CN110399036A - 一种红外手势识别装置及方法 - Google Patents

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郭文光
刘明雄
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Abstract

本发明公开了一种红外手势识别装置及方法，所述的装置包括处理模块和红外模块，所述处理模块与所述红外模块电性连接，所述红外模块包括多个红外单元，多个所述红外单元呈阵列设置，且每个所述红外单元都包括接收器和发射器，可利用处理模块发送高电平信号，处于导通状态的接收器能够将红外信号传递给处理模块，处于未导通状态的接收器不能将红外信号传递给处理模块，因此通过处理模块是否能够接收到红外信号来确定相应的红外单元是否处于导通状态，进而确定处于导通状态的红外单元的相应位置是否存在手势遮挡，通过手势动作，来定义油烟机的开关或者运行状态，便于实现对油烟机的控制。

Description

一种红外手势识别装置及方法
技术领域
本发明属于家用电器技术领域，具体涉及一种红外手势识别装置及方法。
背景技术
油烟机已经在家庭中得到普及，目前，烟机控制操作方式一般都采用手动触摸的方式，在厨房烹饪过程中，操作者的手时长具有油污或者水渍，长时间使用造成触摸键失灵，而且不利于进行清洁。
发明内容
本发明的目的是提供一种红外手势识别装置及方法，解决了现有油烟机触摸控制不便的问题。
本发明所采用的技术方案是，
一种红外手势识别装置，包括处理模块和红外模块，所述处理模块与所述红外模块电性连接，所述红外模块包括多个红外单元，多个所述红外单元呈阵列设置，且每个所述红外单元都包括接收器和发射器。
多个所述红外单元的设置方式的数学表达为m×n矩阵，定义所述m×n矩阵为Amn，定义aij为Amn的元素，所述处理模块的输出端的第i输出接口分别与第i行中的接收器的一端电性连接，所述处理模块的接收端的第j接收接口分别与第j列中的接收器的另一端电性连接。
每个所述发射器的一端分别与所述处理模块电性连接，每个所述发射器的另一端接地。
第1输出接口至第m输出接口依次导通并向接收器输出高电平信号，第1接收接口至第n接收接口依次导通。
第1输出接口至第m输出接口依次导通并向接收器输出高电平信号的时间间隔为t，同时第1接收接口至第n接收接口依次导通的时间间隔为t，t为5至20ms。
一种红外手势识别方法，包括：提供所述的红外手势识别装置；导通每个所述发射器并发射红外信号，且所述处理模块的输出端向所述接收器传输高电平信号；当所述接收器接收到所述红外信号时，该接收器处于导通状态，且能够向所述处理模块的接收端传输所述高电平信号；通过所述处理单元确定阵列中的红外单元的导通状态，确定相应的手势。
导通每个所述发射器并发射红外信号，且所述处理模块的输出端向所述接收器传输高电平信号的步骤包括：多个所述红外单元的设置方式的数学表达为m×n矩阵，定义所述m×n矩阵为Amn，定义aij为Amn的元素，所述处理模块的输出端的第i输出接口分别与第i行中的接收器的一端电性连接，所述处理模块的接收端的第j接收接口分别与第j列中的接收器的另一端电性连接；第1输出接口至第m输出接口依次导通并向接收器输出高电平信号，第1接收接口至第n接收接口依次导通；当第aij红外单元接收到高电平信号时，则第aij红外单元对应的区域被手势遮挡；当第aij红外单元未接收到高电平信号时，则第aij红外单元对应的区域未被手势遮挡。
第1输出接口至第m输出接口依次导通并向接收器输出高电平信号的时间间隔为t，同时第1接收接口至第n接收接口依次导通的时间间隔为t，t为5至20ms。
通过所述处理单元确定阵列中的红外单元的导通状态，确定相应的手势的步骤包括：
定义C_max为红外模块的最大导通个数，C_min为红外模块的最小导通个数，C_time为红外模块的实时导通个数；当红外模块都未导通状时，将C_max、C_min和C_time清零；在完成向所述处理模块的接收端传输所述高电平信号的步骤后，确定C_max、C_min和C_time；当C_time变小时，确定为握拳手势；当C_time变大时，确定为张拳手势。
当C_time变小时，且C_time≤1/3*C_max，确定为握拳手势；当C_time变大时，且C_time≥3/2*C_min，确定为张拳手势。
与现有技术相比，本发明使用时，可利用处理模块发送高电平信号，处于导通状态的接收器能够将电平信号传递给处理模块，处于未导通状态的接收器不能将红外信号传递给处理模块，因此通过处理模块是否能够接收到红外信号来确定相应的红外单元是否处于导通状态，进而确定处于导通状态的红外单元的相应位置是否存在手势遮挡，便于通过手势动作，来定义油烟机的开关或者运行状态，便于实现对油烟机的控制。
