CN105571045A - 一种体感识别方法、装置及空调控制器 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种体感识别方法、装置及空调控制器，所述体感识别方法包括：通过红外热感获取当前人体皮肤表面关键部位的坐标数据；利用所述当前人体皮肤表面关键部位的坐标数据与预置的相应关键部位的原始坐标数据进行对比，获取所述人体皮肤表面关键部位的动作数据；根据所述人体皮肤表面关键部位的动作数据，生成对应于电子装置的操作命令。本发明实施例提供了一种依靠人体运动进行操作控制的技术方案，可以作为遥控器的补充，或者替代遥控器，给使用者增加使用乐趣。

Description

一种体感识别方法、装置及空调控制器

技术领域

本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种体感识别方法、装置及空调控制器。

背景技术

随着信息技术的发展，遥控智能化逐渐渗入电视、空调等家电市场。

智能空调首先意味着硬件技术的升级和革命，只有配备了业界领先的高配置、高性能芯片，才能顺畅运行各种软件程序；其次，智能空调意味着软件内容技术的革命，智能空调必然是一款可定制功能的空调；第三，智能空调还是不断成长，与时俱进的全新一代空调。智能空调最重要的就是必须搭载全开放式平台，只有通过全开放平台，才能广泛发动消费者积极参与空调的功能制定，才能实现空调的“需求定制化”、“娱乐化”，才是解决空调智能化发展的唯一有效途径。

时至今日，遥控器已经在生活中得到了越来越多的应用，给人们带来了极大的便利。然而，随着科技的进步，尤其是智能电视、智能空调的发展应用，传统的遥控器已经无法满足人们日益多样化、个性化、人性化的需要。遥控器也扩展到了许多种类，但是随着遥控器的增多，带来了遥控器的泛滥，增加了使用者的购买成本，同时也给很多用户带来使用的烦恼。

发明内容

本发明实施例提供一种体感识别方法、装置及空调控制器，以提供一种依靠人体运动进行操作控制的技术方案。

一方面，本发明实施例提供了一种体感识别方法，所述体感识别方法包括：

通过红外热感获取当前人体皮肤表面关键部位的坐标数据；

利用所述当前人体皮肤表面关键部位的坐标数据与预置的相应关键部位的原始坐标数据进行对比，获取所述人体皮肤表面关键部位的动作数据；

根据所述人体皮肤表面关键部位的动作数据，生成对应于电子装置的操作命令。

又一方面，本发明实施例提供了一种体感识别装置，所述体感识别装置包括：

红外热感传感器，用于通过红外热感获取当前人体皮肤表面关键部位的坐标数据；

处理单元，用于利用所述当前人体皮肤表面关键部位的坐标数据与预置的相应关键部位的原始坐标数据进行对比，获取所述人体皮肤表面关键部位的动作数据；根据所述人体皮肤表面关键部位的动作数据，生成对应于电子装置的操作命令。

再一方面，本发明实施例提供了一种空调控制器，所述空调包括上述体感识别装置。

上述技术方案具有如下有益效果：因为采用所述体感识别方法包括：通过红外热感获取当前人体皮肤表面关键部位的坐标数据；利用所述当前人体皮肤表面关键部位的坐标数据与预置的相应关键部位的原始坐标数据进行对比，获取所述人体皮肤表面关键部位的动作数据；根据所述人体皮肤表面关键部位的动作数据，生成对应于电子装置的操作命令的技术手段，所以达到了如下的技术效果：提供了一种依靠人体运动进行操作控制的技术方案，可以作为遥控器的补充，或者替代遥控器，给使用者增加使用乐趣。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一种体感识别方法流程图；

图2为本发明实施例一种体感识别装置结构示意图；

图3为本发明应用实例所述应用场景示意图；

图4为本发明应用实例基于最大和最小距离法的多中心聚类算法框架示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，为本发明实施例一种体感识别方法流程图，所述体感识别方法包括：

