可攜式身高測量裝置與方法
2023-12-01 20:16:26 1
專利名稱：可攜式身高測量裝置與方法
技術領域：
本發明涉及一種測量裝置與方法，特別是涉及一種利用代表尺子刻度的編碼陣列進行測量的可攜式身高測量裝置與方法。
背景技術：
目前，市面上出售的身高測量產品多種多樣，例如體積小的身高貼和身高尺，這類產品的測量方式一般是在牆上貼上標尺，用一物體置於頭頂協助讀數，或者在一指定高度安裝捲尺，通過下拉捲尺至頭頂，讀取捲尺上的刻度來完成測量。由於需要使用肉眼進行判斷，並且測量的時候被測對象需要改變自身的位置才能知道測量結果，因此測量誤差大，使用不方便。另外，有一些機械身高測量儀和超聲波身高測量儀等，測量的時候只需要站立在指定位置即可實現自動測量，但是，這些設備體積龐大，結構複雜，不利於移動和存放。因此，需要有一種體積較小，能實現自動測量和讀數，在使用的便利性等方面有突破的身高測量裝置。
發明內容
本發明的目的是為了克服現有技術存在的缺陷，提供一種體積小、基本不佔用空間、使用方便的可攜式身高測量裝置與方法。為了實現這一目的，本發明所採取的技術方案如下。按照本發明實施例的第一方面，提供一種可攜式身高測量裝置，包括外殼，具有彼此垂直的定位面和測量面，其中定位面配置成適於水平放置於頭頂，測量面配置成適於面對參照物體；讀取傳感器，設置在所述測量面上，配置成適於讀取參照物體上代表尺子刻度的編碼陣列中的編碼；以及處理器，配置成將所讀取的編碼轉換為人體高度值。按照一個實施例，所述定位面設置有一個檢測開關，用於檢測定位面是否與被測對象頭頂接觸；和/或所述測量面設置有至少一個檢測開關，用於檢測測量面是否與參照物體接觸。按照再一個實施例，所述可攜式身高測量裝置還包括按鍵模塊，連接到所述處理器，配置成適於輸入測量基點數值和/或用戶信息。按照另一個實施例，所述可攜式身高測量裝置還包括顯示器和/或發送模塊，連接到所述處理器，用於顯示和/或發送測量結果。按照又一個實施例，所述可攜式身高測量裝置還包括水平檢測模塊，連接到所述處理器，並通過所述處理器控制所述讀取傳感器在所述定位面處於水平位置時工作，或者將所述定位面處於水平位置時讀取的編碼作為有效編碼。按照再又一個實施例，所述編碼包括OID碼，所述參照物體包括印製有OID碼的印刷品。按照本發明實施例的第二方面，提供一種身高測量方法，包括步驟將配置成代表尺子刻度的編碼陣列印製在筆直物體的表面上或者可附加在筆直物體表面上的物體上，作
3為參照物體；通過將可攜式身高測量裝置的定位面放置在站立於參照物體附近的被測對象頭頂，使測量面貼近於參照物體表面，來讀取所述參照物體上的編碼陣列中的編碼以進行高度測量；以及顯示和/或發送測量結果。按照一個實施例，所述身高測量方法還包括步驟檢測可攜式身高測量裝置是否與被測對象和/或參照物體接觸；或者，可攜式身高測量裝置是否水平。按照本發明實施例的第三方面，提供一種用於身高測量的參照物體，包括配置成代表尺子刻度的編碼陣列。按照一個實施例，所述參照物還印刷有裝飾性圖案。下面將結合附圖並通過具體的實施例對本發明進行進一步說明，其中在所有附圖中相同或相似的部件採用相同的附圖標記表示。
圖1是按照本發明一個實施例的可攜式身高測量裝置的示意性結構視圖；圖2是按照本發明一個實施例的說明設定測量精度的示意圖；圖3是按照本發明一個實施例的可攜式身高測量裝置的結構框圖；圖4是按照本發明再一個實施例的可攜式身高測量裝置的結構框圖；圖5是按照本發明另一個實施例的可攜式身高測量裝置的結構框圖；圖6是按照本發明又一個實施例的可攜式身高測量裝置的結構框圖；圖7是按照本發明再又一個實施例的可攜式身高測量裝置的結構框圖；圖8是按照本發明再另一個實施例的可攜式身高測量裝置的結構框圖；圖9是按照本發明又另一個實施例的可攜式身高測量裝置的結構框圖；圖10是按照本發明一個實施例的身高測量方法的流程圖；圖11是按照本發明一個實施例的身高測量裝置使用狀態示意圖。
