CN109112801A - 一种基于机器视觉的智能移动晾衣架装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于机器视觉的智能移动晾衣架装置，属于智能家居领域。它包括有单目机器视觉用摄像头、微控制器、传送带及其驱动装置、安装有多个红外线收发器的轨道、安装有重量传感器的多个衣架移动滑块、固定位、分拣装置和彩色触控显示屏，通过重量传感器来判断衣服是否晒干，通过手势控制衣架收合，通过图像处理分析适合用户收晒衣服的位置，当需要收晒衣服时，自动收回已晒干的或者空的衣架，收晒完成后衣架自动回到原位。通过上述技术方案，可以使用户在收晒衣服时不再需要多次移动，并且可以智能判断衣服是否晾晒完成。

Description

一种基于机器视觉的智能移动晾衣架装置

技术领域

本发明属于智能家居领域，尤其是一种基于机器视觉的智能移动晾衣架装置。

背景技术

当前自动晾衣架的自动化主要体现在晾衣架升降的控制方式，用户需要在不同的晾衣位置和衣物放置处之间来回运动进行晾晒或者收取衣物的动作，这样不仅浪费时间，对行动不便的用户来说使用困难，而且智能化程度相对较低。

发明内容

为解决当前自动晾衣架存在的上述问题，本发明提供一种基于机器视觉的智能移动晾衣架装置，可根据衣架上衣服的重量判断衣服是否晒干或者衣架上是否有衣服，根据用户手势的不同将衣服晒干的衣架或者空的衣架移动到用户所在的位置，方便用户收晒衣服。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种基于机器视觉的智能移动晾衣架装置，它包括安装有多个红外线收发器的轨道、传动带、安装有重量传感器的移动滑块、固定位、分拣装置和控制器，移动滑块的下方悬挂有衣架，分拣装置将移动滑块按照指令在传送带和固定位之间移动，控制器包括单目机器视觉用摄像头和微控制器，通过重量传感器来判断衣服是否晒干，根据用户动态手势和用户所处位置，通过传送带和分拣装置将衣服已经晒干的衣架传送到方便用户收衣服的位置，或者空的衣架传送到方便用户晒衣服的位置。

采用上述技术方案，传送带可由电机或者链轮推动，分拣装置可由皮带推动，使得移动滑块在传送带和固定位之间移动；使用前，“收衣”、“晒衣”和“完成”的手势信息由用户自行定义，空的衣架重量由用户自行定义；在使用过程中，先将晾衣架下降至用户的合适位置；晾衣或晒衣完成后再将晾衣架上升；传送带的移动速度在0.1-0.3m/s；微控制器为用于存储微控制器指令的存储器。

进一步地，控制器还包括彩色触控显示屏，用于向用户反馈单目机器视觉用摄像头的图像和手动控制。

进一步地，当用户在彩色触控显示屏上选择重置信息时，进入信息设置中断服务程序，用户选择需要设置的手势信息或衣架重量；设置手势信息时，当检测到完整的手势后在彩色触控显示屏上回放手势视频，用户确认后将手势与手势信息相关联，完成设置；设置衣架重量时，用户将空的衣架分别悬挂在移动滑块上，确认悬挂完毕后，重量传感器采集数据并记录，完成设置。

进一步地，彩色触控显示屏上实时显示单目机器视觉用摄像头采集的用户手势动作视频，当检测到的手势动作起始与结束时的停顿持续时间大于500ms时，手势有效，通过手势动态检测用户手势信息，该手势信息包括“收衣”、“晒衣”和“完成”。

进一步地，重量传感器实时采集重量数据通过无线传输的方式发送给微控制器，其中，无线传输的方式为蓝牙传输或WiFi传输；微控制器将重量数据在四小时之内无变化或变化小的衣架位编号记录为“晒干”，将重量数据等于空的衣架重量的衣架位编号记录为“空”。