101、通过红外热感获取当前人体皮肤表面关键部位的坐标数据；

102、利用所述当前人体皮肤表面关键部位的坐标数据与预置的相应关键部位的原始坐标数据进行对比，获取所述人体皮肤表面关键部位的动作数据；

103、根据所述人体皮肤表面关键部位的动作数据，生成对应于电子装置的操作命令。

优选的，所述通过红外热感获取当前人体皮肤表面关键部位的坐标数据之前，所述体感识别方法还包括：采集并获取所述人体皮肤表面关键部位的温度数据，建立所述关键部位坐标系；每次通过体感识别控制时，利用人体位置并根据所述关键部位坐标系，获取所述关键部位的原始坐标数据。

优选的，所述采集并获取所述人体皮肤表面关键部位的温度数据，建立所述关键部位坐标系，包括：采集并获取所述人体皮肤表面关键部位的温度数据，基于最大最小距离法的多中心聚类算法建立所述关键部位坐标系。

优选的，所述关键部位包括：头部、腿部、手部等部位，可通过人体表面识别，设定需要确定的关键部位；所述每次通过体感识别控制时，利用人体位置并根据所述关键部位坐标系，获取所述关键部位的原始坐标数据，包括：每次通过体感识别控制时，利用人体两臂平伸伸直并根据所述关键部位坐标系，获取头部和两臂的原始坐标位置。

优选的，所述根据所述人体皮肤表面关键部位的动作数据，生成对应于电子装置的操作命令，包括：根据所述人体皮肤表面关键部位的动作数据，判定人体的动作；所述人体的动作至少包括以下之一：手移动方向、手是否画圆、是否双手缩放、是否有握拳；根据所述人体的动作，生成对应于电子装置的操作命令。

对应于上述方法实施例，如图2所示，为本发明实施例一种体感识别装置结构示意图，所述体感识别装置包括：

红外热感传感器21，用于通过红外热感获取当前人体皮肤表面关键部位的坐标数据；

处理单元22，用于利用所述当前人体皮肤表面关键部位的坐标数据与预置的相应关键部位的原始坐标数据进行对比，获取所述人体皮肤表面关键部位的动作数据；根据所述人体皮肤表面关键部位的动作数据，生成对应于电子装置的操作命令。

优选的，所述处理单元22，进一步用于采集并获取所述人体皮肤表面关键部位的温度数据，建立所述关键部位坐标系；每次通过体感识别控制时，利用人体位置并根据所述关键部位坐标系，获取所述关键部位的原始坐标数据；存储单元，用于存储所述关键部位坐标系和所述关键部位的原始坐标数据。

优选的，所述处理单元22，进一步具体用于采集并获取所述人体皮肤表面关键部位的温度数据，基于最大最小距离法的多中心聚类算法建立所述关键部位坐标系。

优选的，所述关键部位至少包括以下之一：头部、腿部、手部；所述处理单元22，进一步具体用于每次通过体感识别控制时，利用人体两臂平伸伸直并根据所述关键部位坐标系，获取头部和两臂的原始坐标位置。

优选的，所述处理单元22，进一步具体用于根据所述人体皮肤表面关键部位的动作数据，判定人体的动作；所述人体的动作至少包括以下之一：手移动方向、手是否画圆、是否双手缩放、是否有握拳；根据所述人体的动作，生成对应于电子装置的操作命令。

本发明实施例上述技术方案具有如下有益效果：因为采用所述体感识别方法包括：通过红外热感获取当前人体皮肤表面关键部位的坐标数据；利用所述当前人体皮肤表面关键部位的坐标数据与预置的相应关键部位的原始坐标数据进行对比，获取所述人体皮肤表面关键部位的动作数据；根据所述人体皮肤表面关键部位的动作数据，生成对应于电子装置的操作命令的技术手段，所以达到了如下的技术效果：提供了一种依靠人体运动进行操作控制的技术方案，可以作为遥控器的补充，或者替代遥控器，给使用者增加使用乐趣。

以下以应用实例对上述实施例所述技术方案进行详细说明：

本发明应用实例提供了一种空调控制器，所述空调包括上述体感识别装置。需要说明的是，本发明应用实例以空调控制器为例，并不限定上述体感识别装置的应用范围，还可以为家电控制器等电子设备控制器，本发明应用实例并不以此为限。

