CN112286361A - 一种基于红外接收头的手势识别方法、装置及数码显示屏 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种基于红外接收头的手势识别方法，属于手势识别技术领域，设置红外接收头，并在红外接收头外周围绕设置一组红外发射管，MCU输出信号控制红外发射管按照顺序循环、不间断发射红外信号，红外接收头接收经过手反射回来的信号，并将接收到的信号传递给MCU。本发明红外接收头持续不间断、循环发射信号，且红外接收头不会同时发射信号，防止信号重叠，难以识别，本发明的基于红外接收头的手势识别方法，按照既定的逻辑进行识别手势信号，实现准确和快速识别手势信号的目的，并将手势信号传输至家电的主控板，控制家电根据不同的手势作出相应的动作。适合家电前面盖，方便安装和使用，且识别灵敏度高、精度高。

Description

一种基于红外接收头的手势识别方法、装置及数码显示屏
技术领域
本发明属于红外手势识别技术领域，具体涉及一种基于红外接收头的手势传感器。
背景技术
传统红外手势传感器都是基于专用的手势芯片加上3-4个红外发射管的形式来实现。
往往红外手势芯片的成本较高，不利于整机开发以及使用面推广。另外，由于是专用芯片开发，往往对前面盖会有选择，如果过薄、过厚以及红外透过率的变化，都会对传输灵敏度造成影响。所以现有的手势识别装置不适用于白色家电的使用，需要一款适合家电前面盖、方便安装和使用，且识别灵敏度高、精度高的手势识别装置。
发明内容
本发明解决的技术问题：提供一种适合家电前面盖、方便安装和使用，且识别灵敏度高、精度高的手势识别装置及方法。
技术方案：为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种基于红外接收头的手势识别方法，设置红外接收头，并在红外接收头外周围绕设置一组红外发射管，MCU输出信号控制红外发射管不间断发射红外信号，红外接收头接收经过手反射回来的信号，并将接收到的信号传递给MCU，多个红外发射管按照顺序循环发射信号，且不能同时发射信号。
作为优选，每个发射管发送特定脉宽的信号，通过脉宽识别所触发的信号的发射方向。
作为优选，指定一个红外发射管作为发射信号的起始位，从起始位开始依次发射信号直至最后一个，并不断进行循环发射。
作为优选，一个红外接收头外周设置有4个红外发射管，呈十字交叉状设置在红外接收头的四个方向。
一种实现前文所述的基于红外接收头的手势识别方法的识别装置，包括主控MCU、红外接收头和若干红外发射管，红外发射管围绕红外接收头设置，所述红外发射管通过红外发射控制电路与MCU连接，所述红外接收头通过红外接收电路与MCU连接，所述MCU输出信号控制红外发射管按照顺序循环、不间断发射红外信号，红外接收头接收经过手反射回来的信号，并将接收到的信号传递给MCU。
作为优选，红外发射管设置有4个，红外发射管以红外接收头为中心设置在红外接收头的四周。
作为优选，在红外接收头和每个红外发射管上均设置有防止相互串光的隔离罩。
作为优选，所述红外发射控制电路包括红外发射单元和逻辑电路，MCU逻辑电路的输入端连接，逻辑电路的输出端与红外发射单元的输入端连接，MCU输出信号至逻辑电路，逻辑电路运算后控制红外发射单元发射红外信号或者中断发射信号。
作为优选，所述红外接收电路输入端与红外接收头连接，输出端与MCU连接，红外接收头识别势并将手势将信号传输至MCU。
一种数码显示屏，在面板上设置有前文所述的基于红外接收头的手势识别装置，所述基于红外接收头的手势识别装置的MCU与家电的主控板连接，主控板接收手势识别装置输出的信号，并控制实现不同手势对应的功能。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明的基于红外接收头的手势识别装置，是由一个红外接收头和4个发射管作为信号接收和传输部分，一个MCU作为解码芯片，红外接收头持续不间断、循环发射信号，且红外接收头不会同时发射信号，防止信号重叠，难以识别，本发明的基于红外接收头的手势识别方法，按照既定的逻辑进行识别手势信号，实现准确和快速识别手势信号的目的，并将手势信号传输至家电的主控板，控制家电根据不同的手势作出相应的动作。本发明适合家电前面盖，方便安装和使用，且识别灵敏度高、精度高。
附图说明
图1是本发明的结构框图；
图2是本发明的红外接收头和红外发射管布置图；
图3是本发明的隔离罩结构示意图；
图4是本发明的MCU电路原理图；
图5是本发明的红外发射单元电路原理图；
图6是本发明的逻辑电路原理图；
图7是本发明的红外接收电路原理图；
图8是本发明的面盖结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
本实施例公开一种基于红外接收头1的手势识别方法，设置红外接收头1，并在红外接收头1外周围绕设置一组红外发射管2，MCU输出信号控制红外发射管2不间断发射红外信号，红外接收头1接收经过手反射回来的信号，并将接收到的信号传递给MCU，多个红外发射管2按照顺序循环发射信号，且不能同时发射信号。
