CN111297209A - 一种基于眼球驱动与控制的自动煮饭系统 - Google Patents

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陆永华
柴众
王旦
叶志斌
朱华煜
查安飞
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Nanjing University Of Aeronautics And Astronautics Wuxi Research Institute
Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Original Assignee
Nanjing University Of Aeronautics And Astronautics Wuxi Research Institute
Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
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    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47J—KITCHEN EQUIPMENT; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; APPARATUS FOR MAKING BEVERAGES
    • A47J36/00—Parts, details or accessories of cooking-vessels
    • A47J36/32—Time-controlled igniting mechanisms or alarm devices
    • A47J36/321—Time-controlled igniting mechanisms or alarm devices the electronic control being performed over a network, e.g. by means of a handheld device
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V40/00—Recognition of biometric, human-related or animal-related patterns in image or video data
    • G06V40/10—Human or animal bodies, e.g. vehicle occupants or pedestrians; Body parts, e.g. hands
    • G06V40/16—Human faces, e.g. facial parts, sketches or expressions
    • G06V40/161—Detection; Localisation; Normalisation
    • G06V40/166—Detection; Localisation; Normalisation using acquisition arrangements

Abstract

本发明公开了一种基于眼球驱动控制的自动煮饭系统，所述系统包括电饭锅本体、煮饭控制装置和人机互动装置，所述电饭锅本体包括锅身、支撑所述锅身的支撑脚、设置于锅身上端的锅盖和提手以及设置于锅身上的电影插头，其特征在于，所述人机互动装置包括固定安装于锅身上的电子屏幕以及安装在电子屏幕顶端的摄像头，所述电子屏幕上设有多个功能区域，所述煮饭控制装置包括嵌入式控制器，所述嵌入式控制装置与多个所述功能区域信号连接，该系统利用摄像头实时检测人眼球特征参数，实时采集人脸图用户，通过判断用户注视的功能区域实现对电饭锅自动煮饭控制的基于眼球驱动与控制的自动煮饭系统。