进一步地，初始时移动滑块位于固定位。

进一步地，每个对应的固定位、分拣装置、移动滑块以及对应传送带位置的轨道上的红外线收发器组成一个衣架位，每个衣架位依次编号。

进一步地，红外线收发器安装在轨道上衣架位的两侧，红外线收发器的发射端发射红外线，红外线收发器的接收端接收红外线，当移动滑块位于衣架位时，红外线收发器的接收端检测不到红外线信号。

进一步地，单目机器视觉用摄像头采集动态手势图像传送给微控制器，微控制器提取动态手势图像中用户相对于晾衣架的位置，将距离用户位置最近的衣架位编号记录为“暂停”；此时微控制器控制传送带带动移动滑块移动，当记录为“暂停”的衣架位编号对应的红外线收发器的接收端未检测到红外线，传送带停止，移动滑块上的重量传感器采集重量数据传送给微控制器，若重量数据降为空的衣架重量数据且5s内重量数据变化小，则表示该位置衣架上的衣服已经收取完成，判断移动滑块编号是否与该衣架位编号一致，一致则分拣装置将移动滑块分拣至固定位，所有重量传感器开始采集重量数据；不一致则传送带启动，该衣架位编号对应的红外线收发器的接收端继续检测红外线，若重量数据5s内没有明显变化，则单目机器视觉用摄像头检测是否有手势，若未检测到手势，则保持传送带停止状态；若检测到“完成”手势，则传送带启动，当移动滑块均移动到与其编号一致的衣架位时，传送带停止，分拣装置将移动滑块分拣至固定位，所有重量传感器开始采集数据。

进一步地，当检测到“收衣”手势时，微控制器控制记录为“晒干”的衣架位编号对应的分拣装置将移动滑块分拣至传送带，此时相应编号对应的红外线收发器的接收端检测红外线，若记录为“晒干”的衣架位编号对应的红外线收发器的接收端均未检测到红外线，则表示记录为“晒干”的衣架位编号对应的移动滑块均已在传送带上，则启动传送带的电机，传送带顺时针或逆时针旋转，由分拣装置和传送带配合运动完成收衣流程；

当检测到“晒衣”手势时，微控制器控制记录为“空”的衣架位编号对应的分拣装置将移动滑块分拣至传送带，此时相应编号对应的红外线收发器的接收端检测红外线，若记录为“空”的衣架位编号对应的红外线收发器的接收端均未检测到红外线，则表示记录为“空”的衣架位编号对应的移动滑块均已在传送带上，则启动传送带的电机，传送带顺时针或逆时针旋转，由分拣装置和传送带配合运动完成晒衣流程。

有益效果：

本发明通过重量传感器来判断衣服是否晒干，通过手势控制衣架收合，通过图像处理分析适合用户收晒衣服的位置；当需要收晒衣服时，自动收回已晒干的或者空的衣架，收晒完成后衣架自动回到原位；通过上述技术方案，可以使用户在收晒衣服时不再需要多次移动，并且可以智能判断衣服是否晾晒完成。

附图说明

图1是本发明的晾衣架框架示意图；

图2是本发明的晾衣架结构剖面图；

图3是本发明的用户位置图像示意图；

图4是本发明的流程图；

图中：1-轨道、101-轨道主体、102-红外线收发器的接收端、103-红外线收发器的发射端、2-传送带、201-传送皮带、202-传送带位、3-移动滑块、301-移动滑块主体、302-重量传感器、303-衣架、304-移动滑块卡槽、4-固定位、401-固定位主体、5-分拣装置、501-分拣皮带、502-分拣卡扣、6-控制器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

本发明提出一种基于机器视觉的智能移动晾衣架装置，如图1所示，它包括轨道1、传动带2、移动滑块3、固定位4、分拣装置5和控制器6，控制器6包括单目机器视觉用摄像头、彩色触控显示屏和微控制器。