本发明应用实例提供一种体感手势识别方法，包括以下步骤：

步骤一、采集人体皮肤表面关键部位(如面部、腿部、手部)的温度数据，建立人体关键部位坐标系；

步骤二、将每个关键部位原始坐标数据存入Flash；

步骤三、采集当前的各个关键部位坐标数据，并将各个关键部位的坐标数据存入数组；

步骤四、将当前各个关键部位的坐标数据与相应关节点的原始坐标数据进行对比，判断手是否抬起、是否前伸；腿是否抬起是否前伸等关键部位坐标变化情况；

步骤五、步骤四中，如手抬起，则进一步对比相应关键部位当前坐标与原始坐标，判断手移动方向、手是否画圆、是否双手缩放、是否有握拳等动作；

步骤六，进一步将手势、体感识别的结果应用于对电子装置的操作命令。

如图3所示，为本发明应用实例所述应用场景示意图。本发明应用实例所述空调控制器包括中央处理器、红外热感传感器、Flash存储电路。红外热感传感器通过I2C通讯电路与中央处理器通讯，由中央处理器发出指令控制热感传感器采集温度，热感传感器将所探测区域的温度值及坐标值发送给所述中央处理器；所述中央处理器负责读取热感传感器送出的温度数据，将64个探测区域的温度数据进行处理，获得64个坐标位置的温度数据。

中央处理器通过所述热感传感器将收到的温度数据处理后，提取人体的特征部位坐标与存储在flash的原始坐标数据比较，判断关键部位的运动方向。空调控制器的安装位置示意图如图3所示，热感传感器将被监测区域分成8X8共64份，每一份的温度值都会被传到中央处理器，中央处理器将温度值分类，提取人体的特征温度，确定出人体各个关键部位的坐标，从而监测人体关键部位的运动方向。

提取关键部位坐标算法:

将热感传感器的检测区域划分为有多个行和列组成的格状区域，空调控制器分别读取热感传感器实时采集的若干行和列的每一格的温度数据,使用K-MEANS均值算法，求取所有温度数据的高温和低温聚类中心的温度值R和G,再将(R-G)*C1和(R-G)*C2作为温度上、下阈值,其中，C1、C2是决定检测灵敏度的系数；

判断每一行或列的温度极大值R(i)max减去每一行或列的温度均值之差是否至少一个在温度上下阈值之间，如果是，则判断为在这一行或列中的温度极大值位置坐标；求出16行或列的所有极大值位置坐标(x,y)。

如果通过用户输入，选择双手和面部的体感识别，那么双手和面部作为特征关键部位，需要识别这三个关键部位的坐标(x,y)。为了识别这三个关键部位的坐标(x,y)，使用了基于最大和最小距离法的多中心聚类算法(MCAMDA聚类算法)，如图4所示，为本发明应用实例基于最大和最小距离法的多中心聚类算法框架示意图。

算法第一阶段是为了选取最能有效代表原始数据集分布的最佳的初始聚类初值。第二阶段为算法运行的主体，利用K-means算法在整体数据集上进行聚类，将较大或呈延伸状的簇分成若干个小类。第三阶段，小类合并算法合并可以整合的小类，最后得到小类合并后的所有聚类中心，即是人体关键部位的坐标。

401、聚类初值优化算法

聚类初值优化算法包括三个主要的子过程：抽样过程、最大最小距离算法过程、K-means迭代过程。

首先在样本集中通过最大最小距离法获得ki个初始聚类种子，再利用K-means迭代过程聚成一组备选聚类种子ki个用Gi表示。重复执行以上操作n次。获得n个备选初始聚类种子集合：G＝G1+G2+G3+…+Gn,在G上再次使用最大最小距离法得到K个最佳聚类种子，用Z表示。

