CN107202426A - 控制装置和方法、热水器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种控制装置和方法、热水器，其中，该控制装置包括：光检测器、处理器和被扫描部件；其中，所述光检测器接收的光路通过所述被扫描部件，所述光检测器采样得到光值；所述处理器与所述光检测器相连，用于根据所述光检测器采样得到的光值确定控制手势的方向，以生成控制指令对被控设备进行控制。本方案解决了现有的手势所存在的技术实现较为复杂，应用成本高的技术问题，达到了简单高效实现手势控制的技术效果。

Description

控制装置和方法、热水器

技术领域

本发明涉及设备控制技术领域，具体而言，涉及一种控制装置和方法、热水器。

背景技术

目前，随着手势控制技术的不断发展，手势控制计算正在越来越多地被应用在被控设备中。

现有的手势控制技术一般是采用摄像头捕获用户的动作，然后通过对多帧图像的数据流进行处理，以判断用户的手势方向，生成控制指令，或者是是通过多个传感器构建识别网络从而达到识别用户手势的目的。

然而，上述这些手势控制方法都存在应用成本比较高，技术实现较为复杂的技术问题，

针对上述问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种控制装置和方法、热水器，以解决现有的手势所存在的技术实现较为复杂，应用成本高的技术问题。

一方面，提供了一种控制装置，包括：光检测器、处理器和被扫描部件；其中，所述光检测器接收的光路通过所述被扫描部件，所述光检测器采样得到光值；所述处理器与所述光检测器相连。用于根据所述光检测器采样得到的光值确定控制手势的方向，以生成控制指令对被控设备进行控制。

在一个实施方式中，所述被控设备包括：热水器。

在一个实施方式中，所述被扫描部件包括：玻璃条。

在一个实施方式中，还包括：壳体，其中，所述传感器位于壳体内部，所述被扫描部件位于壳体外部。

另一方面，还提供了一种控制方法，包括：获取光检测器前后两次采样得到的光值；根据前后两次采样得到的光值确定被遮挡区域的移动方向；将确定的移动方向作为用户手势的移动方向；

根据确定的用户手势的移动方向生成控制指令。

在一个实施方式中，根据前后两次采样得到的光值确定被遮挡区域的移动方向，包括：对采样得到的光值进行滤波；对滤波后的光值中的各个像素点进行二值化处理；根据二值化处理结果确定本次采样的被遮挡区域；将前后两次确定的被遮挡区域进行比较，确定被遮挡区域的移动方向。

在一个实施方式中，对滤波后的光值中的各个像素点进行二值化处理，包括：确定当前像素点的像素值是否超出预设像素阈值；如果超出阈值，则将该像素点二值化处理为第一值，如果未超出所述阈值，则将该像素点二值化处理为第二值。

在一个实施方式中，根据二值化处理结果确定本次采样的被遮挡区域，包括：确定二值化处理后连续为第二值的像素点是否超出预设数量；如果超出预设数量，则将超出预设数量的连续为第二值的像素点作为被遮挡区域。

在一个实施方式中，对采样得到的光值进行滤波，包括：对采样得到的光值进行平均滤波。

在一个实施方式中，所述电荷耦合器件采样得到的光值为128个像素点的像素值。

另一方面，还提供了一种控制装置，包括：获取模块，用于获取光检测器前后两次采样得到的光值；第一确定模块，用于根据前后两次采样得到的光值确定被遮挡区域的移动方向；第二确定模块，用于将确定的移动方向作为用户手势的移动方向；生成模块，用于根据确定的用户手势的移动方向生成控制指令。

在一个实施方式中，所述第一确定模块包括：滤波单元，用于对采样得到的光值进行滤波；二值化处理单元，用于对滤波后的光值中的各个像素点进行二值化处理；第一确定单元，用于根据二值化处理结果确定本次采样的被遮挡区域；第二确定单元，用于将前后两次确定的被遮挡区域进行比较，确定被遮挡区域的移动方向。

在一个实施方式中，所述二值化处理单元，包括：第一确定子单元，用于确定当前像素点的像素值是否超出预设像素阈值；处理子单元，用于在确定超出阈值的情况下，将该像素点二值化处理为第一值，在确定未超出阈值的情况下，将该像素点二值化处理为第二值。

在一个实施方式中，所述第一确定单元包括：第二确定子单元，用于确定二值化处理后连续为第二值的像素点是否超出预设数量；生成子单元，用于在确定超出预设数量的情况下，将超出预设数量的连续为第二值的像素点作为被遮挡区域。