具體實施例方式如圖1所示，是按照本發明一個實施例的可攜式身高測量裝置100的示意性結構視圖，包括外殼102，讀取傳感器104，以及位於外殼內的處理器106(圖1中未示出)。在另一個實施例中，還可選地將外殼102的形狀設計成包括把手部108，見圖1，以方便使用。外殼102具有彼此垂直的定位面110和測量面112，其中定位面110配置成適於水平放置於被測對象頭頂，測量面112配置成適於面對參照物體。讀取傳感器104設置在所述測量面112上，配置成適於讀取參照物體上代表尺子刻度的編碼陣列中的編碼。處理器 106配置成將所讀取的編碼轉換為被測對象的高度值。其中將配置成代表尺子刻度的編碼陣列印刷在筆直物體的表面上或者可附加在筆直物體表面上的物體上，作為參照物體。可適用於本實例的編碼包括但不限於OID碼、條形碼、二維碼等，只要能夠用來表示尺子的刻度並可被讀取傳感器104讀取的任何編碼，都可用於本實施例的身高測量裝置。下面的說明雖然以條形碼、OID碼和二維碼為例，但本領域普通技術人員應該明白，這只是舉例說明，並不是限制。條形碼、二維碼、OID碼等均可以實現自動讀取數據的功能。其中，條形碼(barcode)是將寬度不等的多個黑條和空白，按照一定的編碼規則排列，用以表達一組信息的圖形標識符。常見的條形碼是由反射率相差很大的黑條(簡稱條)和白條(簡稱空)排成的平行線圖案。二維bar code)是用特定的幾何圖形按一定規律在平面(二維方向上)分布的黑白相間的圖形記錄數據符號信息；在代碼編制上巧妙地利用構成計算機內部邏輯基礎的「0」、「1」比特流的概念，使用若干個與二進位相對應的幾何形體來表示文字數值信息。OID (即Optical Identification)碼是光學辨識碼的一種，每個OID 編碼圖形均是由許多人眼難以辨認的點依特定規則所組成，並對應到一組特定數值。其低視覺幹擾的特性，能隱藏在印刷品的彩色圖案之下，肉眼很難看到，所以稱之為隱形編碼。根據測量的精度以及測量的最大長度等要求，通過印刷、噴塗等手段，將上述或其他編碼在一維方向上製作在可用於身高測量的參照物體上。例如印刷或噴塗在牆上、柱子上、柜子上、門或門框或者其他比較直的參照物體上，只要方便被測量對象靠近就行。在另一個實施例中，還可以將編碼印刷或噴塗在紙件(例如紙條)或其他印刷品上，使用時，只需要將其粘貼在方便被測量對象靠近的牆上、柱子上、柜子上、門或門框或者其他比較直的參照物體上。在其他實施例中，還可在參照物上還印刷上裝飾性圖案；或者在印刷有裝飾性圖案的印刷品上印製代表尺子刻度的編碼陣列，已將編碼隱藏在裝飾性圖案中。其中可以根據測量的精度要求，通過控制編碼印刷的範圍，來設定測量精度。具體來說，如果要使測量精度為5mm，就把編碼的寬度在其排列方向上印成為5mm即可，如圖2所示。在其他實施例中，還可以採用隱形編碼。隱形編碼除了上述的OID碼之外，還可以採用視覺不可見的但由讀取傳感器104可識別和讀取的油墨或類似材料印製的編碼，例如利用對紫外線可見的油墨印刷的編碼，可由利用紫外線進行讀取的讀取傳感器進行識別。如圖3所示，在一個實施例中，所述可攜式身高測量裝置100還可選地包括顯示器 114。讀取傳感器104包括光學傳感器，可以發射光束，用於掃描並讀取編碼，並將讀取的編碼信號發送給處理器106。其中發射的光束形狀(例如光束的寬度和/或長度等)可配置成與每個編碼的形狀基本上相一致。