402、K-means迭代算法

使用聚类初值优化算法得到的K个最佳聚类种子作为K-means聚类算法的初始值，进行迭代运算，获得K个聚类中心坐标值。

403、小类合并算法

EsterMartin等人提出的DBSCAN聚类算法是一种经典的基于密度的空间聚类算法。第一阶段的初值优化算法和第二阶段的K-means算法过程之后，可能出现一些联系紧密的小簇，这些小簇最终应属于一类，所以需要将小类合并。DBSCAN算法的起始点选择将小类的聚类中心作为起始点。

经过A、B、C三步后得到的坐标位置便是面部、双手的坐标，将其与存储在Flash内的原始坐标比较得到当前人体三个部位的运动方向。结果应用于对电子装置的操作命令

原始关键部位坐标确定方法：空调控制器安装于空调面板上，人站立或坐姿，正对空调控制器，伸平双手，停留5秒钟(不限于5秒)，空调控制器根据头部和双手温度高于环境温度，通过提取关键部位坐标算法，计算出头部和双手的位置。当空调控制器原始关键部位坐标确定识别完成(头部位置，位与人体双手位置连线的垂直平分线上)会发出提示音。然后人体可以做各种姿态。

本发明应用实例上述技术方案具有如下有益效果：提供了一种依靠人体运动进行操作控制的技术方案，可以作为遥控器的补充，或者替代遥控器，给使用者增加使用乐趣。

本领域技术人员还可以了解到本发明实施例列出的各种说明性逻辑块(illustrativelogicalblock)，单元，和步骤可以通过电子硬件、电脑软件，或两者的结合进行实现。为清楚展示硬件和软件的可替换性(interchangeability)，上述的各种说明性部件(illustrativecomponents)，单元和步骤已经通用地描述了它们的功能。这样的功能是通过硬件还是软件来实现取决于特定的应用和整个系统的设计要求。本领域技术人员可以对于每种特定的应用，可以使用各种方法实现所述的功能，但这种实现不应被理解为超出本发明实施例保护的范围。

本发明实施例中所描述的各种说明性的逻辑块，或单元都可以通过通用处理器，数字信号处理器，专用集成电路(ASIC)，现场可编程门阵列或其它可编程逻辑装置，离散门或晶体管逻辑，离散硬件部件，或上述任何组合的设计来实现或操作所描述的功能。通用处理器可以为微处理器，可选地，该通用处理器也可以为任何传统的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可以通过计算装置的组合来实现，例如数字信号处理器和微处理器，多个微处理器，一个或多个微处理器联合一个数字信号处理器核，或任何其它类似的配置来实现。

本发明实施例中所描述的方法或算法的步骤可以直接嵌入硬件、处理器执行的软件模块、或者这两者的结合。软件模块可以存储于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM或本领域中其它任意形式的存储媒介中。示例性地，存储媒介可以与处理器连接，以使得处理器可以从存储媒介中读取信息，并可以向存储媒介存写信息。可选地，存储媒介还可以集成到处理器中。处理器和存储媒介可以设置于ASIC中，ASIC可以设置于用户终端中。可选地，处理器和存储媒介也可以设置于用户终端中的不同的部件中。

在一个或多个示例性的设计中，本发明实施例所描述的上述功能可以在硬件、软件、固件或这三者的任意组合来实现。如果在软件中实现，这些功能可以存储与电脑可读的媒介上，或以一个或多个指令或代码形式传输于电脑可读的媒介上。电脑可读媒介包括电脑存储媒介和便于使得让电脑程序从一个地方转移到其它地方的通信媒介。存储媒介可以是任何通用或特殊电脑可以接入访问的可用媒体。例如，这样的电脑可读媒体可以包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁性存储装置，或其它任何可以用于承载或存储以指令或数据结构和其它可被通用或特殊电脑、或通用或特殊处理器读取形式的程序代码的媒介。此外，任何连接都可以被适当地定义为电脑可读媒介，例如，如果软件是从一个网站站点、服务器或其它远程资源通过一个同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字用户线(DSL)或以例如红外、无线和微波等无线方式传输的也被包含在所定义的电脑可读媒介中。所述的碟片(disk)和磁盘(disc)包括压缩磁盘、镭射盘、光盘、DVD、软盘和蓝光光盘，磁盘通常以磁性复制数据，而碟片通常以激光进行光学复制数据。上述的组合也可以包含在电脑可读媒介中。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种体感识别方法，其特征在于，所述体感识别方法包括：