在一个实施方式中，所述滤波单元具体用于对采样得到的光值进行平均滤波。

在一个实施方式中，所述电荷耦合器件采样得到的光值为128个像素点的像素值。

又一方面，还提供了一种热水器，包括上述的控制装置。

在上述实施例中，提供了一种控制方法和装置，通过光检测器采样得到光值，根据前后两次采样得到的光值确定用户手势的方向，以生成控制指令，实现起来较为简单，成本也较低，从而解决了现有的手势所存在的技术实现较为复杂，应用成本高的技术问题，达到了简单高效实现手势控制的技术效果。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的控制装置的结构框图；

图2是根据本发明实施例的控制方法流程图；

图3是根据本发明实施例的检测装置的结构示意图；

图4是根据本发明实施例的CCD相关数据处理波形示意图；

图5是根据本发明实施例的近距离运动传感器数据波形变化示意图；

图6是根据本发明实施例的控制流程图；

图7是根据本发明实施例的CCD线阵数据采集及处理流程图；

图8是根据本发明实施例的数据二值化处理流程图；

图9是根据本发明实施例的有效动作数据处理流程图；

图10是根据本发明实施例的主控程序流程图；

图11是根据本发明实施例的控制装置的另一结构示意图。

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明白，下面结合实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

在本发明实施例中，提供了一种控制装置，如图1所示，可以包括：光检测器101、处理器102和被扫描部件103；

其中，光检测器101接收的光路通过所述被扫描部件，所述光检测器采样得到光值，即，如果被扫描部件被遮挡，那么光检测器101是可以感知的，其中，光检测器101可以是CCD(Charge-coupled Device，电荷耦合元件)传感器；

处理器102与光检测器101相连，用于根据光检测器101采样得到的光值确定控制手势的方向，以生成控制指令对被控设备进行控制。

因为整个手势控制装置，仅需要有一个光检测器101和一个被扫描的部件，例如，可以透光的玻璃条，就可以实现，因此实现起来较为简单，且成本很低。

考虑到热水器作为一款常用的家用电器，一般分为壁挂式和水箱式，对于热水器的控制终端(例如，线控器或显示面板)很多是安装在浴室中的。然而，在沐浴的时候，浴室内水汽较重，长时间的水气过重，很容易导致线控器或者显示面板不灵敏。

为此，可以通过图1所示的控制装置控制热水器，以解决热水器控制中所存在的问题，即，上述的被控设备可以是热水器。

对于上述的被扫描部件，只要是可以透光的部件都是可以的，例如，可以是透光的塑料，或者玻璃等，且该透光的部件可以设置为长条形，以便于操作者通过手势控制。

为了避免被水气或者是其它物质损坏，上述的传感器可以是位于壳体内的，被扫描部件可以位于壳体的外部。

基于图1所示的控制装置，在本例中，还提供了一种控制方法，如图2所示，可以包括如下步骤：

步骤201：获取光检测器前后两次采样得到的光值；

步骤202：根据前后两次采样得到的光值确定被遮挡区域的移动方向；

在确定移动方向的时候，可以先对数据进行预处理，例如，可以对采样得到的光值进行滤波、二值化等处理，以便基于处理后的数据可以简单判断出被遮挡的区域或者是判断出有效区域。

例如，可以按照如下步骤确定移动方向：

S1：对采样得到的光值进行滤波；

例如，可以对采样得到的光值进行平均列表，假设获取的光值被存入一个数组，那么就该数组汇总的值进行数据值平均滤波。

S2：对滤波后的光值中的各个像素点进行二值化处理；

可以预先设置一个像素阈值，确定当前像素点的像素值是否超出预设像素阈值；如果超出阈值，则将该像素点二值化处理为第一值(例如：1)，如果未超出所述阈值，则将该像素点二值化处理为第二值(例如：0)。即，通过两个数值表示所有的采样结果。

S3：根据二值化处理结果确定本次采样的被遮挡区域；

如果仅一个像素点被遮挡，显然是无法作为用户有手势控制的，因为手指本身存在一定的宽度，因此，可以设置一个预设数量值，确定二值化处理后连续为第二值的像素点是否超出预设数量；如果超出预设数量，则将超出预设数量的连续为第二值的像素点作为被遮挡区域，对于是第二值，但是连续像素点小于预设数量的，可以认为是无效区域，不进行处理。

S4：将前后两次确定的被遮挡区域进行比较，确定被遮挡区域的移动方向。

例如，两次比较，后一次的被遮挡区域位于前一次的被遮挡区域的右边，可以确定移动方向是从左往右；如果后一次的被遮挡区域位于前一次的被遮挡区域的左边，则可以确定移动方向是从右向左；如果后一次的被遮挡区域位于前一次的被遮挡区域的下方，可以确定移动方向是从上到下，如果后一次的被遮挡区域位于前一次的被遮挡区域的上方，则可以确定移动方向是从下到上。

