CN107747887B - 一种形成激光电离空气型保护屏障的装置 - Google Patents

一种形成激光电离空气型保护屏障的装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种形成激光电离空气型保护屏障的装置，包括激光发出部，包括高能量单元和低能量单元，高能量单元用脉冲速度以纳秒计的激光聚焦形成强电磁场将空气电离从而形成高能量电离层，该高能量电离层用于防御，低能量单元用脉冲速度以飞秒计的激光聚焦电离空气形成电离的空气点阵群从而形成低能量电离层，该低能量电离层用于通过3D投影技术、激光电离空气成像技术或者全息投影技术组成影像区及按钮区；探测部，通过影像识别、超声波定位或红外光定位来探测保护屏障触控的状态、外部目标和本部的相对位置；控制部，与探测部通信连接；异常检测部，用于检测保护屏障是否出现异常。

Description

一种形成激光电离空气型保护屏障的装置
技术领域
本发明涉及一种形成保护屏障的装置，具体涉及一种形成激光电离空气型保护屏障的装置。
背景技术
现在，利用激光电离空气的电离技术已经比较成熟。日本已经出现可触控的利用激光电离空气的3D投影技术，触摸一个投影图像时，***可以立刻识别出来，然后据此显示出不同的图像。
另外，国内现有的较常见的是激光电离水、激光聚焦切割零件和激光加热零件等，且国内外尚没有通过由激光聚焦扫描形成的保护屏障。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种形成激光电离空气型保护屏障的装置。
本发明提供了一种形成激光电离空气型保护屏障的装置，具有这样的特征，包括：
激光发出部，包括高能量单元和低能量单元，所述高能量单元用脉冲速度以纳秒计的激光聚焦形成强电磁场将空气电离从而形成高能量电离层，该高能量电离层用于防御，低能量单元用脉冲速度以飞秒计的激光聚焦电离空气形成电离的空气点阵群从而形成低能量电离层，该低能量电离层用于通过3D投影技术、激光电离空气成像技术或者全息投影技术组成影像区及按钮区；探测部，通过通过影像识别、超声波定位或红外光定位来探测所述保护屏障触控的状态、外部目标和本部的相对位置；控制部，与探测部通信连接；以及异常检测部，用于检测保护屏障是否出现异常，其中，控制部包括：触摸判断单元，根据探测部的探测结果及预设的保护屏障范围和形状判断保护屏障是否被碰触及何处被碰触；激光控制单元，根据触摸判断单元的结果对激光发出部的工作进行控制从而对保护屏障的强度进行调整。
在本发明提供的形成激光电离空气型保护屏障的装置中，还可以具有这样的特征：其中，低能量电离层也可称为动态捕捉触控检测层，通过探测部精确探测使用者的位置，实现使用者穿过保护屏障时的相应功能以及其对全息投影的触控功能。
在本发明提供的形成激光电离空气型保护屏障的装置中，还可以具有这样的特征：其中，保护屏障包括通过低能量单元形成的内部低能量电离层、通过高能量单元形成的高能量电离层以及贯穿内部低能量电离层和高能量电离层的用于信息通过的特殊通道。
在本发明提供的形成激光电离空气型保护屏障的装置中，还可以具有这样的特征：其中，保护屏障还包括通过低能量单元形成的外部低能量电离层，设在高能量电离层之外，特殊通道贯穿外部低能量电离层。
在本发明提供的形成激光电离空气型保护屏障的装置中，还可以具有这样的特征：其中，特殊通道所在的位置没有激光聚焦。
在本发明提供的形成激光电离空气型保护屏障的装置中，还可以具有这样的特征：其中，控制部还包括设定单元及计算单元，
当使用者在所述保护屏障内由内向外出去时，触摸判断单元判断按钮区被触碰并判断内部低能量电离层被触碰时，该触摸判断单元进一步判断外部低能量电离层是否被触碰，同时设定单元将被触碰到的低能量电离层区域设定为A区，计算单元根据A区所在位置进行计算，预测即将被触碰到的高能量电离层区，设定单元将计算单元预测出的高能量电离层区设定为B区，激光发出部将B区转换为低能量电离层，探测部探测外部低能量电离层和内部低能量电离层，将探测后的综合信息传递给控制部，当外部低能量电离层、内部低能量电离层和高能量电离层里面均没有发现使用者，则触摸判断单元判断高能量电离层被通过，激光发出部将B区转换为高能量电离层。
