CN106054650A - 一种新型智能家居系统及多手势控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种新型智能家居系统，包括智能控制终端、家用智能设备，所述智能控制终端包括红外线发射模块、多手势信息处理模块、多手势识别模块、多功能控制模块、无线通信模块，所述多手势信息处理模块提取左手和/或右手的手势动作对应的特征信息，所述多功能控制模块用于将左手和/或右手的一种或一种以上所述动作信息转化为对应一种或一种以上家用智能设备的多种精细化的控制控制指令。本发明实施例还公开了一种新型智能家居多手势控制方法。本发明创造性提出了利用光学检测方法实现多手势控制，用户徒手就能控制多种家用智能设备，并且还可以对家用智能家用智能设备进行精细化控制，摆脱了以往手势单一且简单的控制的缺陷。

Description

一种新型智能家居系统及多手势控制方法

技术领域

本发明涉及一种智能家居系统及控制方法，尤其涉及一种利用光学感测的新型智能家居系统及多手势控制方法。

背景技术

随着互联网+大潮的到来，传统家居也插上了互联网的翅膀，向智能家居方向发展。智能家居以家庭住宅为平台，利用综合布线技术、自动控制技术、网络通信技术、安全技术于一体，连接家庭智能设备形成智能化、网络化的智能控制系统，智能家居可以让用户更加方便地管理和控制家用智能设备，给用户带来了很大程度上的便利、安全和舒适。随着智能家用设备的越来越多，开启、关闭、精细化控制不同的家用设备时需进入到相对于的遥控设备的控制界面进行操作，使得这个智能家居系统非常杂乱。

手势是一种重要的、含义丰富的人体动作，具有灵活、体验感好、控制方便等优点。随着社会的快速发展，手势控制技术也开始运用到各个领域，比如在体感游戏、虚拟展厅、会议、工业控制等方面都有很好的应用。将手势识别用于智能家居的控制，提高了人们对家用设备控制的方便性，灵活性。为行动不方便或者听觉、视觉、缺乏学习能力的老人和小孩提供了很大的帮助，更为重要的是用一个智能控制终端代替了多个遥控设备，方便性大幅度提高。这种体感控制方式会随着VR，手势控制无人机的兴起而变得火热。

在已有的手势控制智能家居系统中，存在以下缺陷：第一：家用智能设备会越来越多，手势动作少，难以一一控制，还不能进行精细化控制；第二：一次只能控制一个设备，缺少一次控制多个设备，如果要进行多个设备的控制，操作繁琐。目前主要通过手势手套来识别手的动作信息，如专利号为ZL201310411216.2的《一种基于手势识别的智能家居系统》、专利申请号为201510434503.4的《一种可手势操作的智能家居控制系统》，其手势识别采用的就是手势手套，在控制家用设备时，需要提前戴上手势手套，方便性与易用性差；专利号为ZL201310411216.2只提供有限的手势动作，包括四指握拳，且拇指水平向左、向右、向上或向下伸出四种动作。在专利申请号为201510434145.7的《遥控智能家居设备的方法、装置及终端》，它通过采用检测滑动手势及每个手势的滑动方向，当确定沿一滑动方向的滑动手势的连续执行次数达到了指定的次数，智能家居设备就执行相应的操作，这种方法控制一种智能设备，需要重复多次手势操作，控制多个智能设备时，需执行许多次滑动手势动作，体验性差。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种新型智能家居系统及多手势控制方法。可使用多手势对一个或多个智能设备进行多种操作。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种新型智能家居系统，包括智能控制终端、家用智能设备、路由器，所述智能控制终端与所述家用智能设备直接或通过所述路由器取得通讯，所述智能控制终端包括红外线发射模块、摄像头模块、多手势信息处理模块、多手势识别模块、多功能控制模块、无线通信模块，所述红外线发射模块使所述摄像头模块获取用户手势动作的变化，所述多手势信息处理模块用于对所述用户手势动作变化进行处理，并提取左手和/或右手的手势动作对应的特征信息，所述多手势识别模块用于将所述特征信息转化为动作信息，所述多功能控制模块用于将左手和/或右手的一种或一种以上所述动作信息转化为对应一种或一种以上所述家用智能设备的多种精细化的控制控制指令，所述无线通信模块将所述控制指令下发到对应的家用智能设备上。