步骤203：将确定的移动方向作为用户手势的移动方向；

即，如果确定出移动方向是从下往上，那么用户手势的移动方向也是从下往上，如果确定出移动方向是从左往右，那么用户手势的移动方向也是从左往右。

步骤204：根据确定的用户手势的移动方向生成控制指令。

可以预先设置手势方向与控制指令的对应关系，例如，从左往右，表明提高温度，从右往左，表明降低温度，那么可以根据确定出的用户手势的移动方向，匹配出对应的控制指令，以实现温度的调节。

然而值得注意的是，这仅是一种示意性描述，在实际实现的时候，还可以对其它目标设备或者参数进行控制，本申请对此不作限定。

在进行手势识别的过程中，电荷耦合器件采样得到的光值可以是128个像素点的像素值，每个像素点的光值变化范围可以是0-255，即由暗变明。

下面结合一个具体实施例对上述控制装置和方法进行具体说明，然而，值得注意的是，该具体实施例仅是为了更好地说明本申请，并不构成对本申请的不当限定。

在本例中，提出了一种手势识别方法和装置，可用于家用热水机，实现对用户简单的手势进行识别判断，从而降低传统触摸式控制终端的误触率，提升了用户体验。

利用线性CCD(Charge-coupled Device，电荷耦合元件)传感器和一块玻璃长条(也可以是方形的或者其它形状，本申请不作限定)构建成检测装置。调节CCD的焦距使其扫描范围落在玻璃长条上。用户通过接触或非接触地在长条面前做出简单的手势(例如：向左或者向右滑动等一维数据动作)，CCD将扫描得到的用户手势数据流发送给主CPU，主CPU进行数据处理(例如：数据滤波、二值化、有效数据对比等)，以判断出用户不同的手势。

如图3所示，检测装置可以由一个线性CCD传感器与一外置玻璃长条构成。(以下实施方式以一维128个像素点的CCD为例)。调节线性CCD与玻璃长条的相对位置，使得CCD采样的数据落在玻璃长条上即可。

其中，CCD采样的数据为光值(即，光的强弱变化数据)，共128个像素点，每个像素点的光值变化范围为0-255(由暗变亮)。在对检测装置进行调节的时候，仅需要保证CCD接收的光路刚好通过玻璃条即可。

如图4所示，为CCD相关数据处理波形示意图，如图5所示为近距离运动传感器数据波形变化示意图。基于图4和图5的原理，可以通过如图6所示的控制流程识别用户手势，可以按照如下流程识别用户手势：主CPU采样CCD数据→采样数据进行滤波(128个数据)→数据二值化→得到一次有效数据。然后，通过一次有效数据与后几次有效数据进行对比→CPU判断手势并发出手势标志。

具体地，按照上述说明调整好控制装置之后，主CPU可以定时采样线性CCD的数据，并对数据进行如下处理：

如图7所示，对采样回来的128个数据进行数据滤波(例如：可以采用平均滤波的方式)、对滤波后的数据进行二值化处理后得到一个稳定的波形。如果玻璃长条上有遮挡，则该遮挡区域的像素点的光值会变小，处理之后则该区域光值为0，其余为高。主程序处理该数据后得到有效数据(即遮挡区域)范围。主程序不断的对CCD的数据进行采样及处理。当检测到长条第一次有遮挡后，主板通过对比有效数据范围与后一组数据的有效数据范围，判断之后是否连续出现有效数据范围左移或者右移的情况，从而判断用户做出“向左”或“向右”的动作，并发出相应的标志位，从而达到简单的手势识别作用。

如图8所示为二值化处理流程图，如图9所示为有效数据范围确定流程图，如图10所示，为基于连续两次确定出的有效数据范围确定用户手势方向流程图。

上例所提供的装置和方法可以用于非接触式的控制终端各模式或参数的操控，例如，可以用于调节水温。通过识别用户手势的左右移动控制热水器出水温度的升降，例如，向左表示降温，向右表示升温等。

在上例中，不仅可以识别用户的左右手势动作，还可以识别用户手势向左向右移动的速度，其中所提及的CCD不限制型号，不同的线性CCD只需要调节装置的位置及处理数据的长度即可。

基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种控制装置，如下面的实施例所述。由于控制装置解决问题的原理与控制方法相似，因此控制装置的实施可以参见控制方法的实施，重复之处不再赘述。以下所使用的，术语“单元”或者“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。图11是本发明实施例的控制装置的一种结构框图，如图11所示，可以包括：获取模块1101、第一确定模块1102、第二确定模块1103和生成模块1104，下面对该结构进行说明。

获取模块1101，用于获取光检测器前后两次采样得到的光值；

第一确定模块1102，用于根据前后两次采样得到的光值确定被遮挡区域的移动方向；

第二确定模块1103，用于将确定的移动方向作为用户手势的移动方向；

生成模块1104，用于根据确定的用户手势的移动方向生成控制指令。

在一个实施方式中，第一确定模块1102可以包括：滤波单元，用于对采样得到的光值进行滤波；二值化处理单元，用于对滤波后的光值中的各个像素点进行二值化处理；第一确定单元，用于根据二值化处理结果确定本次采样的被遮挡区域；第二确定单元，用于将前后两次确定的被遮挡区域进行比较，确定被遮挡区域的移动方向。

