CN105573504A - 一种手势控制开关的识别方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种手势控制开关的识别方法，手势控制开关包括三个红外线发射二极管和与之对应的红外线传感器，三个红外线发射二极管分别位于矩形的任意三个顶点上，三个红外线发射二极管周期性的向外发射红外线，当手掌接近手势控制开关时，在不同时刻反射不同强度的红外线至与之对应的红外线传感器，根据三个红外线传感器中接收到红外线的先后顺序和强度变化得到不同的手势。本发明的手势控制开关的识别方法简单方便，利用三个红外线发射二极管实现三维控制手势指令，实现多种控制效果，而且无需触碰开关，无触电风险。
Description
技术领域
本发明涉及一种手势控制开关的识别方法。
背景技术
开关是一种控制通断的设备，通常安装于设备或墙面地面上，用于控制所接电器设备开关状态，例如开关通常用于控制照明灯具的开关状态，如今开关设备已经不仅是一种电气设备，也是一种家居装饰功能用品。
现阶段市场上应用最广泛的是翘板开关，是一种通过按压改变状态的机械结构。用户按压开关的不同侧，使得机械结构翻转，从而改变开关状态。现有的技术方案中，机械开关在操作时需要用手按压才能实现开关操作。并且，机械开关由于通常需要操作人员直接控制220V高压大电流的电器，容易发生触电危险，存在安全隐患。同时，开关的翘板结构局限了设计方案。
因此，需要一种新的手势控制开关以解决上述问题。
发明内容
发明目的：本发明针对现有技术中开关接触式控制模式带来的单一性与安全隐患的缺陷，提供一种手势控制开关的识别方法。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种手势控制开关的识别方法，所述手势控制开关包括三个红外线发射二极管和与之对应的红外线传感器，所述三个红外线发射二极管分别位于矩形的任意三个顶点上，三个所述红外线发射二极管周期性的向外发射红外线，当手掌接近所述手势控制开关时，在不同时刻反射不同强度的红外线至与之对应的红外线传感器，根据三个红外线传感器中接收到红外线的先后顺序和强度变化得到不同的手势。
更进一步的，当三个所述红外线传感器的红外线的接收顺序为从上到下变化时，手势为向下手势；当三个所述红外线传感器的红外线接收顺序为从下到上变化时，手势为向上手势；当三个所述红外线传感器的红外线接收顺序为从左到右变化时，手势为向右手势；当三个所述红外线传感器的红外线接收顺序为从右到左变化时，手势为向左手势。上述手势，方便实现识别。
更进一步的，当三个所述红外线传感器中接收的红外线的强度逐渐增强时，手势为靠近手势；当三个所述红外线传感器中接收的红外线的强度逐渐减弱时，手势为远离手势；当三个所述红外线传感器中接收的红外线的强度没有变化时，手势为悬停手势。上述手势，方便实现识别。
更进一步的，当三个所述红外线传感器中接收的红外线的强度变化小于10％，则判定三个所述红外线传感器中接收的红外线的强度没有变化。
更进一步的，还包括红外接近传感器集成电路，所述红外接近传感器集成电路中包括LED驱动器和寄存器，所述LED驱动器连接所述红外线发射二极管，每个所述红外线发射二极管均设置有与之对应设置的寄存器，所述寄存器连接所述红外线传感器。红外线发射二极管在LED驱动器控制下，向外发射红外线，红外线传感器用于检测用户手掌反射回来的红外线强度，寄存器用于存储红外线强度数据。
更进一步的，还包括红外接近传感器集成电路，所述红外接近传感器集成电路包括环境光传感模块。可以读出环境光照强度与环境红外强度，用于校准红外接收模块的偏置值，从而更精准的标定由用户手掌反射回来的红外线强度。
更进一步的，还包括隔离电源模块，所述隔离电源模块将将高压交流电转换为低压直流电，所述隔离电源模块为开关供电。采用隔离电源设计可以避免触电的隐患。
更进一步的，所述向上手势和向右手势为开关操作，所述向下手势和向左手势为开关关闭操作。符合用户操作习惯，方便使用。
更进一步的，所述悬停手势为进入调光模式，所述靠近手势为照明变亮操作，所述远离手势为照明变暗操作。符合用户操作习惯，方便使用。
有益效果：本发明的手势控制开关的识别方法简单方便，利用三个红外线发射二极管实现三维控制手势指令，实现多种控制效果，而且无需触碰开关，无触电风险。
附图说明
图1为手势控制开关的结构示意图；
图2为手势控制开关的红外线发射二极管的布局图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行进一步说明。
参照图1和图2，本发明的手势控制开关的识别方法，手势控制开关包括三个红外线发射二极管和与之对应的红外线传感器，三个红外线发射二极管分别位于矩形的任意三个顶点上，三个红外线发射二极管周期性的向外发射红外线，当手掌接近手势控制开关时，在不同时刻反射不同强度的红外线至与之对应的红外线传感器，根据三个红外线传感器中接收到红外线的先后顺序和强度变化得到不同的手势。优选的，还包括隔离电源模块，隔离电源模块将将高压交流电转换为低压直流电，隔离电源模块为开关供电。采用隔离电源设计可以避免触电的隐患。
红外接近传感器集成电路每10ms驱动3个红外线发射二极管发射红外线，当没有人体在有效识别范围内时，红外接收模块接收到的红外线强度水平保持稳定较低的水平。