如图2所示，衣架303悬挂于移动滑块3下方，初始时移动滑块3均在固定位4最外侧；每个对应的固定位4、分拣装置5、移动滑块3以及对应传送带2位置的轨道1上的红外线收发器的接收端102、红外线收发器的发射端103组成一个衣架位，每个衣架位依次编号。轨道1包括轨道主体101、红外线收发器的接收端102和红外线收发器的发射端103。传送带2包括传送皮带201和传送带位202。移动滑块3包括移动滑块主体301、重量传感器302、衣架303和移动滑块卡槽304。固定位4包括固定位主体401。分拣装置5包括分拣皮带501和分拣卡扣502。

如图4(b)所示，当用户在彩色触控显示屏上选择重置信息时，进入信息设置中断服务程序，用户选择需要设置的手势信息或衣架重量；设置手势信息时，当检测到完整的手势后在彩色触控显示屏上回放手势视频，用户确认后将手势与手势信息相关联，完成设置；设置衣架重量时，用户将空的衣架303分别悬挂在移动滑块3上，确认悬挂完毕后，重量传感器302采集数据并记录，完成设置。

如图4(a)所示，记录衣架位编号：安装在移动滑块3上的重量传感器302采集重量数据，通过无线传输的方式将数据实时传送到控制器6，控制器6对重量数据进行比对，将四小时之内重量无变化或变化小的衣架位编号记录为“晒干”；将重量数据约等于空的衣架303重量的衣架位编号记录为“空”。检测手势：动态手势图像采集采用单目机器视觉用摄像头，采集用户手势动作视频，当检测到的手势动作起始与结束时的停顿持续时间大于500ms时，手势有效，通过手势动态检测用户手势信息。手势信息判断：手势信息分为“收衣”、“晾衣”和“完成”。检测用户位置：截取用户手势动作视频，提取用户身体图像，进行处理后得到用户在图像中的位置，根据预先建立的身体位置深度学习模型进行匹配，获知距离用户最近的衣架位编号，记录此编号为“暂停”，根据用户所在位置将各个衣架移动到适合用户晾晒或收取衣服，如图3所示。当检测到“收衣”手势，记录为“晒干”的衣架位编号对应的分拣装置5将移动滑块3分拣至传送带2，此时相应编号对应的红外线收发器的接收端102检测红外线，若记录为“晒干”的衣架位编号对应的红外线收发器的接收端102均未检测到红外线，则表示“晒干”的衣架位对应的移动滑块3均已在传送带2上，则启动传送带2的电机，传送带2顺时针或逆时针旋转，接着，移动滑块3随传送带2移动，当记录为“暂停”的衣架位编号对应的红外线收发器的接收端102未检测到红外线，传送带2停止，移动滑块3上的重量传感器302采集重量数据，将数据通过无线传输传至控制器6，当重量降为空的衣架303重量且5s内重量变化小，表示该位置衣架上的衣服已经收取完成，判断移动滑块3编号是否与该衣架位编号一致，一致则分拣装置5将移动滑块3分拣至固定位4，所有重量传感器302开始采集数据；不一致则传送带2启动，记录为“暂停”的衣架位编号对应的红外线收发器的接收端102继续检测红外线，以此类推。当检测到“晒衣”手势，记录为“空”的衣架位编号对应的分拣装置5将移动滑块3分拣至传送带2，此时相应编号对应的红外线收发器的接收端102检测红外线，若记录为“空”的衣架位编号对应的红外线收发器的接收端102均未检测到红外线，则表示记录为“空”的衣架位对应的移动滑块3均已在传送带2上，则启动传送带2的电机，传送带2顺时针或逆时针旋转；接着，移动滑块3随传送带2移动，当记录为“暂停”的衣架位编号对应的红外线收发器的接收端102未检测到红外线，传送带2停止，移动滑块3上的重量传感器302采集重量数据，将数据通过无线传输传至控制器6，当重量上升且5s内重量变化小，表示该位置衣架上的衣服已经收取完成，判断移动滑块3编号是否与该衣架位编号一致，一致则分拣装置5将移动滑块3分拣至固定位4，所有重量传感器302开始采集数据；不一致则传送带2启动，记录为“暂停”的衣架位编号对应的红外线收发器的接收端102继续检测红外线，以此类推；若重量数据5s内没有明显变化，则单目机器视觉用摄像头检测是否有手势，若没有手势输入则保持传送带2停止状态；若检测到“完成”手势，传送带2启动，当移动滑块3都移动到与之编号一致的衣架位时，传送带2停止，分拣装置5将移动滑块3分拣至固定位4，所有重量传感器302开始采集数据。