附图说明
图1是本发明实施例1提供的红外手势识别装置。
图2是本发明实施例2提供的红外手势识别方法。
附图标记如下：
1.处理模块，2.红外单元，21.发射器，22.接收器。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1，本发明提供一种红外手势识别装置，包括处理模块1和红外模块，所述处理模块1与所述红外模块电性连接，所述红外模块包括多个红外单元2，多个所述红外单元呈阵列设置，且每个所述红外单元2都包括接收器22和发射器21，所述发射器21能够发射红外信号，所述接收器在接收红外信号时候能够导通，在实际实施过程中，可利用处理模块1发送高电平信号，即发射器21发射红外信号，接收器22接收到红外信号时候导通，未接收到时则不导通，处于导通状态的接收器22能够将电平信号传递给处理模块1，处于未导通状态的接收器22不能将红外信号传递给处理模块，因此通过处理模块1是否能够接收到红外信号来确定相应的红外单元2是否处于导通状态，进而确定处于导通状态的红外单元2的相应位置是否存在手势遮挡，所述处理模块的信号传输和控制可以采用各种形式的信号或编码方式，示例性地，在方案一个实施例中，控制信号可以采用数字信号，更具体地，采用高低电平的控制方式，相应地，控制器可以采用各种可以实现可调节数字信号的单元，例如各种单片机、微控制器、DSP(数字信号处理器)和FPGA(Field－Programmable GateArray，即现场可编程门阵列)，优选地，在本实施例中，处理模块可采用单片机，通过对单片机进行编程可以实现各种控制功能，比如在本实施例中，实现高电平的传输和接收功能，单片机具有方便接口调用、便于控制的优点。
在具体实施过程中，多个所述红外单元的设置方式的数学表达为m×n矩阵，定义所述m×n矩阵为Amn，定义aij为Amn的元素，所述处理模块的输出端的第i输出接口分别与第i行中的接收器的一端电性连接，所述处理模块的接收端的第j接收接口分别与第j列中的接收器的另一端电性连接。
每个所述发射器的一端分别与所述处理模块电性连接，每个所述发射器的另一端接地。
第1输出接口至第m输出接口依次导通并向接收器输出高电平信号，第1接收接口至第n接收接口依次导通。
第1输出接口至第m输出接口依次导通并向接收器输出高电平信号的时间间隔为t，同时第1接收接口至第n接收接口依次导通的时间间隔为t，t为5至20ms。
在具体实施过程中，先让其中处理模块的一个引脚为高电平，其余引脚均为浮空输出；然后单片机的电平接收端来检测电平的高低，当接收器接收红外光时，则接收器导通，接收端检测到高电平；接收器没有接收红外线光，则接收器不导通，接收端检测到低电平；通过该检测方式，单片机依次轮循控制电平控制端，轮循间隔时间为t，可设置为10ms，最终可得出每个红外单元通断的情况；接收器导通则表明对应的该点处有障碍物，接收器不导通则表明对应该点处没有障碍物，这样就可以利接收器通断的数量来计算障碍物的面积来判断握拳、张拳等手势动作。
请参阅图2，本发明实施还提供一种红外手势识别方法，包括：
S1：提供所述的红外手势识别装置；
S2：导通每个所述发射器并发射红外信号，且所述处理模块的输出端向所述接收器传输高电平信号；
S3：当所述接收器接收到所述红外信号时，该接收器处于导通状态，且能够向所述处理模块的接收端传输所述高电平信号；
S4：通过所述处理单元确定阵列中的红外单元的导通状态，确定相应的手势。该方法，通过接收器是否接收红外信号判定接收器是否处于导通状态，进而判定红外模块形成的阵列中的红外单元的导通状态，确定手势动作，通过对手势动作进行定义，例如握拳为关，张拳为开，来实现油烟机的非接触控制，提高油烟机控制的便捷性，防止手上的污渍和水渍污染触控键。
在实际实施过程中，导通每个所述发射器并发射红外信号，且所述处理模块的输出端向所述接收器传输高电平信号的步骤包括：多个所述红外单元的设置方式的数学表达为m×n矩阵，定义所述m×n矩阵为Amn，定义aij为Amn的元素，所述处理模块的输出端的第i输出接口分别与第i行中的接收器的一端电性连接，所述处理模块的接收端的第j接收接口分别与第j列中的接收器的另一端电性连接；第1输出接口至第m输出接口依次导通并向接收器输出高电平信号，第1接收接口至第n接收接口依次导通；当第aij红外单元接收到高电平信号时，则第aij红外单元对应的区域被手势遮挡；当第aij红外单元未接收到高电平信号时，则第aij红外单元对应的区域未被手势遮挡。