当三个红外线传感器的红外线的接收顺序为从上到下变化时，手势为向下手势；当三个红外线传感器的红外线接收顺序为从下到上变化时，手势为向上手势；当三个红外线传感器的红外线接收顺序为从左到右变化时，手势为向右手势；当三个红外线传感器的红外线接收顺序为从右到左变化时，手势为向左手势。当三个红外线传感器中接收的红外线的强度逐渐增强时，手势为靠近手势；当三个红外线传感器中接收的红外线的强度逐渐减弱时，手势为远离手势；当三个红外线传感器中接收的红外线的强度没有变化时，手势为悬停手势。其中，当三个所述红外线传感器中接收的红外线的强度变化小于10％，则判定三个所述红外线传感器中接收的红外线的强度没有变化。
向上手势和向右手势为开关操作，向下手势和向左手势为开关关闭操作。悬停手势为进入调光模式，靠近手势为照明变亮操作，远离手势为照明变暗操作。符合用户操作习惯，方便使用。
还包括红外接近传感器集成电路，红外接近传感器集成电路中包括LED驱动器、红外线传感器和寄存器，LED驱动器连接红外线发射二极管，每个红外线发射二极管均设置有与之对应设置的红外线传感器和寄存器，寄存器连接红外线传感器。红外线发射二极管在LED驱动器控制下，向外发射红外线，红外线传感器用于检测用户手掌反射回来的红外线。红外接近传感器集成电路还包括环境光传感模块。可以读出环境光照强度与环境红外强度，用于校准红外接收模块的偏置值，从而更精准的标定由用户手掌反射回来的红外线强度。
主控制处理器通过读取与分析红外接近传感器集成电路内部的寄存器中的值，解析出用户不同的手势，针对不同的应用可以输出不同的信号。本发明可以输出例如高低电平，可调PWM脉冲宽度调制信号，线性电压信号。
实施例1
当用户手掌经过有效检测区域时，会在不同时刻反射不同强度的红外线至红外接近传感器集成电路内的光敏元件。因此红外接收寄存器中的值可以反映出手掌运动的方向与相关信息。例如，红外接近传感器集成电路每10ms驱动3个红外线发射二极管依次向外发射，相对应的3个红外接收寄存器根据集成芯片内部的红外线传感器标定接收到的红外线强度。主控制处理器通过串行通信接口读取红外接近传感器集成电路中表征接收红外强度的各个寄存器中的值，通过分析比较各个寄存器达到最大值的时间信息，解析出此时用户挥手的方向与方式。用户手掌经过手势识别检测区域时，会在不同时刻反射回不同强度的红外线，通过多次采集对应3个红外线发射二极管的寄存器，可以得出其达到最大值的时刻，比较接收到的三个红外线强度达到最大值时刻的先后顺序，可以识别出用户手势的方向。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
（1）非接触式控制开关；
（2）完全隔离设计，无触电隐患；
（3）支持三维控制手势指令，可以实现多种控制效果；
（4）开关输出模式多样，兼容性强。
以上仅为本发明的较佳实施方式，本发明的保护范围并不以上述实施方式为限，但凡本领域普通技术人员根据本发明所揭示内容所作的等效修饰或变化，皆应纳入权利要求书中记载的保护范围内。
Claims (9)
1.一种手势控制开关的识别方法，其特征在于：所述手势控制开关包括三个红外线发射二极管和与之对应的红外线传感器，所述三个红外线发射二极管分别位于矩形的任意三个顶点上，三个所述红外线发射二极管周期性的向外发射红外线，当手掌接近所述手势控制开关时，在不同时刻反射不同强度的红外线至与之对应的红外线传感器，根据三个红外线传感器中接收到红外线的先后顺序和强度变化得到不同的手势。
2.如权利要求1所述的手势控制开关的识别方法，其特征在于：当三个所述红外线传感器的红外线的接收顺序为从上到下变化时，手势为向下手势；当三个所述红外线传感器的红外线接收顺序为从下到上变化时，手势为向上手势；当三个所述红外线传感器的红外线接收顺序为从左到右变化时，手势为向右手势；当三个所述红外线传感器的红外线接收顺序为从右到左变化时，手势为向左手势。
3.如权利要求1所述的手势控制开关的识别方法，其特征在于：当三个所述红外线传感器中接收的红外线的强度逐渐增强时，手势为靠近手势；当三个所述红外线传感器中接收的红外线的强度逐渐减弱时，手势为远离手势；当三个所述红外线传感器中接收的红外线的强度没有变化时，手势为悬停手势。
4.如权利要求3所述的手势控制开关的识别方法，其特征在于：当三个所述红外线传感器中接收的红外线的强度变化小于10％，则判定三个所述红外线传感器中接收的红外线的强度没有变化。
5.如权利要求1所述的手势控制开关的识别方法，其特征在于：还包括红外接近传感器集成电路，所述红外接近传感器集成电路中包括LED驱动器和寄存器，所述LED驱动器连接所述红外线发射二极管，每个所述红外线发射二极管均设置有与之对应设置的寄存器，所述寄存器连接所述红外线传感器。
6.如权利要求1所述的手势控制开关的识别方法，其特征在于：还包括红外接近传感器集成电路，所述红外接近传感器集成电路包括环境光传感模块。
7.如权利要求1所述的手势控制开关的识别方法，其特征在于：还包括隔离电源模块，所述隔离电源模块将将高压交流电转换为低压直流电，所述隔离电源模块为开关供电。
8.如权利要求2所述的手势控制开关的识别方法，其特征在于：所述向上手势和向右手势为开关操作，所述向下手势和向左手势为开关关闭操作。
9.如权利要求3所述的手势控制开关的识别方法，其特征在于：所述悬停手势为进入调光模式，所述靠近手势为照明变亮操作，所述远离手势为照明变暗操作。
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