Description

一种基于眼球驱动与控制的自动煮饭系统
技术领域
本发明涉及图像处理以及控制领域，具体为一种基于眼球驱动与控制的自动煮饭系统。
背景技术
随着国家人口老龄化现象越来越严重，老年人口的数量急剧增长，子女不在身边导致老年人，特别是瘫痪病人的生活质量堪忧。煮饭这种最简单的事情也不能够完成，还得依靠子女或者保姆。幸运地是，随着科技的发展，市面上涌现出一大批多动能电饭煲，这些电饭煲的功能很多，能够蒸米饭，煲粥，煲汤等功能可以很好地帮助病人的自己做饭。
但是，瘫痪病人们往往在手部、肘部、关节都存在问题，活动正常的只有眼睛，子女不在身边时，如果病人饿了想自己煮饭，就没有任何办法了，只能等待子女的到来。
针对瘫痪病人不能够自己完成煮饭这一问题，本发明提出了利用摄像头实时检测人眼球特征参数，实时采集使用者人脸图像，结合图像处理技术和控制技术，对现有的电饭锅进行改进，发明一套通过映射模型判断使用者注视区域所属功能，向控制系统发送信号指令的自动煮饭系统。
发明内容
为克服上述背景技术中的不足，本发明提供一种利用摄像头实时检测人眼球特征参数，实时采集人脸图用户，通过判断用户注视的功能区域实现对电饭锅自动煮饭控制的基于眼球驱动与控制的自动煮饭系统。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种基于眼球驱动控制的自动煮饭系统，所述系统包括电饭锅本体、煮饭控制装置和人机互动装置，所述电饭锅本体包括锅身、支撑所述锅身的支撑脚、设置于锅身上端的锅盖和提手以及设置于锅身上的电影插头，其特征在于，所述人机互动装置包括固定安装于锅身上的电子屏幕以及安装在电子屏幕顶端的摄像头，所述电子屏幕上设有多个功能区域，所述煮饭控制装置包括嵌入式控制器，所述嵌入式控制装置与多个所述功能区域信号连接。
优选的，所述电子屏幕安装在锅身侧面，所述电子屏幕包括9个功能区，分别为设置于最上层的开始煮饭和结束煮饭的煮饭开关控制功能区域、设置于中间的米饭、煲粥、煲汤、火锅的煮饭模式选择功能区域以及设置于下层的默认时间、增加时间、减少时间的煮饭时间控制功能区域。
优选的，所述摄像头实时采集用户人脸图像，所述嵌入式控制器处理人脸图像，根据用户对屏幕功能区域的注视采集标定点，所述嵌入式控制器提取用户虹膜中心与眼角信息，进行计算标定，完成标定后，用户注视电子屏幕相应功能区域，所述嵌入式控制器判断用户要实现的功能控制煮饭系统去实现。
优选的，用户注视所述默认时间功能区域，煮饭时间为该煮饭模式下的默认时间，用户注视增加时间功能区域，煮饭时间在该煮饭模式默认时间的基础上增加时间，用户注视减少时间功能区域，煮饭时间在该煮饭模式默认时间的基础上减少时间。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提出了一种基于眼球驱动与控制的自动煮饭系统，该系统利用摄像头实时检测人眼球特征参数，采集用户人脸图像，利用图像处理技术判断用户注视的功能区域，从而发出相应指令控制电饭锅实现自动煮饭，帮助老人或者瘫痪病人照顾增加的日常生活。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图中：101—提手；102—锅盖；103—锅身；104—电源插口；105—支撑脚；106—嵌入式控制器；107—电子屏幕；108—摄像头。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种基于眼球驱动控制的自动煮饭系统，所述系统包括电饭锅本体、煮饭控制装置和人机互动装置，所述电饭锅本体包括锅身103、支撑所述锅身103的支撑脚105、设置于锅身103上端的锅盖102和提手101以及设置于锅身103上的电源插口104，其特征在于，所述人机互动装置包括固定安装于锅身103上的电子屏幕107以及安装在电子屏幕107顶端的摄像头108，所述电子屏幕107上设有多个功能区域，所述煮饭控制装置包括嵌入式控制器106，所述嵌入式控制装置与多个所述功能区域信号连接。
所述电子屏幕107安装在锅身103侧面，所述电子屏幕107包括9个功能区，分别为设置于最上层的开始煮饭和结束煮饭的煮饭开关控制功能区域、设置于中间的米饭、煲粥、煲汤、火锅的煮饭模式选择功能区域以及设置于下层的默认时间、增加时间、减少时间的煮饭时间控制功能区域，所述电子屏幕107所对应的功能区域不局限于以上几种，还包括市场上电饭锅能够实现的煮饭功能。
所述摄像头108实时采集用户人脸图像，所述嵌入式控制器106处理人脸图像，根据用户对屏幕功能区域的注视采集标定点，所述嵌入式控制器106提取用户虹膜中心与眼角信息，进行计算标定，完成标定后，用户注视电子屏幕107相应功能区域，所述嵌入式控制器106判断用户要实现的功能控制煮饭系统去实现。
用户注视所述默认时间功能区域，煮饭时间为该煮饭模式下的默认时间，用户注视增加时间功能区域，煮饭时间在该煮饭模式默认时间的基础上增加时间，用户注视减少时间功能区域，煮饭时间在该煮饭模式默认时间的基础上减少时间。
所述基于眼球驱动控制的自动煮饭系统的使用步骤如下：
步骤1：将电源插口104通电启动该系统，在电子屏幕107的显示区依次产生标定点，摄像头108分别采集使用者注视指定标定点的人脸图像，嵌入式控制器106计算所有标定图片中的虹膜中心和眼角，从而构造眼部特征信息，进而确定使用者眼部特征信息与电子屏幕101显示区物理坐标之间的映射关系，完成系统的标定。
步骤2：标定完成后，在电子屏幕107的显示区就会出现3块功能区域，分别是煮饭开关控制功能区域、煮饭模式选择功能区域以及煮饭时间控制功能区域，摄像头108会实时采集病人人脸图像传入嵌入式控制器106中，嵌入式控制器106实时定位每帧图像中的虹膜中心和眼角位置，根据标定确定的映射模型实时计算病人眼球注视的屏幕坐标，根据注视点屏幕坐标的范围判断瘫痪病人想实现的功能。
步骤3：使用者注视电子屏幕107的煮饭模式选择功能区域选择不同的煮饭模式，嵌入式控制器106捕捉到用户发出的指令，嵌入式控制器106便会向电饭锅的加热系统发送信号完成对应的预设；
步骤4：使用者注视电子屏幕107的煮饭时间控制功能区域确定煮饭时间，煮饭时间根据不同的煮饭模式有预定的时间，使用者可以根据自己的喜好注视不同的区域在预定时间上增加或者减少煮饭时间，煮饭时间到后，电饭锅会自动停止加热。嵌入式控制器106捕捉到用户发出的指令，嵌入式控制器106便会向电饭锅的加热系统发送信号完成对应的预设；
步骤5：使用者注视电子屏幕107的煮饭开关控制功能区域的开始功能区域，嵌入式控制器106捕捉到用户发出的指令，便会向电饭锅的加热系统发送加热信号开始煮饭，同样的如果用户想结束煮饭，只需注视电子屏幕107的结束煮饭功能区域即可。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种基于眼球驱动控制的自动煮饭系统，所述系统包括电饭锅本体、煮饭控制装置和人机互动装置，所述电饭锅本体包括锅身、支撑所述锅身的支撑脚、设置于锅身上端的锅盖和提手以及设置于锅身上的电影插头，其特征在于，所述人机互动装置包括固定安装于锅身上的电子屏幕以及安装在电子屏幕顶端的摄像头，所述电子屏幕上设有多个功能区域，所述煮饭控制装置包括嵌入式控制器，所述嵌入式控制装置与多个所述功能区域信号连接。
2.根据权利要求1所述的基于眼球驱动控制的自动煮饭系统，其特征在于，所述电子屏幕安装在锅身侧面，所述电子屏幕包括9个功能区，分别为设置于最上层的开始煮饭和结束煮饭的煮饭开关控制功能区域、设置于中间的米饭、煲粥、煲汤、火锅的煮饭模式选择功能区域以及设置于下层的默认时间、增加时间、减少时间的煮饭时间控制功能区域。
3.根据权利要求2所述的基于眼球驱动控制的自动煮饭系统，其特征在于，所述摄像头实时采集用户人脸图像，所述嵌入式控制器处理人脸图像，根据用户对屏幕功能区域的注视采集标定点，所述嵌入式控制器提取用户虹膜中心与眼角信息，进行计算标定，完成标定后，用户注视电子屏幕相应功能区域，所述嵌入式控制器判断用户要实现的功能控制煮饭系统去实现。
4.根据权利要求3所述的基于眼球驱动控制的自动煮饭系统，其特征在于，用户注视所述默认时间功能区域，煮饭时间为该煮饭模式下的默认时间，用户注视增加时间功能区域，煮饭时间在该煮饭模式默认时间的基础上增加时间，用户注视减少时间功能区域，煮饭时间在该煮饭模式默认时间的基础上减少时间。
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