處理器106包括但不限於CPU、DSP、PLC、MCU或單片機等，配置成對所述讀取傳感器104讀取的信號進行解碼，並處理成相應的長度值。例如，可以將與每個編碼與對應的長度數值存儲起來，建立一個查找表存儲在存儲器中，當處理器106接收到讀取傳感器104讀取的編碼信號時，從存儲的查找表中查找並輸出相應的長度值。顯示器114包括但不限於液晶顯示器或數碼管等顯示器件，與所述處理器106連接，並且用於顯示來自所述處理器 106的長度數值。當然，在另一個實施例中，還可在可攜式身高測量裝置100的讀取傳感器 104與處理器106之間設置一個解碼器116，以對讀取傳感器104讀取的編碼信號進行解碼後，再傳輸給處理器106進行處理，如圖4所示。如圖5所示，在一個實施例中，所述可攜式身高測量裝置還可包括發送模塊118， 連接到所述處理器106，用於發送測量結果。具體來說，該發送模塊118可以通過無線電、紅外線、wifi、以及藍牙等方式，將測量結果發送給PC、主機、遠程顯示或控制器等等，以便記錄或處理測量結果。如圖6所示，在另一個實施例中，所述可攜式身高測量裝置還可選地包括語音提示模塊120，例如mp3模塊、蜂鳴器或喇叭等。該語音提示模塊120與所述處理器106連接， 配置成語音播報來自所述處理器106的長度數值。
如圖7所示，在一個實施例中，所述可攜式身高測量裝置還可選地包括按鍵模塊 122。按鍵模塊122包括按鈕、小鍵盤及其外圍電路等等，連接到所述處理器106，其中除了開關機按鍵外，按鍵模塊122還可配置成輸入測量基點數值和/或用戶信息。其中用戶信息包括用戶的年齡、名字等，測量基點數值是指將測量的起始點設置在高於被測對象所處基準位置時，測量的起始點與被測對象所處基準位置之間的長度值。例如，將印刷有編碼的紙件粘貼在高於被測對象站立的地面一定距離(例如1米)處，則測量基點數值就是該距離值(即1米)。通過這個方法可以縮小印刷品的尺寸，即本來要印成兩米高的印刷品，現在只需要印一米就夠了。通過按鍵模塊122設定測量基點數值後，處理器106可以配置成在檢測數據基礎上加上測量基點數值，從而可以得出被測對象的實際高度。如圖8所示，在一個實施例中，所述可攜式身高測量裝置還包括位置檢測模塊 124，與所述處理器106連接，用於檢測該可攜式身高測量裝置是否與被測對象的端部和/ 或包含編碼陣列的參照物體是否充分接觸，並在確定可攜式身高測量裝置與被測對象的端部和/或包含編碼陣列的參照物體接觸後，通過處理器106控制讀取傳感器104工作。具體來說，位置檢測模塊1 用於檢查用戶是否正確使用可攜式身高測量裝置進行測量。要保證測量的準確性，用戶必須把可攜式身高測量裝置的定位面110平放在被測對象頭頂上， 而且要把測量面112貼緊包含編碼陣列的參照物體(例如貼有編碼印刷品的牆壁)，以使可攜式身高測量裝置要與牆壁保持垂直，見圖1和圖11。如圖1所示，位置檢測模塊IM包括設置在定位面110上的檢測開關126，該檢測開關126用於檢測定位面是否與被測對象頭頂接觸；和/或設置在測量面112上的至少一個檢測開關126，用於檢測測量面是否與參照物體接觸。檢測開關1 包括普通的機械開關、金屬彈片、觸摸開關等。在一個實施例中，優選的是在測量面112上設置兩個檢測開關126，分別位於讀取傳感器104上下兩邊，見圖1。 當這兩個開關都被觸發的時候，就可以確定可攜式身高測量裝置100的測量面已經貼緊了包含編碼陣列的參照物體。在本實施例中，把可攜式身高測量裝置的定位面110和測量面 112設置成垂直，並且在兩邊都設置有檢測開關126。