进一步地，所述多手势识别模块所识别的动作信息包括左手手势动作和/或右手手势动作，且均包括左挥动、右挥动、上挥动、下挥动、向前挥动、向后挥动、握拳、抓捏、手掌俯仰、手掌旋转、手掌翻转、单指画圆、按键点击、屏幕点击中的至少一种。

更进一步地，所述红外线发射模块包括LED近红外波段发射装置、红外滤光片。

更进一步地，还包括存储模块，储存用户第一次使用时设定的手势动作与所述家用智能设备之间对应关系的数据库，所述数据库还包括云端数据库，所述存储模块用于记录用户大量的手势动作，并进行自学习与修正识别手势动作数据。

设定的手势动作与所述家用智能设备之间对应关系的数据库也可以通过WIFI传输到云端，需要时在云端进行调用；存储模块存储用户每次使用的信息，用户的使用习惯，智能家用设备的使用频率，根据大量手势的动作与家用智能设备之间对应关系的信息，进行手势动作的自学习，自适应，能够自动进行修正与识别不太规范或者歧义较大的手势动作，达到越用越灵敏，越用越人性化。

更进一步地，所述无线通信模块通过局域网、WIFI、ZigBee、蓝牙或红外将所述控制指令发送到对应的家用智能设备。

更进一步地，所述摄像头模块为两个对称分布的CMOS摄像头或者CCD摄像头。

相应地，本发明实施例还提供了一种新型智能家居多手势控制方法，包括以下步骤：

红外线发射模块发出的近红外波段光线经过红外滤光片，照射用户手部；

通过摄像头获取用户手势动作的变化，经多手势信息处理模块对手势的变化进行处理，提取左手和/或右手的手势动作对应的特征信息；

将所述特征信息转化为动作信息，使用左手和/或右手的一种或一种以上所述动作信息转化为对应一种或一种以上家用智能设备的多种精细化的控制控制指令，所述具体控制操作包括：一种手势动作对应控制一种家用智能设备或者一种手势动作对应控制多种组合家用智能设备，也可以两种或者两种以上手势动作组合去控制一种家用智能设备，也可以两种或者两种以上手势动作组合去控制多种组合家用智能设备。

进一步地，所述动作信息包括左手手势动作和/或右手手势动作，且均包括左挥动、右挥动、上挥动、下挥动、向前挥动、向后挥动、握拳、抓捏、手掌俯仰、手掌旋转、手掌翻转、单指画圆、按键点击、屏幕点击中的至少一种。

更进一步地，所述精细化的控制控制指令为对应家用智能设备的具体控制操作。

更进一步地，所述控制控制指令通过局域网、WIFI、ZigBee、蓝牙或红外发送到对应的家用智能设备。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：本发明创造性提出了利用光学检测方法实现多手势控制，用户徒手就能控制家用智能设备，并且还可以对家用智能家用智能设备进行精细化控制，摆脱了以往每个家用智能设备都需要一个遥控终端来控制，具有以下优点：