在本发明提供的形成激光电离空气型保护屏障的装置中，还可以具有这样的特征：其中，触摸判断单元判断外部低能量电离层被触碰时，该触摸判断单元判断按钮区是否被触碰到，当判断为按钮区被触碰时，将信息传递给控制部，触摸判断单元进一步判断内部低能量电离层是否先被碰到，当判断为内部低能量电离层先被碰到时，将信息传递给控制部。
在本发明提供的形成激光电离空气型保护屏障的装置中，还可以具有这样的特征：其中，当保护屏障运行时，异常检测部检查是否发生漏电或激光频率产生异常，当判断为出现时，生成一个异常信号并发送给控制部，控制部将异常信号发送给激光发出部，激光发出部停止激光发射使保护屏障停止运行。
在本发明提供的形成激光电离空气型保护屏障的装置中，还可以具有这样的特征：其中，保护屏障的形状通过动态聚焦扫描***，使多个激光聚焦点，沿着所述高能量电离层快速扫描形成的，在扫描时的速度以微秒计，每几个微秒在一个位置聚焦，然后换位置去其他位置聚焦。
发明的作用与效果
根据本发明所涉及的形成激光电离空气型保护屏障的装置，因为使用的保护屏障可以让使用者由内向外穿过保护屏障，但外界物体缺无法从外部向内部穿过，所以保护了使用者不受外界武器以及攻击者的伤害。因此，本发明的形成激光电离空气型保护屏障的装置可以形成安全性高、稳定性高和可靠性高的保护屏障，还能建立超大保护屏障来保护城市甚至国家。另外保护屏障还能应用到军事中，给战士们增强战斗力。
附图说明
图1是本发明的实施例中的普通型保护屏障示意图；
图2是本发明的实施例中的高级型保护屏障示意图；
图3是本发明的实施例中的使用者从内部的触碰示意图；
图4是是本发明实施例中的另一种保护屏障示意图；
图5是本发明的实施例中的使用者由内而外触碰保护屏障的相关控制流程图；
图6是本发明的实施例中的外部低能量电离层被触碰的流程图；
图7是本发明的实施例中的异常检测部的工作流程图；
图8(a)是本发明实施例中的一半的保护屏障的主视图；
图8(b)是本发明实施例中的一半的保护屏障的左视图；
图8(c)是本发明实施例中的一半的保护屏障的俯视图；
图8(d)是本发明实施例中的一半的保护屏障的三维图；
图9(a)是本发明实施例中的整体的保护屏障的主视图；
图9(b)是本发明实施例中的整体的保护屏障的左视图；
图9(c)是本发明实施例中的整体的保护屏障的俯视图；
图9(d)是本发明实施例中的整体的保护屏障的三维图；
图10是本发明实施例中的整体的保护屏障分为很多工作区域的示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段与功效易于明白了解，以下结合实施例及附图对本发明作具体阐述。
图1是本发明的实施例中的普通型保护屏障示意图，图2是本发明的实施例中的高级型保护屏障示意图。
如图1和图2所示，本实施例的一种形成激光电离空气型保护屏障的装置，其特征在于，包括：激光发出部1、探测部2、控制部3和异常检测部4。
激光发出部1，包括高能量单元和低能量单元，所述高能量单元用脉冲速度以纳秒计的激光聚焦形成强电磁场将空气电离从而形成高能量电离层，该高能量电离层用于防御，低能量单元用脉冲速度以飞秒计的激光聚焦电离空气形成电离的空气点阵群从而形成低能量电离层，该低能量电离层用于通过3D投影技术、激光电离空气成像技术或者全息投影技术组成影像区及按钮区。
低能量电离层也可称为动态捕捉触控检测层，通过探测部精确探测使用者的位置，实现使用者穿过保护屏障时的相应功能以及其对全息投影的触控功能。
探测部2，通过影像识别、超声波定位、红外光定位、A-GPS定位、蓝牙、射频识别技术、超宽带技术、无线局域网络、光跟踪定位、图像分析、信标定位或计算机视觉定位来探测保护屏障触控的状态、外部目标和本部的相对位置。
控制部3，与探测部2通信连接。
控制部3包括：触摸判断单元，根据探测部2的探测结果及预设的保护屏障范围和形状判断保护屏障是否被碰触及何处被碰触；
激光控制单元，根据触摸判断单元的结果对激光发出部1的工作进行控制从而对保护屏障的强度进行调整；
异常检测部4，用于检测保护屏障是否出现异常。
保护屏障包括通过低能量单元形成的内部低能量电离层、通过高能量单元形成的高能量电离层以及贯穿内部低能量电离层和高能量电离层的用于信息通过的特殊通道。
