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    一种 显示器
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    摘要
    申请专利号:

    CN201110142026.6

    申请日:

    2011.05.30

    公开号:

    CN102242857A

    公开日:

    2011.11.16

    当前法律状态:

    终止

    有效性:

    无权

    法律详情: 专利权的视为放弃IPC(主分类):F16M 13/02放弃生效日:20111116|||实质审查的生效IPC(主分类):F16M 13/02申请日:20110530|||公开
    IPC分类号: F16M13/02; F16M11/12; F16M11/18; G09F9/00; G06K9/00; G06F3/01 主分类号: F16M13/02
    申请人: 祁超
    发明人: 祁超
    地址: 072750 河北省保定市涿州市松林店镇南马村
    优先权:
    专利代理机构: 北京中创阳光知识产权代理有限责任公司 11003 代理人: 尹振启;马知非
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    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201110142026.6

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2014.01.08|||2012.02.08|||2011.11.16

    法律状态类型:

    专利权的视为放弃|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    一种显示器架包括,显示器安装架、机械臂、固定装置、摄像头、控制系统和图像处理系统;其中,机器臂的一端为显示器安装架,用于安装显示器,另一端设置在所述固定装置上,固定装置用于将机械臂固定在墙面或其他固定的位置上;摄像头用于拍摄图像,图像处理系统用于将摄像头拍摄到的图像进行分析,并将对图像进行解析,进而转变为控制信号传输给控制系统;控制系统根据该信号控制机械臂的运动,将显示器移动至目标位置。

    权利要求书

    1.一种显示器架,其特征为,所述显示器架包括,显示器安装架、机械臂、固定装置、摄像头、控制系统和图像处理系统;其中,机器臂的一端为显示器安装架,用于安装显示器,另一端设置在所述固定装置上,固定装置用于将机械臂固定在墙面或其他固定的位置上;摄像头用于拍摄图像,图像处理系统用于将摄像头拍摄到的图像进行分析,并将对图像进行解析,进而转变为控制信号传输给控制系统;控制系统根据该信号控制机械臂的运动,将显示器移动至目标位置。2.根据权利要求1中所述显示器架,其特征为,所述机械臂包括:水平方向臂和垂直方向臂;所述水平方向臂通过转轴与所述固定端连接;用于调整所述显示器在水平方向上,即XY坐标平面上的位置,所述垂直方向臂用于调整所述显示器在垂直方向,即Z向位置。3.根据权利要求1所述显示器架,其特征为,所述机械臂包括:水平方向臂和用于水平方向臂与所述固定装置连接的360度转轴;当所述显示器需要在垂直空间,即Z向上进行位置调整时,仅调整所述水平方向臂与水平面之间的夹角,即可对显示器在垂直方向上的位置进行调整。4.根据权利要求2、3中所述显示器架,其特征为,所述水平方向臂包括:第一支撑臂,第二支撑臂,第三支撑臂,用于驱动第一支撑臂在水平面内旋转的第一电机,用于驱动第二支撑臂在水平面内旋转的第二电机,用于驱动第三支撑臂在水平面内旋转的第三电机;第一支撑臂与固定装置之间,以及各支撑臂之间均通过转轴连接;第一、二、三支撑臂在空间内均相互平行设置;在电机的驱动下第一、二、三支撑臂均可绕其转轴在水平方向上转动,通过其相互之间的角度变化可调整设置在机械臂一端的所述显示器在XY方向上的位置。5.根据权利要求2中所述显示器架,其特征为,所述垂直方向臂包括,设置在水平方向臂的一端,并相对于水平方向臂垂直设置的第四支撑臂和第四电机,并且所述显示器通过显示器安装架与所述第四支撑臂相连,并可在第四电机的驱动下,沿第四支撑臂上下移动。6.根据权利要求1中所述显示器架,其特征为,所述显示器安装架还设置有俯仰装置及其控制电机和左右旋转装置及其控制电机,通过俯仰装置及左右旋转装置及其电机的作用下,显示器安装架可做俯、仰和左右旋转。7.根据权利要求1中所述显示器架,其特征为,所述图像处理系统包括硬件部分和软件部分,所述硬件部分为计算机或嵌入式系统;所述软件部分为图像处理软件。8.根据权利要求7中所述显示器架,其特征为,所述图像处理软件在三维空间内设定一个中心范围,该中心范围为操作者使用显示器的适宜范围;然后,软件通过人脸识别技术,对位于所述摄像头的成像范围内的一个人脸进行识别,识别到人脸后,对人脸进行定位,如果人脸位置位于所述中心范围内,则不作任何操作;如果检测到的人脸位于该中心范围外,则将以该中心范围的中心为原点计算所述人脸的三维坐标值,并转化为控制信号传递给控制系统。9.根据权利要求7中所述显示器架,其特征为,所述图像处理软件对显示器可能发生的动作形式分别以特定的手势限定,操作时,操作者在摄像头的成像范围内做特定的一个手势,摄像头将其采集到的手势图像传输至图像处理系统,图像处理系统对该图像进行分析,得到该手势所表达的含义,并将该含义传递给控制系统,机械臂在控制系统的控制下进行运动,当显示器移动到设定位置后,操作者对摄像头做停止的手势,机械臂则在控制系统的控制下停止运动,并等待下一个手势命令的发出;直至显示器移动到目标位置。10.根据权利要求7中所述显示器架,其特征为,所述软件部分还包括人机交互系统,操作者通过鼠标点击人机交互系统中的人机交互界面上的路径设置,来对显示器移动的目标位置或移动路径进行设定。

