，通過比較當前坐標位置與原點坐標位置的偏差量來確定控制方向和控制幅度。以三維坐標系中的一個方向為例，假設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磁場位置傳感器反饋值為X0，并以A點作為該方向的原點坐標。手動控制鍵盤操縱桿，操縱桿磁性塊相應移動到B點，三維控制鍵盤主芯片讀取該點磁場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。假設控制云臺攝像機的速度等級為64級，操縱桿移動到最大位置時的反饋值為4096，根據(jù)鍵盤操縱桿偏移的幅度可以確定當前控制速度等級為64* (Xl-XO) / (4096-X0)。 同理，三維控制鍵盤主芯片通過對三個維度獲取的數(shù)據(jù)進行計算，將結果按照相應的控制指令格式發(fā)送給云臺攝像機即可對其在三個維度上進行控制。
權利要求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，設有安裝在所述的鍵盤操縱桿底端的操縱桿磁性塊，還設有用于感應操縱桿磁性塊運動的磁傳感器，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，設有安裝在所述的鍵盤操縱桿底端的操縱桿磁性塊，還設有用于感應操縱桿磁性塊運動的磁傳感器，所述的磁傳感器與所述的三維控制鍵盤主芯片通訊連接。本實用新型三維控制鍵盤通過獲取當前位置與原點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)得出在每個維度上的控制方向和控制幅度，并將所得數(shù)據(jù)轉換為控制指令發(fā)送給云臺攝像機。由于采用的磁傳感器為非接觸式的磁場檢測元件，可以避免傳統(tǒng)接觸式滑動變阻器位置傳感器的機械磨損問題，從而大大提高鍵盤的可靠性和使用壽命。
文檔編號G06F3/03GK202362738SQ20112044222
公開日2012年8月1日 申請日期2011年11月10日 優(yōu)先權日2011年11月10日
發(fā)明者宋巖 申請人:天津市亞安科技股份有限公司