如图2所示，分拣装置5由分拣皮带501和分拣卡扣502组成。分拣装置5将移动滑块主体301从固定位主体401分拣至传送带位202的过程为：分拣皮带501将分拣卡扣502移动至a点，如图2(c)所示；分拣皮带501整体下降一个卡扣高度，分拣卡扣502扣入移动滑块卡槽304，如图2(b)所示；分拣皮带501带动分拣卡扣502连同移动滑块主体301由a点向b点运动，将移动滑块主体301推送至传送带位202，然后分拣皮带501上升一个卡扣高度，将分拣卡扣502脱离移动滑块卡槽304，移动滑块主体301停留在传送带位202，如图2(a)所示，完成动作。分拣装置5将移动滑块主体301从传送带位202分拣至固定位主体401的过程为：分拣皮带501将分拣卡扣502移动至b点，如图2(a)所示，分拣皮带501整体下降一个卡扣高度，分拣卡扣502扣入移动滑块卡槽304，分拣皮带501带动分拣卡扣502连同移动滑块主体301由b点向a点运动，将移动滑块主体301推送至固定位401，如图2(b)所示，然后分拣皮带501上升一个卡扣高度，将分拣卡扣502脱离移动滑块卡槽304，移动滑块主体301停留在固定位401，如图2(c)所示，完成动作。

对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种基于机器视觉的智能移动晾衣架装置，其特征在于：它包括安装有多个红外线收发器的轨道(1)、传动带(2)、安装有重量传感器(302)的移动滑块(3)、固定位(4)、分拣装置(5)和控制器(6)，所述移动滑块(3)的下方悬挂有衣架(303)，所述分拣装置(5)将所述移动滑块(3)按照指令在所述传送带(2)和所述固定位(4)之间移动，所述控制器(6)包括单目机器视觉用摄像头和微控制器，通过所述重量传感器(302)来判断衣服是否晒干，根据用户动态手势和用户所处位置，通过所述传送带(2)和所述分拣装置(5)将衣服已经晒干的所述衣架(303)传送到方便用户收衣服的位置，或者空的所述衣架(303)传送到方便用户晒衣服的位置。

2.根据权利要求1所述的基于机器视觉的智能移动晾衣架装置，其特征在于：所述控制器(6)还包括彩色触控显示屏，用于向用户反馈所述单目机器视觉用摄像头的图像和手动控制。

3.根据权利要求2所述的基于机器视觉的智能移动晾衣架装置，其特征在于：当用户在所述彩色触控显示屏上选择重置信息时，进入信息设置中断服务程序，用户选择需要设置的手势信息或衣架重量；设置手势信息时，当检测到完整的手势后在所述彩色触控显示屏上回放手势视频，用户确认后将手势与手势信息相关联，完成设置；设置衣架重量时，用户将空的所述衣架(303)分别悬挂在所述移动滑块(3)上，确认悬挂完毕后，所述重量传感器(302)采集数据并记录，完成设置。

4.根据权利要求3所述的基于机器视觉的智能移动晾衣架装置，其特征在于：所述彩色触控显示屏上实时显示所述单目机器视觉用摄像头采集的用户手势动作视频，当检测到的手势动作起始与结束时的停顿持续时间大于500ms时，手势有效，通过手势动态检测用户手势信息，该手势信息包括“收衣”、“晒衣”和“完成”。