保护屏障还包括通过低能量单元形成的外部低能量电离层，设在高能量电离层之外，特殊通道贯穿外部低能量电离层。
特殊通道所在的位置没有激光聚焦。
图3是本发明的实施例中的使用者从内部的触碰示意图，图5是本发明的实施例中的使用者由内而外触碰保护屏障的相关控制流程图。
如图3和5所示，控制部2还包括设定单元及计算单元，
当使用者在所述保护屏障内由内向外出去时，触摸判断单元判断按钮区被触碰并判断内部低能量电离层被触碰时，该触摸判断单元进一步判断外部低能量电离层是否被触碰，
同时设定单元将被触碰到的低能量电离层区域设定为A区，计算单元根据A区所在位置进行计算，预测即将被触碰到的高能量电离层区，
设定单元将计算单元预测出的高能量电离层区设定为B区，
激光发出部1将B区转换为低能量电离层，
探测部3探测外部低能量电离层和内部低能量电离层，将探测后的综合信息传递给控制部2，
当外部低能量电离层、内部低能量电离层和高能量电离层里面均没有发现使用者，则触摸判断单元判断高能量电离层被通过，
激光发出部1将B区转换为高能量电离层。
图6是本发明的实施例中的外部低能量电离层被触碰的流程图。
如图6所示，触摸判断单元判断外部低能量电离层被触碰时，该触摸判断单元判断按钮区是否被触碰到，
当判断为按钮区被触碰时，将信息传递给控制部2，触摸判断单元进一步判断内部低能量电离层是否先被碰到，
当判断为内部低能量电离层先被碰到时，将信息传递给控制部2。
图7是本发明的实施例中的异常检测部的工作流程图。
如图7所示，当保护屏障运行时，异常检测部4检查是否发生漏电或激光频率产生异常，
当判断为出现时，生成一个异常信号并发送给所述控制部2，
控制部2将异常信号发送给激光发出部1，激光发出部1停止激光发射使保护屏障停止运行。
保护屏障的形状通过动态聚焦扫描***，使多个激光聚焦点，沿着高能量电离层快速扫描形成的，在扫描时的速度以微秒计，每几个微秒在一个位置聚焦，然后换位置去其他位置聚焦。
本实施例形成激光电离空气型保护屏障的装置的工作过程如下：
本实施例的形成激光电离空气型保护屏障的装置，高能量单元和低能量单元发出的高能量电离层和低能量电离层形成保护屏障，当外人到达高能量电离层时，就会被聚焦的激光灼伤。若不希望使用者被聚焦的激光灼伤，就需要使用者靠近低能量电离层时，通过控制部2使激光在此时不在使用者的将要靠近的位置聚焦。另外通过探测部3探测使用者的位置，并在使用者靠近高能量电离层时，利用控制部2使激光在此时不在使用者将要靠近的位置聚焦从而保护使用者。
图8(a)是本发明实施例中的一半的保护屏障的主视图，图8(b)是本发明实施例中的一半的保护屏障的左视图，图8(c)是本发明实施例中的一半的保护屏障的俯视图，图8(d)是本发明实施例中的一半的保护屏障的三维图，图9(a)是本发明实施例中的整体的保护屏障的主视图，图9(b)是本发明实施例中的整体的保护屏障的左视图，图9(c)是本发明实施例中的整体的保护屏障的俯视图，图9(d)是本发明实施例中的整体的保护屏障的三维图，图10本发明实施例中的分为多个工作区域的整体的保护屏障的三维图。
如图8(a)-图10所示：
实施例一：
节能模式：
将一半的屏障将屏障分为E、F、G、H区，当检测到敌人从四面八方向我方，攻击来时，工作激光在E、F、G、H区聚焦时E、F、G、H区全部工作。
当检测到敌人，从F区方向向我方攻击来时，那么只有F区部分工作。
当检测到敌人，从G区方向向我方攻击来时，那么只有G区部分工作。
实施例二：
全天候工作模式：
任何时候，任何状态下均是E、F、G、H全部工作。
实施例的作用与效果
本实施例的形成激光电离空气型保护屏障的装置，因为所使用的保护屏障可以让使用者由内向外穿过保护屏障，但外界物体却无法从外部向内部穿过，所以保护了使用者不受外界武器以及攻击者的伤害。因此，本发明的形成激光电离空气型保护屏障的装置可以形成安全性高、稳定性高和可靠性高的保护屏障，还能建立超大保护屏障来保护城市甚至国家。另外保护屏障还能应用到军事中，给战士们增强战斗力。
本实施例的形成激光电离空气型保护屏障的装置因为聚焦的激光将物体的外壳破坏之后，被电离的空气具有导电性，可以使物体内部的电子元件短路，比如说使机器人或者导弹的内部电路元件短路，达到二次破坏的目的，同时电离的空气会发光，具有美观的效果，另外可以提醒别人注意这是屏障，不要靠近。并且利用电离空气的导电性，可以添加很多附加功能，比如给电离的空气通电，形成强电网，并用聚光电离空气诱导电流方向，这样可以大大加强屏障的破坏性。