通过红外热感获取当前人体皮肤表面关键部位的坐标数据；

利用所述当前人体皮肤表面关键部位的坐标数据与预置的相应关键部位的原始坐标数据进行对比，获取所述人体皮肤表面关键部位的动作数据；

根据所述人体皮肤表面关键部位的动作数据，生成对应于电子装置的操作命令。

2.如权利要求1所述体感识别方法，其特征在于，所述通过红外热感获取当前人体皮肤表面关键部位的坐标数据之前，所述体感识别方法还包括：

采集并获取所述人体皮肤表面关键部位的温度数据，建立所述关键部位坐标系；

每次通过体感识别控制时，利用人体位置并根据所述关键部位坐标系，获取所述关键部位的原始坐标数据。

3.如权利要求2所述体感识别方法，其特征在于，所述采集并获取所述人体皮肤表面关键部位的温度数据，建立所述关键部位坐标系，包括：

采集并获取所述人体皮肤表面关键部位的温度数据，基于最大最小距离法的多中心聚类算法建立所述关键部位坐标系。

4.如权利要求2所述体感识别方法，其特征在于，所述关键部位至少包括以下之一：头部、腿部、手部；所述每次通过体感识别控制时，利用人体位置并根据所述关键部位坐标系，获取所述关键部位的原始坐标数据，包括：

每次通过体感识别控制时，利用人体两臂平伸伸直并根据所述关键部位坐标系，获取头部和两臂的原始坐标位置。

5.如权利要求1所述体感识别方法，其特征在于，所述根据所述人体皮肤表面关键部位的动作数据，生成对应于电子装置的操作命令，包括：

根据所述人体皮肤表面关键部位的动作数据，判定人体的动作；所述人体的动作至少包括以下之一：手移动方向、手是否画圆、是否双手缩放、是否有握拳；

根据所述人体的动作，生成对应于电子装置的操作命令。

6.一种体感识别装置，其特征在于，所述体感识别装置包括：

红外热感传感器，用于通过红外热感获取当前人体皮肤表面关键部位的坐标数据；

处理单元，用于利用所述当前人体皮肤表面关键部位的坐标数据与预置的相应关键部位的原始坐标数据进行对比，获取所述人体皮肤表面关键部位的动作数据；根据所述人体皮肤表面关键部位的动作数据，生成对应于电子装置的操作命令。

7.如权利要求6所述体感识别装置，其特征在于，

所述处理单元，进一步用于采集并获取所述人体皮肤表面关键部位的温度数据，建立所述关键部位坐标系；每次通过体感识别控制时，利用人体位置并根据所述关键部位坐标系，获取所述关键部位的原始坐标数据；

存储单元，用于存储所述关键部位坐标系和所述关键部位的原始坐标数据。

8.如权利要求7所述体感识别装置，其特征在于，

所述处理单元，进一步具体用于采集并获取所述人体皮肤表面关键部位的温度数据，基于最大最小距离法的多中心聚类算法建立所述关键部位坐标系。

9.如权利要求7所述体感识别装置，其特征在于，所述关键部位至少包括以下之一：头部、腿部、手部；

所述处理单元，进一步具体用于每次通过体感识别控制时，利用人体两臂平伸伸直并根据所述关键部位坐标系，获取头部和两臂的原始坐标位置。

10.如权利要求6所述体感识别装置，其特征在于，

所述处理单元，进一步具体用于根据所述人体皮肤表面关键部位的动作数据，判定人体的动作；所述人体的动作至少包括以下之一：手移动方向、手是否画圆、是否双手缩放、是否有握拳；根据所述人体的动作，生成对应于电子装置的操作命令。

11.一种空调控制器，其特征在于，所述空调控制器包括权利要求6-10中任一项所述体感识别装置。