當檢測到測量面112已經貼緊包含編碼陣列的參照物體，並且被測對象頭頂已經充分接觸到定位面(即可攜式身高測量裝置底部)的時候，或者說檢測開關126都閉合時，才會開始測量。當然，在其他實施例中，也可以使用一個檢測開關，把這個開關放在測量面112的中心附近，當該開關被按下時，也可以認為可攜式身高測量裝置已經貼緊牆壁。同理，在可攜式身高測量裝置與被測對象頭頂接觸的地方，也可以用開關進行檢測。如圖9所示，在一個實施例中，所述可攜式身高測量裝置還包括水平檢測模塊 128，與所述處理器106連接，並通過處理器106控制讀取傳感器104的工作。按照一個實施例，該水平檢測模塊1 可以是在內置深色液體、帶檢測氣泡的水平尺結構，在水平尺的頂部位置兩側設置光電檢測開關，當可攜式身高測量裝置(即定位面110)處於水平狀態(也就是讀取傳感器104發送的掃描光束處於水平狀態)時，氣泡剛好處於光電檢測開關之間， 則光電檢測開關發送信號給處理器106。此時，處理器106控制讀取傳感器104開始工作， 或者將此時讀取傳感器104讀取的編碼作為測量的有效編碼。具體來說，可以將水平檢測模塊1 檢測到可攜式身高測量裝置100處於水平位置時的信號作為1，否則作為零，然後， 將其與讀取傳感器104讀取的編碼信號相乘，其結果為有效編碼。
另外，請注意，讀取傳感器104與可攜式身高測量裝置100的定位面110在垂直方向的距離是固定的，在計算測量結果時，可將處理器106配置成從測量值中減去該固定的距離。如圖10所示，是按照一個實施例的身高測量方法的流程圖，主要包括預製步驟 1001、以及測量步驟1005。在另一個實施例中，還可選地包括檢測步驟1003。在其他實施例中，還可選地包括顯示和/或發送步驟1005。其中在預製步驟1001中，將配置成代表尺子刻度的編碼陣列印刷在筆直物體的表面上或者可附加在筆直物體表面上的物體上，作為參照物體；其中在檢測步驟1003中，檢測可攜式身高測量裝置是否與被測對象和/或參照物體接觸，或者可攜式身高測量裝置是否水平；在測量步驟1005中，通過將可攜式身高測量裝置的定位面放置在站立於參照物體附近的被測對象的頭頂，使測量面貼近於參照物體表面，來讀取所述參照物體上的編碼陣列中的編碼進行高度測量。另外，顯示和/或發送步驟1007用於顯示測量結果，和/或將測量結果發送到PC、主機、遠程顯示或控制器等等，以便記錄或處理測量結果。下面通過實例對按照本實施例的身高測量方法進行具體說明。如圖11所示，是按照一個實施例的可攜式身高測量裝置使用狀態示意圖。首先， 將一系列編碼(例如OID碼)根據預定的精度要求，確定好間隔距離後配置成一維陣列，使各行的編碼分布代表尺子的不同刻度；並且，按照這種配置要求將編碼陣列製作在參照物體200上，例如印刷或噴塗在紙件上(步驟1001)。其次，在測量的時候，將參照物體200粘貼在例如牆壁上，使被測量對象處在或站在包含編碼的參照物體200旁，然後，將可攜式身高測量裝置100放置在被測對象的端部 (例如被測對象的頭頂部)。在檢測到可攜式身高測量裝置100的定位面110和測量面112 分別與被測對象和參照物體充分接觸後(或者檢測到可攜式身高測量裝置100處於水平位置時)(步驟1003)，通過讀取傳感器104讀取高度數值(步驟100 。另外，還可通過顯示器件顯示測量的高度值和/或利用發送模塊將測量結果發送出去(步驟1007)。可見，這種測量可以無需旁人輔助即可完成，免去了肉眼判斷，大大提高了測量精度。如果印刷有編碼的紙件粘貼在高於被測對象站立的地面Htl處，則測量基點數值就是Htl，此時如果測量的高度為H1，則被測量對象的高度為H = Hc^H1，見圖11。