上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种形成激光电离空气型保护屏障的装置，其特征在于，包括：
激光发出部，包括高能量单元和低能量单元，所述高能量单元用脉冲速度以纳秒计的激光聚焦形成强电磁场将空气电离从而形成高能量电离层，该高能量电离层用于防御，所述低能量单元用脉冲速度以飞秒计的激光聚焦电离空气形成电离的空气点阵群从而形成低能量电离层，该低能量电离层用于通过全息投影技术组成影像区及按钮区；
探测部，通过影像识别、超声波定位或红外光定位来探测所述保护屏障触控的状态、外部目标和本部的相对位置；
控制部，与所述探测部通信连接；以及
异常检测部，用于检测所述保护屏障是否出现异常，
其中，所述控制部包括：
触摸判断单元，根据所述探测部的探测结果及预设的所述保护屏障范围和形状判断所述保护屏障是否被碰触及何处被碰触；以及
激光控制单元，根据所述触摸判断单元的结果对激光发出部的工作进行控制从而对所述保护屏障的强度进行调整。
2.根据权利要求1所述的形成激光电离空气型保护屏障的装置，其特征在于：
其中，所述低能量电离层也称为动态捕捉触控检测层，通过所述探测部精确探测使用者的位置，实现使用者穿过所述保护屏障时的相应功能以及其对全息投影的触控功能。
3.根据权利要求1所述的形成激光电离空气型保护屏障的装置，其特征在于：
其中，所述保护屏障包括通过所述低能量单元形成的内部低能量电离层、通过所述高能量单元形成的高能量电离层以及贯穿所述内部低能量电离层和所述高能量电离层的用于信息通过的特殊通道。
4.根据权利要求3所述的形成激光电离空气型保护屏障的装置，其特征在于：
其中，所述保护屏障还包括通过所述低能量单元形成的外部低能量电离层，设在所述高能量电离层之外，所述特殊通道贯穿所述外部低能量电离层。
5.根据权利要求4所述的形成激光电离空气型保护屏障的装置，其特征在于：
其中，所述特殊通道所在的位置没有激光聚焦。
6.根据权利要求5所述的形成激光电离空气型保护屏障的装置，其特征在于：
其中，所述控制部还包括设定单元及计算单元，
当使用者在所述保护屏障内由内向外出去时，所述触摸判断单元判断所述按钮区被触碰并判断所述内部低能量电离层被触碰时，该触摸判断单元进一步判断所述外部低能量电离层是否被触碰，
同时所述设定单元将被触碰到的所述低能量电离层区域设定为A区，所述计算单元根据所述A区所在位置进行计算，预测即将被触碰到的所述高能量电离层区，
所述设定单元将所述计算单元预测出的所述高能量电离层区设定为B区，
所述激光发出部将所述B区转换为低能量电离层，
所述探测部探测所述外部低能量电离层和所述内部低能量电离层，将探测后的综合信息传递给所述控制部，
当所述外部低能量电离层、所述内部低能量电离层和所述高能量电离层里面均没有发现使用者，则所述触摸判断单元判断所述高能量电离层被通过，
所述激光发出部将所述B区转换为高能量电离层。
7.根据权利要求4所述的形成激光电离空气型保护屏障的装置，其特征在于：
其中，当所述触摸判断单元判断外部低能量电离层被触碰时，该触摸判断单元判断所述按钮区是否被触碰到，
当判断为所述按钮区被触碰时，将信息传递给所述控制部，所述触摸判断单元进一步判断内部低能量电离层是否先被碰到，
当判断为所述内部低能量电离层先被碰到时，将信息传递给所述控制部。
8.根据权利要求1所述的形成激光电离空气型保护屏障的装置，其特征在于：
其中，当所述保护屏障运行时，所述异常检测部检查是否发生漏电或激光频率产生异常，
当判断为出现时，生成一个异常信号并发送给所述控制部，
所述控制部控制所述激光发出部停止激光发射使所述保护屏障停止运行。
9.根据权利要求1所述的形成激光电离空气型保护屏障的装置，其特征在于：
其中，所述保护屏障的形状通过动态聚焦扫描***，使多个激光聚焦点，沿着所述高能量电离层快速扫描形成的，在扫描时的速度以微秒计，每几个微秒在一个位置聚焦，然后换位置去其他位置聚焦。
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