（1）解决了现有方法中用户戴上手势手套的弊端。

（2）用一个智能控制终端代替多个遥控终端，解决了一个家用智能设备需用一个遥控装置的问题。

（3）手势多样，用户可以定义自己的偏好手势动作，控制方式多样，灵活性大，控制多个智能家用设备快捷方便，操作简单易学。

（4）可以进行精细化控制，而且还针对不同的手势动作进行自学习、修正，解决不太规范的手势动作或者歧义较大的手势动作，因而实际价值巨大。

附图说明

图1是本发明一种新型智能家居系统的整体结构示意框图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

本发明的一种新型智能家居系统在实施时，需接入家用智能设备300，智能控制终端200与家用智能设备300之间需通过路由器400建立局域网。如图1所示，用户将手放在智能终端200上方，LED近红外波段发射模块101发射的红外光线经红外滤光镜片屏蔽掉可见光以及紫外光，当用户手势动作发生变化，通过双目摄像头模块102捕捉手势的变化，多手势信息处理模块103对手势的变化的进行处理，提取出特征信息，多手势识别模块104把提取出的特征信息转化为动作信息，识别手势动作，多功能控制模块105将多手势识别模块104识别出的用户手势转化为对应的家用智能设备控制指令，并将这些指令通过无线通信模块106发射到家用智能设备上，去执行用户手势对应的动作。

控制家用智能设备，需添加手势动作与家用智能设备之间的对应关系。可以是左手的一种手势动作对应开启与关闭一种家用智能设备，也可以是左手的一种手势动作对应开启与关闭多种组合的家用智能设备，也可以是左手的多种手势动作组合去开启与关闭多种组合的家用智能设备；也可以采用右手的一种手势动作对应开启与关闭一种家用智能设备，右手的一种手势动作对应开启与关闭多种组合的家用智能设备，也可以是右手的多种手势动作组合去开启与关闭多种组合的家用智能设备；用户根据自己的喜好去选择左手或者右手去开启和关闭家用智能设备。

当用户选择的是左手手势动作开启家用智能设备，那么利用右手手势动作对该家用智能进行精细化控制；用户选择的是右手手势动作开启家用智能设备，那么利用左手手势动作对该家用智能进行精细化控制。把这些手势动作对应的家用智能设备信息通过存储模块存储在数据库里。对应关系添加好之后，下次启动家用智能设备时，用户只需要执行设定好的手势动作，通过多手势信息处理模块、多手势识别模块、控制模块并将这些指令通过WIFI或者ZigBee或者蓝牙或者红外发射到家用智能设备上，去执行用户手势对应的动作。

如上述所述，可以根据用户的生活使用习惯和需求进行手势与家用智能设备进行匹配。比如左手手势动作：左挥动、右挥动、上挥动、下挥动、向前挥动、向后挥动、握拳、抓捏、手掌俯仰、手掌旋转、手掌翻转、单指画圆、按键点击、屏幕点击等14种动作。用户右手手势动作：左挥动、右挥动、上挥动、下挥动、向前挥动、向后挥动、握拳、抓捏、手掌俯仰、手掌旋转、手掌翻转、单指画圆、按键点击、屏幕点击等14种动作。左手手势动作分别控制控制电视、空调、灯、门窗、防盗摄像头、空气净化器、多彩床头灯等智能家用设备的开启与关闭；右手进行精细化控制，比如选择的确定、频道的切换、音量的增大与减小、模式的切换、温度的升高与降低、风速与风向的调节、摄像头俯仰角度的调整、摄像头水平角度的调整、空气净化器净化能力的调节、彩床头灯的灯光颜色和亮度的调节。或者右手手势动作分别控制控制电视、空调、灯、门窗、防盗摄像头、空气净化器、多彩床头灯等智能家用设备的开启与关闭；左手进行精细化控制，比如选择的确定、频道的切换、音量的增大与减小、模式的切换、温度的升高与降低、风速与风向的调节、摄像头俯仰角度的调整、摄像头水平角度的调整、空气净化器净化能力的调节、彩床头灯的灯光颜色和亮度的调节。

在控制终端状态显示模块上观察到室内湿度值较大，通过手势动作启动空调的除湿模式；在智能控制终端状态显示模块上观察到室内温度过高或者过低，通过手势动作启动空调的减温度或加温度，观察到室内湿度过大，通过手势动作启动空调的除湿模式；在智能控制终端状态显示模块上观察到室内PM2.5值较大，通过手势上挥动动作增强空气净化器净化能力。