    说明书

    一种显示器架

    技术领域

    本发明涉及一种显示器架。

    背景技术

    显示器作为最常用的人机交互平台,已被广泛的应用在各种领域当中。不过目前所使用的显示器,通常通过设置在其下端的支架设置在桌面、墙壁或其它平面上。显示器被固定后,只能通过人力来调节其俯仰角度和朝向,当使用者移动时,显示器并不能自动跟随或其他非接触性方法对其位置进行调整。

    发明内容

    针对现有技术中显示器架的局限性,本发明提供了一种能够自动调节显示器空间位置的显示器架。

    一种显示器架,所述显示器架包括,显示器安装架、机械臂、固定装置、摄像头、控制系统和图像处理系统;其中,机器臂的一端为显示器安装架,用于安装显示器,另一端设置在所述固定装置上,固定装置用于将机械臂固定在墙面或其他固定的位置上;摄像头用于拍摄图像,图像处理系统用于将摄像头拍摄到的图像进行分析,并将对图像进行解析,进而转变为控制信号传输给控制系统;控制系统根据该信号控制机械臂的运动,将显示器移动至目标位置。

    进一步,所述机械臂包括:水平方向臂和垂直方向臂;所述水平方向臂通过转轴与所述固定端连接;用于调整所述显示器在水平方向上,即XY坐标平面上的位置,所述垂直方向臂用于调整所述显示器在垂直方向,即Z向位置。

    进一步,所述机械臂包括:水平方向臂和用于水平方向臂与所述固定装置连接的360度转轴;当所述显示器需要在垂直空间,即Z向上进行位置调整时,仅调整所述水平方向臂与水平面之间的夹角,即可对显示器在垂直方向上的位置进行调整。

    进一步,所述水平方向臂包括:第一支撑臂,第二支撑臂,第三支撑臂,用于驱动第一支撑臂在水平面内旋转的第一电机,用于驱动第二支撑臂在水平面内旋转的第二电机,用于驱动第三支撑臂在水平面内旋转的第三电机;第一支撑臂与固定装置之间,以及各支撑臂之间均通过转轴连接;第一、二、三支撑臂在空间内均相互平行设置。在电机的驱动下第一、二、三支撑臂均可绕其转轴在水平方向上转动,通过其相互之间的角度变化可调整设置在机械臂一端的所述显示器在XY方向上的位置。

    进一步,所述垂直方向臂包括,设置在水平方向臂的一端,并相对于水平方向臂垂直设置的第四支撑臂和第四电机,并且所述显示器通过显示器安装架与所述第四支撑臂相连,并可在第四电机的驱动下,沿第四支撑臂上下移动。