在一个实施方式中，二值化处理单元可以包括：第一确定子单元，用于确定当前像素点的像素值是否超出预设像素阈值；处理子单元，用于在确定超出阈值的情况下，将该像素点二值化处理为第一值，在确定未超出阈值的情况下，将该像素点二值化处理为第二值。

在一个实施方式中，第一确定单元可以包括：第二确定子单元，用于确定二值化处理后连续为第二值的像素点是否超出预设数量；生成子单元，用于在确定超出预设数量的情况下，将超出预设数量的连续为第二值的像素点作为被遮挡区域。

在一个实施方式中，滤波单元具体可以用于对采样得到的光值进行平均滤波。

在一个实施方式中，所述电荷耦合器件采样得到的光值为128个像素点的像素值。

在另外一个实施例中，还提供了一种软件，该软件用于执行上述实施例及优选实施方式中描述的技术方案。

在另外一个实施例中，还提供了一种存储介质，该存储介质中存储有上述软件，该存储介质包括但不限于：光盘、软盘、硬盘、可擦写存储器等。

从以上的描述中，可以看出，本发明实施例实现了如下技术效果：提供了一种控制方法和装置，通过光检测器采样得到光值，根据前后两次采样得到的光值确定用户手势的方向，以生成控制指令，实现起来较为简单，成本也较低，从而解决了现有的手势所存在的技术实现较为复杂，应用成本高的技术问题，达到了简单高效实现手势控制的技术效果。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明实施例的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明实施例不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种控制装置，其特征在于，包括：光检测器、处理器和被扫描部件；

其中，所述光检测器接收的光路通过所述被扫描部件，所述光检测器采样得到光值；

所述处理器与所述光检测器相连，用于根据所述光检测器采样得到的光值确定控制手势的方向，以生成控制指令对被控设备进行控制。

2.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述被控设备包括：热水器。

3.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述被扫描部件包括：玻璃。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的控制装置，其特征在于，还包括：壳体，其中，所述传感器位于壳体内部，所述被扫描部件位于壳体外部。

5.一种控制方法，其特征在于，包括：

获取光检测器前后两次采样得到的光值；

根据前后两次采样得到的光值确定被遮挡区域的移动方向；

将确定的移动方向作为用户手势的移动方向；

根据确定的用户手势的移动方向生成控制指令。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据前后两次采样得到的光值确定被遮挡区域的移动方向，包括：

对采样得到的光值进行滤波；

对滤波后的光值中的各个像素点进行二值化处理；

根据二值化处理结果确定本次采样的被遮挡区域；

将前后两次确定的被遮挡区域进行比较，确定被遮挡区域的移动方向。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，对滤波后的光值中的各个像素点进行二值化处理，包括：

确定当前像素点的像素值是否超出预设像素阈值；

如果超出阈值，则将该像素点二值化处理为第一值，如果未超出所述阈值，则将该像素点二值化处理为第二值。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，根据二值化处理结果确定本次采样的被遮挡区域，包括：

确定二值化处理后连续为第二值的像素点是否超出预设数量；

如果超出预设数量，则将超出预设数量的连续为第二值的像素点作为被遮挡区域。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，对采样得到的光值进行滤波，包括：

对采样得到的光值进行平均滤波。

10.一种控制装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取光检测器前后两次采样得到的光值；

第一确定模块，用于根据前后两次采样得到的光值确定被遮挡区域的移动方向；

第二确定模块，用于将确定的移动方向作为用户手势的移动方向；

生成模块，用于根据确定的用户手势的移动方向生成控制指令。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述第一确定模块包括：

滤波单元，用于对采样得到的光值进行滤波；

二值化处理单元，用于对滤波后的光值中的各个像素点进行二值化处理；

第一确定单元，用于根据二值化处理结果确定本次采样的被遮挡区域；

第二确定单元，用于将前后两次确定的被遮挡区域进行比较，确定被遮挡区域的移动方向。

12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述二值化处理单元，包括：

第一确定子单元，用于确定当前像素点的像素值是否超出预设像素阈值；

处理子单元，用于在确定超出阈值的情况下，将该像素点二值化处理为第一值，在确定未超出阈值的情况下，将该像素点二值化处理为第二值。

13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述第一确定单元包括：

第二确定子单元，用于确定二值化处理后连续为第二值的像素点是否超出预设数量；

生成子单元，用于在确定超出预设数量的情况下，将超出预设数量的连续为第二值的像素点作为被遮挡区域。

14.一种热水器，其特征在于，包括权利要求1至4中任一项所述的控制装置。