通过启动模块开启该智能控制终端，当第一次使用该智能控制终端时，该智能控制终端与家用智能设备需通过路由器建立局域网。连接好之后，录入与家用智能设备对应的手势动作。用户把左手或者右手放在智能控制终端的上方，执行所述左手14中手势动作中的一种或者右手14中手势动作中的一种，红外波段发射模块101发射的近红外光线，经滤光镜片屏蔽掉可见光以及紫外光，摄像头模块102捕捉手势信息，多手势信息处理模块103对捕捉的手势信息进行处理，提取出特征信息，多手势识别模块104把提取出的特征信息转化为动作信息，识别手势动作，多功能控制模块105将多手势识别模块104识别出的用户手势转化为对应的家用智能设备控制指令，并将这些指令通过无线通信模块106使用WIFI或者蓝牙或者红外发射到家用智能设备上，去执行家用智能设备的开启。

摄像头模块102可以是两个对称分布的CMOS摄像头或者CCD摄像头，组成双目摄像头，模拟人眼的效果。

存储模块，含有储存用户第一次使用时设定的手势动作与智能家用设备之间对应关系的数据库，该数据库可以放在智能控制终端的存储模块中，也可以通过WIFI传输到云端，需要时在云端进行调用；存储模块可以存储每次记录使用的信息，用户的使用习惯，根据大量手势的动作与家用智能设备之间对应关系的信息，进行手势动作的自学习，能够自动进行修正与识别不太规范或者歧义较大的手势动作，达到越用越灵敏，越用越人性化。

以下结合一种新型智能家居多手势控制方法作进一步说明。

本实施例的一种多手势控制方法包括：一种手势动作对应开启与关闭一种家用智能设备，多种手势动作进行精细化控制；或者一种手势动作对应开启与关闭多种家用智能设备的组合，或者用两种或多种手势动作组合或者多种手势组合去控制多种家用智能设备及其组合。

利用所述手势动作，当第一选择为左手14种手势动作中选择一种手势动作开启与关闭电视，第二选择为在右手14种手势动作中选择7种手势动作分别控制电视的加频道、减频道、加音量、减音量、选择的确定、亮度的调节、返回操作。也可以是第一选择为右手14种手势中选一种手势动作开启与关闭电视，第二选择为在左手14中手势动作中选择7种手势动作分别控制电视的加频道、减频道、加音量、减音量、选择的确定、亮度的调节、返回操作。

利用所述手势动作，当第一选择为左手余下13种手势动作中选择一种手势动作开启与关闭空调，第二选择为在右手14种手势动作中选择6种手势动作分别控制空调的加温度、减温度、风速调整、风向调整、选择的确定、模式切换。也可以第一选择为右手余下13种手势动作中选择一种手势动作开启与关闭空调，第二选择为在左手14种手势动作中选择6种手势动作分别控制空调的加温度、减温度、风速调整、风向调整、选择的确定、模式切换。

利用所述手势动作，当第一选择为左手余下12种手势动作中选择一种手势动作开启与关闭电灯，也可以是当第一选择为右手余下12种手势动作中选择一种手势动作开启与关闭电灯。

利用所述手势动作，当第一选择为左手余下11种手势动作中选择一种手势动作开启与关闭窗帘，第二选择为在右手14种手势动作中选择1种进行窗帘打开部分的调节。也可以是当第一选择为右手余下11种手势动作中选择一种手势动作开启与关闭窗帘，第二选择为在左手14种手势动作中选择1种进行窗帘打开部分的调节。

利用所述手势动作，当第一选择为左手余下10种手势动作中选择一种手势动作开启与关闭防盗摄像头，第二选择为在右手14种手势动作中选择2种手势动作分别控制摄像头俯仰角度的调整、摄像头水平角度的调整。也可以是当第一选择为右手余下10种手势动作中选择一种手势动作开启与关闭防盗摄像头，第二选择为在右手14种手势动作中选择2种手势动作分别控制摄像头俯仰角度的调整、摄像头水平角度的调整。