    进一步,所述显示器安装架还设置有俯仰装置及其控制电机和左右旋转装置及其控制电机,通过俯仰装置及左右旋转装置及其电机的作用下,显示器安装架可做俯、仰和左右旋转。

    进一步,所述图像处理系统包括硬件部分和软件部分,所述硬件部分为计算机或嵌入式系统;所述软件部分为图像处理软件。

    进一步,所述图像处理软件在三维空间内设定一个中心范围,该中心范围为操作者使用显示器的适宜范围;然后,软件通过人脸识别技术,对位于所述摄像头的成像范围内的一个人脸进行识别,识别到人脸后,对人脸进行定位,如果人脸位置位于所述中心范围内,则不作任何操作;如果检测到的人脸位于该中心范围外,则将以该中心范围的中心为原点计算所述人脸的三维坐标值,并转化为控制信号传递给控制系统。

    进一步,所述图像处理软件对显示器可能发生的动作形式分别以特定的手势限定,操作时,操作者在摄像头的成像范围内做特定的一个手势,摄像头将其采集到的手势图像传输至图像处理系统,图像处理系统对该图像进行分析,得到该手势所表达的含义,并将该含义传递给控制系统,机械臂在控制系统的控制下进行运动,当显示器移动到设定位置后,操作者对摄像头做停止的手势,机械臂则在控制系统的控制下停止运动,并等待下一个手势命令的发出;直至显示器移动到目标位置。

    进一步,所述软件部分还包括人机交互系统,操作者通过鼠标点击人机交互系统中的人机交互界面上的路径设置,来对显示器移动的目标位置或移动路径进行设定。

    通过使用本发明中所公开的显示器架,方便了显示器使用者的操作,特别适用于在某些一些特殊场所,例如,工业,医疗,操作者不能方便的通过双手来控制显示器方向时;或当操作者为由于身体等原因行动不便时对显示器方向的控制。

    附图说明

    图1为本发明中显示器架组成部分示意图;

    图2为实施例1中的机械臂结构侧视图;

    图3为实施例1中机械臂结构俯视图;

    图4为实施例1中人脸识别的一种状态;

    图5为实施例1中人脸识别的另外一种状态。

    具体实施方式

    如图1、2中所示,本发明中的显示器架包括,固定装置11、机械臂1、显示器安装架21、摄像头2、图像处理系统3和控制系统4。其中,显示器安装架21设置在机器臂1的一端,用于安装显示器5,机械臂1另一端设置在固定装置11上,固定装置11用于将机械臂1固定在墙面或其它可用于固定显示器5的位置上。摄像头2用于拍摄图像10,图像处理系统3用于分析摄像头2拍摄到的图像10,对图像10进行解析,并将图像信号转化为控制信号传输给控制系统4,控制系统4根据该信号控制机械臂1的运动,将显示器5移动至目标位置。

    实施例1

    如图1、2、3所示,机械臂1包括,水平方向臂和垂直方向臂;水平方向臂用于调整显示器5在水平方向上,即在XY坐标平面上的位置;垂直方向臂用于调整显示器5在垂直方向,即Z向位置。水平方向臂包括:第一支撑臂12,第二支撑臂13,第三支撑臂14,用于驱动第一支撑臂12的第一电机16,用于驱动第二支撑臂13的第二电机17,用于驱动第三支撑臂14的第三电机18。第一支撑臂12与固定装置11之间,以及各支撑臂之间均通过转轴连接。用于驱动第一支撑臂的第一电机16设置在第一支撑臂12与固定装置11的连接处,用于驱动第一支撑臂12相对于固定装置11在水平面内旋转。第二电机17设置在第一支撑臂12与第二支撑臂13的连接处,用于驱动第二支撑臂13相对于第一支撑臂12在水平面内转动。第三电机18设置在第二支撑臂13与第三支撑臂14的连接处,用于驱动第三支撑臂14相对于第二支撑臂13在水平面内转动。第一、二、三支撑臂在空间内均相互平行设置。在各自的电机的驱动下第一、二、三支撑臂均可在水平方向上绕其转轴转动。在水平方向臂的另一端,设置有垂直方向臂,即第四支撑臂15,第四支撑臂15垂直于水平方向设置,显示器安装架21可在设置在其上的第四电机19的驱动下,沿第四支撑臂15在垂直方向上移动。

    在工作过程中,可通过调整各个支撑臂相互之间的角度变化来调整设置在机械臂1一端的显示器安装架21在XY平面内的位置。也可根据实际需要增加或减少水平方向支撑臂所包含的支撑臂及其驱动电机的数量。