第1输出接口至第m输出接口依次导通并向接收器输出高电平信号的时间间隔为t，同时第1接收接口至第n接收接口依次导通的时间间隔为t，t为5至20ms，本实施例可采用10ms。
通过所述处理单元确定阵列中的红外单元的导通状态，确定相应的手势的步骤包括：
定义C_max为红外模块的最大导通个数，C_min为红外模块的最小导通个数，C_time为红外模块的实时导通个数；
当红外模块都未导通状时将其设置为初始状态，并在初始状态下，将C_max、C_min和C_time清零；
在完成向所述处理模块的接收端传输所述高电平信号的步骤后，当接收器由无导通变为有接收器导通，则判断当前为操作状态，并在1秒后将过程中的最大导通个数赋值给C_max，将过程中的最小导通个数赋值给C_min，并实时记录C_time；
当C_time变小时，确定为握拳手势；当C_time变大时，确定为张拳手势。
在具体实施过程中，当C_time变小时，且C_time≤1/3*C_max，确定为握拳手势；当C_time变大时，且C_time≥3/2*C_min，确定为张拳手势。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种红外手势识别装置，其特征在于，包括处理模块和红外模块，所述处理模块与所述红外模块电性连接，所述红外模块包括多个红外单元，多个所述红外单元呈阵列设置，且每个所述红外单元都包括接收器和发射器。
2.根据权利要求1所述的红外手势识别装置，其特征在于，多个所述红外单元的设置方式的数学表达为m×n矩阵，定义所述m×n矩阵为Amn，定义aij为Amn的元素，所述处理模块的输出端的第i输出接口分别与第i行中的接收器的一端电性连接，所述处理模块的接收端的第j接收接口分别与第j列中的接收器的另一端电性连接。
3.根据权利要求2所述的红外手势识别装置，其特征在于，每个所述发射器的一端分别与所述处理模块电性连接，每个所述发射器的另一端接地。
4.根据权利要求2所述的红外手势识别装置，其特征在于，第1输出接口至第m输出接口依次导通并向接收器输出高电平信号，第1接收接口至第n接收接口依次导通。
5.根据权利要求2或者4所述的红外手势识别装置，其特征在于，第1输出接口至第m输出接口依次导通并向接收器输出高电平信号的时间间隔为t，同时第1接收接口至第n接收接口依次导通的时间间隔为t，t为5至20ms。
6.一种红外手势识别方法，其特征在于，包括：
提供如权利要求1至5任一项所述的红外手势识别装置；
导通每个所述发射器并发射红外信号，且所述处理模块的输出端向所述接收器传输高电平信号；
当所述接收器接收到所述红外信号时，该接收器处于导通状态，且能够向所述处理模块的接收端传输所述高电平信号；
通过所述处理单元确定阵列中的红外单元的导通状态，确定相应的手势。
7.根据权利要求6所述的红外手势识别方法，其特征在于，导通每个所述发射器并发射红外信号，且所述处理模块的输出端向所述接收器传输高电平信号的步骤包括：
多个所述红外单元的设置方式的数学表达为m×n矩阵，定义所述m×n矩阵为Amn，定义aij为Amn的元素，所述处理模块的输出端的第i输出接口分别与第i行中的接收器的一端电性连接，所述处理模块的接收端的第j接收接口分别与第j列中的接收器的另一端电性连接；
第1输出接口至第m输出接口依次导通并向接收器输出高电平信号，第1接收接口至第n接收接口依次导通；
当第aij红外单元接收到高电平信号时，则第aij红外单元对应的区域被手势遮挡；
当第aij红外单元未接收到高电平信号时，则第aij红外单元对应的区域未被手势遮挡。
8.根据权利要求7所述的红外手势识别方法，其特征在于，第1输出接口至第m输出接口依次导通并向接收器输出高电平信号的时间间隔为t，同时第1接收接口至第n接收接口依次导通的时间间隔为t，t为5至20ms。
9.根据权利要求7所述的红外手势识别方法，其特征在于，通过所述处理单元确定阵列中的红外单元的导通状态，确定相应的手势的步骤包括：
定义C_max为红外模块的最大导通个数，C_min为红外模块的最小导通个数，C_time为红外模块的实时导通个数；
当红外模块都未导通状时，将C_max、C_min和C_time清零；
在完成向所述处理模块的接收端传输所述高电平信号的步骤后，确定C_max、C_min和C_time；
当C_time变小时，确定为握拳手势；
当C_time变大时，确定为张拳手势。
10.根据权利要求9所述的红外手势识别方法，其特征在于，当C_time变小时，且C_time≤1/3*C_max，确定为握拳手势；当C_time变大时，且C_time≥3/2*C_min，确定为张拳手势。
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