5.根据权利要求1所述的基于机器视觉的智能移动晾衣架装置，其特征在于：所述重量传感器(302)实时采集重量数据通过无线传输的方式发送给所述微控制器，其中，无线传输的方式为蓝牙传输或WiFi传输；所述微控制器将重量数据在四小时之内无变化或变化小的衣架位编号记录为“晒干”，将重量数据等于空的所述衣架(303)重量的衣架位编号记录为“空”。

6.根据权利要求1所述的基于机器视觉的智能移动晾衣架装置，其特征在于：初始时所述移动滑块(3)位于所述固定位(4)。

7.根据权利要求1所述的基于机器视觉的智能移动晾衣架装置，其特征在于：每个对应的所述固定位(4)、分拣装置(5)、所述移动滑块(3)以及对应所述传送带(2)位置的所述轨道(1)上的红外线收发器组成一个衣架位，每个衣架位依次编号。

8.根据权利要求1所述的基于机器视觉的智能移动晾衣架装置，其特征在于：所述红外线收发器安装在所述轨道(1)上衣架位的两侧，所述红外线收发器的发射端(103)发射红外线，所述红外线收发器的接收端(102)接收红外线，当所述移动滑块(3)位于衣架位时，所述红外线收发器的接收端(102)检测不到红外线信号。

9.根据权利要求1所述的基于机器视觉的智能移动晾衣架装置，其特征在于：所述单目机器视觉用摄像头采集动态手势图像传送给所述微控制器，所述微控制器提取动态手势图像中用户相对于晾衣架的位置，将距离用户位置最近的衣架位编号记录为“暂停”；此时所述微控制器控制所述传送带(2)带动所述移动滑块(3)移动，当记录为“暂停”的衣架位编号对应的所述红外线收发器的接收端(102)未检测到红外线，所述传送带(2)停止，所述移动滑块(3)上的重量传感器(302)采集重量数据传送给所述微控制器，若重量数据降为空的所述衣架(303)重量数据且5s内重量数据变化小，则表示该位置所述衣架(303)上的衣服已经收取完成，判断所述移动滑块(3)编号是否与该衣架位编号一致，一致则所述分拣装置(5)将所述移动滑块(3)分拣至所述固定位(4)，所有所述重量传感器(302)开始采集重量数据；不一致则所述传送带(2)启动，该衣架位编号对应的所述红外线收发器的接收端(302)继续检测红外线，若重量数据5s内没有明显变化，则所述单目机器视觉用摄像头检测是否有手势，若未检测到手势，则保持所述传送带(2)停止状态；若检测到“完成”手势，则所述传送带(2)启动，当所述移动滑块(3)均移动到与其编号一致的衣架位时，所述传送带(2)停止，所述分拣装置(5)将所述移动滑块(3)分拣至所述固定位(4)，所有所述重量传感器(302)开始采集数据。

10.根据权利要求1所述的基于机器视觉的智能移动晾衣架装置，其特征在于：当检测到“收衣”手势时，所述微控制器控制记录为“晒干”的衣架位编号对应的所述分拣装置(5)将所述移动滑块(3)分拣至所述传送带(2)，此时相应编号对应的所述红外线收发器的接收端(102)检测红外线，若记录为“晒干”的衣架位编号对应的所述红外线收发器的接收端(102)均未检测到红外线，则表示记录为“晒干”的衣架位编号对应的所述移动滑块(3)均已在所述传送带(2)上，则启动所述传送带(2)的电机，所述传送带(2)顺时针或逆时针旋转；

当检测到“晒衣”手势时，所述微控制器控制记录为“空”的衣架位编号对应的所述分拣装置(5)将所述移动滑块(3)分拣至所述传送带(2)，此时相应编号对应的所述红外线收发器的接收端(102)检测红外线，若记录为“空”的衣架位编号对应的所述红外线收发器的接收端(102)均未检测到红外线，则表示记录为“空”的衣架位编号对应的所述移动滑块(3)均已在所述传送带(2)上，则启动所述传送带(2)的电机，所述传送带(2)顺时针或逆时针旋转。