其中可攜式身高測量裝置100的體積可以做到只有書本一般大，適於放置到被測對象的端部，相對於同樣可以實現自動測量的超聲波身高測量儀，大大縮小了體積，節約了成本。在能實現自動讀數的身高測量設備中，體積較小，不會因為佔用的地方過大而影響使用者的日常生活。以上通過具體的實施例對本發明進行了說明，但本發明並不限於這些具體的實施例。本領域技術人員應該明白，還可以對本發明做各種修改、等同替換、變化等等。但是，這些變換隻要未背離本發明的精神，都應在本發明的保護範圍之內。另外，本申請說明書和權利要求書所使用的一些術語，例如「上」、「下」、「水平」、「垂直」等等，並不是限制，僅僅是為了便於描述。此外，以上多處所述的「一個實施例」、「另一個實施例」等等表示不同的實施例，當然也可以將其全部或部分實現在一個實施例中。
權利要求
1.一種可攜式身高測量裝置，其特徵在於，包括外殼，具有彼此垂直的定位面和測量面，其中定位面配置成適於水平放置於被測對象頭頂，測量面配置成適於面對參照物體；讀取傳感器，設置在所述測量面上，配置成適於讀取參照物體上代表尺子刻度的編碼陣列中的編碼；以及處理器，配置成將所讀取的編碼轉換為被測對象的高度值。
2.如權利要求1所述的可攜式身高測量裝置，其特徵在於所述定位面設置有一個檢測開關，用於檢測定位面是否與被測對象頭頂接觸；和/或所述測量面設置有至少一個檢測開關，用於檢測測量面是否與參照物體接觸。
3.如權利要求1所述的可攜式身高測量裝置，其特徵在於，還包括按鍵模塊，連接到所述處理器，配置成適於輸入測量基點數值和/或用戶信息。
4.如權利要求1所述的可攜式身高測量裝置，其特徵在於，還包括顯示器和/或發送模塊，連接到所述處理器，用於顯示和/或發送測量結果。
5.如權利要求1所述的可攜式身高測量裝置，其特徵在於，還包括水平檢測模塊，連接到所述處理器，並通過所述處理器控制所述讀取傳感器在所述定位面處於水平位置時工作，或者將所述定位面處於水平位置時讀取的編碼作為有效編碼。
6 如權利要求1至5任一項所述的可攜式身高測量裝置，其特徵在於所述編碼包括 OID碼，所述參照物體包括印製有OID碼的印刷品。
7.一種身高測量方法，其特徵在於，包括以下步驟將配置成代表尺子刻度的編碼陣列印製在筆直物體的表面上或者可附加在筆直物體表面上的物體上，作為參照物體；通過將可攜式身高測量裝置的定位面放置在站立於參照物體附近的被測對象頭頂， 使測量面貼近於參照物體表面，來讀取所述參照物體上的編碼陣列中的編碼以進行高度測量；以及顯示和/或發送測量結果。
8.如權利要求7所述的身高測量方法，其特徵在於，還包括以下步驟檢測可攜式身高測量裝置是否與被測對象和/或參照物體接觸；或者，可攜式身高測量裝置是否水平。
9.一種用於身高測量的參照物體，其特徵在於，包括配置成代表尺子刻度的編碼陣列。
10.如權利要求9所述的參照物體，其特徵在於所述參照物還印刷有裝飾性圖案。
全文摘要
本發明公開了一種可攜式身高測量裝置與測量方法，其中所述裝置包括外殼，具有彼此垂直的定位面和測量面，其中定位面配置成適於水平放置於被測對象頭頂，測量面配置成適於面對參照物體；讀取傳感器，設置在所述測量面上，配置成適於讀取參照物體上代表尺子刻度的編碼陣列中的編碼；以及處理器，配置成將所讀取的編碼轉換為被測對象的高度值。按照本發明實施例的身高測量裝置與方法體積小、基本不佔用空間、使用方便。
文檔編號A61B5/107GK102451007SQ201010533150
公開日2012年5月16日 申請日期2010年10月21日 優先權日2010年10月21日
發明者潘偉潮 申請人:中山市創源電子有限公司