    摄像头2设置在显示器安装架21或显示器5上,优选的位于显示器5顶端的中间位置。并可通过调整摄像头2角度,将摄像头2的成像范围的几何中心位于通过显示器5的几何中心并垂直于显示器5所在平面的直线上。

    图像处理系统3包括硬件部分和软件部分,硬件部分为计算机或嵌入式系统,软件部分为图像处理软件,图像处理系统3可通过人脸识别技术,对位于摄像头的成像范围内的人脸进行识别,识别到人脸后,对人脸进行位置判断。具体为:如图4中所示,首先设定一个中心范围7,该中心范围是一个三维空间,该三维空间的设定范围应为操作者使用显示器的适宜空间范围,并且调整摄像头2使该中心范围位于摄像头2成像范围6内。如果在摄像头2所拍摄到的人脸8经过图像处理系统分析后,确定该人脸位于该中心范围7内,即判断出,人脸与显示器之间的位置关系合适,显示器不必移动。如图5所示,如果摄像头所拍摄到的人脸不处于该中心范围7内,则以中心范围7的几何中心O为原点,计算人脸8中心在三维空间内的坐标值(xyz),其在三轴上对应的坐标值即为显示器在三个坐标上所需移动的值。然后,通过控制系统驱动上述的各个电机,带动第一至第四支撑臂,移动显示器,使人脸位于中心范围7中;或更进一步的,使人脸8的中心与中心范围7的几何中心O重合。?人脸中心的确定由使用者自行设定脸部的各器官,例如,设定鼻子等。

    实施例2

    本实施例中的机械臂1,与实施例1中基本相同,其不同点在于,第一支撑臂12与固定装置11之间通过可在三维空间内旋转的360转轴相连,使第一支撑臂12可相对于固定装置11在三维空间内转动。并省略了用于调整显示器5在垂直面上位移的第四支撑臂15,即垂直方向臂和第四电机18。当显示器5需要在垂直空间,即Z向上进行位置调整时,仅需通过360转轴调整第一支撑臂12在其所处的垂直平面上,与水平面之间的夹角,即可对显示器在垂直方向上的位置进行调整。

    另外,本实施例中显示器位置移动是通过手势进行控制的,首先,在图像处理软件中对显示器可能发生的各种动作形式限定为特定的手势,例如,向左,向右,向前、向后、停止等。操作时,操作者在摄像头的成像范围内做手势,摄像头将其采集到的手势图像传输至图像处理系统,图像处理软件对该图像进行分析,得到该手势所表达的含义,例如:向左,进而将该含义传递给控制系统,机械臂1在控制系统的控制下进行向左运动,当显示器5向左移动到设定位置后,操作者对摄像头做停止的手势,机械臂则在控制系统的控制下停止运动,并等待下一个手势命令的发出。直至显示器移动到目标位置。

    本实施例中的摄像头可设置在任意位置,而不同于实施例1中设置在显示器安装架上与显示器随动。

    实施例3

    本实施例中的显示器架的结构以及图像处理系统可采用实施例1或2中所公开的模式。其与上述两个实施例的不同点在于,在本实施例的显示器安装架21上还设置俯仰装置及其控制电机和左右旋转装置及其控制电机,通过俯仰装置及左右旋转装置及其电机的作用下,显示器安装架21可做俯、仰和左右旋转。

    上述三个实施例中,如果图像处理系统识别出两个或两个以上的人脸或手势或检测不到人脸或手势,则控制系统不动作,也就是说,本发明中的装置,仅可由一人操作。不能多人同时操作。

    另外,如图1所示,控制系统还可在通过人机交互系统对显示器的移动位置,通过鼠标20点击人机交互系统的人机交互界面上的路径设置,来对显示器移动的目标位置或移动路径进行设定。人机交互系统和上述的两种通过图像进行判断的三种控制方式,操作者可在使用过程中随时切换。

    本发明中所使用的用于驱动支撑臂和显示器安装架的装置可为上述实施例中所限定的电机也可为其他具有相同功能的装置,例如,液压装置等。上述实施例中的电机优选为伺服电机。

    本发明中的机械臂并不局限于上述两种类型,各种可用于调整显示器在三维空间内位置的装置均可以应用于此。

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