利用所述手势动作，当第一选择为左手余下9种手势动作中选择一种手势动作开启与关闭防盗摄像头，第二选择为在右手14种手势动作中选择1种手势动作控制空气净化器净化能力的调节。也可以是当第一选择为右手余下9种手势动作中选择一种手势动作开启与关闭防盗摄像头，第二选择为在左手14种手势动作中选择1种手势动作控制空气净化器净化能力的调节。

利用所述手势动作，当第一选择为左手余下8种手势动作中选择一种手势动作开启与关闭多彩床头灯，第二选择为在右手14种手势动作中选择2种手势动作控制灯光颜色的调节、亮度的调节。也可以是当第一选择为右手余下8种手势动作中开启与关闭多彩床头灯，第二选择为在左手14种手势动作中选择2种手势动作控制灯光颜色的调节、亮度的调节。

利用所述手势动作，当第一选择为左手余下7种手势动作中选择一种手势动作开启与关闭智能音响，第二选择为在右手14种手势动作中选择2种手势动作控制智能音响音量的调节。也可以是当第一选择为右手余下7种手势动作中选择一种手势动作开启与关闭智能音响，第二选择为在左手14种手势动作中选择2种手势动作控制智能音响音量的调节。

利用所述手势动作，当第一选择为左手余下6种手势动作中选择一种手势动作开启与关闭智能插座，第二选择为在右手14种手势动作中选择2种手势动作控制智能插座定时的调节。也可以第一选择为右手余下6种手势动作中选择一种手势动作开启与关闭智能插座，第二选择为在左手14种手势动作中选择2种手势动作控制智能插座定时的调节。

上述的是一种手势动作对应开启与关闭一种家用智能设备，多种手势动作对开启的家用智能设备进行精细化控制；也可以两种手势动作组合对应控制一种家用智能设备；也可以两种手势动作组合对应控制多种家用智能设备。

利用所述手势动作，当第一选择为左手的握拳、左挥动为一个动作，左手的握拳、右挥动为一个动作，左手的握拳、上挥动为一个动作，左手的握拳、下挥动为一个动作，左手的握拳、向前移动为一个动作，左手的握拳、向后移动为一个动作从中选个一个动作控制电灯A的开启与关闭，选取另一个动作控制电灯A的开启与关闭，选取另一个动作控制电灯C的开启与关闭。也可以第一选择为右手的握拳、左挥动为一个动作，右手握拳、右挥动为一个动作，右手握拳、上挥动为一个动作，右手的握拳、下挥动为一个动作，右手的握拳、向前移动为一个动作，右手的握拳、向后移动为一个动作从中选个一个动作控制电灯A的开启与关闭，选取另一个动作控制电灯A的开启与关闭，选取另一个动作控制电灯C的开启与关闭。

利用所述手势动作，当第一选择为左手的左挥动、右挥动为一个动作，上挥动、下挥动为一个动作，向前移动与向后移动为一个组合，抓捏与松开为一个动作，握拳与松拳为一个动作五个手势动作中选取一个手势动作开启与关闭客厅灯、客厅电视、防盗摄像头、客厅空调、空气净化器。也可以第一选择为右手的左挥动、右挥动为一个动作，上挥动、下挥动为一个动作，向前移动与向后移动为一个组合，抓捏与松开为一个动作，握拳与松拳为一个动作五个手势动作中选取一个手势动作开启与关闭客厅灯、客厅电视、防盗摄像头、客厅空调、空气净化器。

利用所述手势动作，当第一选择为左手的左挥动、右挥动组合为一个动作，上挥动、下挥动组合为一个动作，向前移动与向后移动为一个组合，抓捏与松开组合为一个动作，握拳与松拳组合为一个动作五个手势动作中余下的四个选取一个手势动作开启与关闭房间灯、防盗摄像头、房间空调、房间空气净化器、多彩床头灯。也可以第一选择为右手的左挥动、右挥动组合为一个动作，上挥动、下挥动组合为一个动作，向前移动与向后移动为一个组合，抓捏与松开组合为一个动作，握拳与松拳组合为一个动作五个手势动作中余下的四个选取一个手势动作开启与关闭房间灯、防盗摄像头、房间空调、房间空气净化器、多彩床头灯。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种新型智能家居系统，包括智能控制终端、家用智能设备、路由器，所述智能控制终端与所述家用智能设备直接或通过所述路由器取得通讯，其特征在于，所述智能控制终端包括红外线发射模块、摄像头模块、多手势信息处理模块、多手势识别模块、多功能控制模块、无线通信模块，所述红外线发射模块使所述摄像头模块获取用户手势动作的变化，所述多手势信息处理模块用于对所述用户手势动作变化进行处理，并提取左手和/或右手的手势动作对应的特征信息，所述多手势识别模块用于将所述特征信息转化为动作信息，所述多功能控制模块用于将左手和/或右手的一种或一种以上所述动作信息转化为对应一种或一种以上所述家用智能设备的多种精细化的控制控制指令，所述无线通信模块将所述控制指令下发到对应的家用智能设备上。

2.根据权利要求1所述的新型智能家居系统，其特征在于，所述多手势识别模块所识别的动作信息包括左手手势动作和/或右手手势动作，且均包括左挥动、右挥动、上挥动、下挥动、向前挥动、向后挥动、握拳、抓捏、手掌俯仰、手掌旋转、手掌翻转、单指画圆、按键点击、屏幕点击中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的新型智能家居系统，其特征在于，所述红外线发射模块包括LED近红外波段发射装置、红外滤光片。

4.根据权利要求2或3 所述的新型智能家居系统，其特征在于，还包括存储模块，储存用户第一次使用时设定的手势动作与所述家用智能设备之间对应关系的数据库，所述数据库还包括云端数据库，所述存储模块用于记录用户大量的手势动作，并进行自学习与修正识别手势动作数据。

5.根据权利要求4所述的新型智能家居系统，其特征在于，所述无线通信模块通过局域网、WIFI、ZigBee、蓝牙或红外将所述控制指令发送到对应的家用智能设备。

6.根据权利要求5所述的新型智能家居系统，其特征在于，所述摄像头模块为两个对称分布的CMOS摄像头或者CCD摄像头。

7.一种新型智能家居多手势控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

红外线发射模块发出的近红外波段光线经过红外滤光片，照射用户手部；

通过摄像头获取用户手势动作的变化，经多手势信息处理模块对手势的变化进行处理，提取左手和/或右手的手势动作对应的特征信息；

将所述特征信息转化为动作信息，使用左手和/或右手的一种或一种以上所述动作信息转化为对应一种或一种以上家用智能设备的多种精细化的控制控制指令。

8.根据权利要求7所述的新型智能家居多手势控制方法，其特征在于，所述动作信息包括左手手势动作和/或右手手势动作，且均包括左挥动、右挥动、上挥动、下挥动、向前挥动、向后挥动、握拳、抓捏、手掌俯仰、手掌旋转、手掌翻转、单指画圆、按键点击、屏幕点击中的至少一种。

9.根据权利要求8所述的新型智能家居多手势控制方法，其特征在于，所述精细化的控制控制指令为对应家用智能设备的具体控制操作，所述具体控制操作包括：一种手势动作对应控制一种家用智能设备或者一种手势动作对应控制多种组合家用智能设备，也可以两种或者两种以上手势动作组合去控制一种家用智能设备，也可以两种或者两种以上手势动作组合去控制多种组合家用智能设备。

10.根据权利要求9所述的新型智能家居多手势控制方法，其特征在于，所述控制控制指令通过局域网、WIFI、ZigBee、蓝牙或红外发送到对应的家用智能设备。