每个发射管发送特定脉宽的信号，通过脉宽识别所触发的信号的发射方向。指定一个红外发射管2作为发射信号的起始位，从起始位开始依次发射信号直至最后一个，并不断进行循环发射。可根据具体使用场合设定发射周期，例如一个循环发射周期设置为20-30ms。
本实施例中一个红外接收头1外周设置有4个红外发射管2，呈十字交叉状设置在红外接收头1的四个方向，也可以根据产品需要设置更多的红外发射管2，本实施例中4个红外发射管2轮流发射红外信号。如图3所示，中间为一个红外接收头1，四周十字围绕4个红外发射管2，四个红外发射管2分别为L、R、U、D，代表左、右、上、下四个方向，四个红外发射管2时刻在发射信号，4个发射管按照对应顺序循环发送，不会同时发送信号，避免同时接到2个发射管的信号引起误识别。
例如，当手势的方向为从左往右，则以L发射管起始，顺序可以为L→L+U+D→U+D+R→R，按照这样的逻辑为从左到右，中间的信号可以允许缺失(假如缺失U和D的反射信号，接收到的先是L有反射信号，最后是R有反射信号，依然能判断手势是从左往右)；
当手势的方向为从右往左，则以R发射管起始，顺序可以为R→R+U+D→U+D+L→L，按照这样的逻辑为从右到左，中间的信号可以允许缺失；
当手势的方向为从上往下，则以U发射管起始，顺序可以为U→U+L+R→D+L+R→D，按照这样的逻辑为从上到下，中间的信号可以允许缺失；
当手势的方向为从下往上，则以D发射管起始，顺序可以为D→D+L+R→U+L+R→U，按照这样的逻辑为从下到上，中间的信号可以允许缺失；
上述每种顺序的发射信号，中间的信号允许缺失，但是前提是满足以下逻辑：(1)4个红外发射管2时刻不间断的在发送信号；(2)4个发射管按照对应顺序循环发送，不会同时发送信号，避免同时接到2个发射管的信号引起误识别；(3)每个发射管都会发送特定脉宽的信号，通过信号识别哪个方向的信号被触发。
本发明还公开一种基于红外接收头的手势识别装置，包括主控MCU、红外接收头1和若干红外发射管2，红外发射管2围绕红外接收头1设置，红外发射管2通过红外发射控制电路与MCU连接，红外接收头1通过红外接收电路与MCU连接，MCU输出信号控制红外发射管2按照顺序循环、不间断发射红外信号，红外接收头1接收经过手反射回来的信号，并将接收到的信号传递给MCU。
本实施例中，红外发射管2设置有4个，红外发射管2以红外接收头1为中心设置在红外接收头1的四周。在红外接收头1和每个红外发射管2上均设置有隔离罩3。将红外接收头1和红外发射管2之间全部隔离开，防止相互串光，影响识别精度。
红外发射控制电路包括红外发射单元和逻辑电路，MCU逻辑电路的输入端连接，逻辑电路的输出端与红外发射单元的输入端连接，MCU输出信号至逻辑电路，逻辑电路运算后控制红外发射单元发射红外信号或者中断发射信号。本实施例中红外发射单元设置有4个，与红外发射管2的数量一致，以其中一个红外发射发射单元为例，包括红外发射管LD1、三极管Q1、电阻R9、电阻R1和电阻R13，电阻R9与三极管Q1的基极连接，三极管Q1的射集经电阻R1接电源正极，三极管Q1的发射集与红外发射管LD1的正极连接，红外发射管2LD1经电阻R13接地，三极管Q1采用SS8050，三极管Q1也可以采用MOS管、晶闸管等开关器件代替。逻辑电路采用74LS08芯片，四个与门的输入端均与MCU连接，与门的输出端与三极管Q1的基极连接。MCU输出控制信号至逻辑电路，经逻辑运算后经传输至红外发射单元，控制电路导通，使红外发射管LD1发射信号。其他红外发射单元，电路结构和原理与上述红外发射单元原理一致，不再赘述。另外，MCU经一开关电路与逻辑电路的一个与门的输入端连接，开关电路包括电阻R24、三极管Q5，并输出一PWM信号至与门的输入端。
红外接收电路输入端与红外接收头1连接，输出端与MCU连接，红外接收头1识别势并将手势将信号传输至MCU。红外接收电路包括红外接收头1U1，电容C11、电容C12、电阻29、电阻R31和电阻R32，红外接收头1U1的引脚VCC经电容C12接地，并经电阻R32接电源正极，红外接收头1U1的输出端口OUT经C11接地、经电阻R29接电源正极、并经电阻R31连接至MCU，红外接收头1U1接收手势反射的信号IR，并将反射信号IR传输至MCU。
本发明的红外接收头采用集成的红外接收头，直接输出数字信号至MCU，无需再进行信号的模数转换，信号稳定性强，且减少了电路，利于电路模块小型化。
本发明还公开一种数码显示屏，在面板上设置有基于红外接收头的手势识别装置，基于红外接收头的手势识别装置4的MCU与家电的主控板连接，主控板接收手势识别装置输出的信号，并控制实现不同手势对应的功能。基于红外接收头的手势识别装置紧贴于家电整机的面盖5前面板设置，面盖5可能是亚克力、塑料、玻璃等不同材质。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于红外接收头的手势识别方法，其特征在于：设置红外接收头，并在红外接收头外周围绕设置一组红外发射管，MCU输出信号控制红外发射管不间断发射红外信号，红外接收头接收经过手反射回来的信号，并将接收到的信号传递给MCU，多个红外发射管按照顺序循环发射信号，且不能同时发射信号。
2.根据权利要求1所述的基于红外接收头的手势识别方法，其特征在于：每个发射管发送特定脉宽的信号，通过脉宽识别所触发的信号的发射方向。
3.根据权利要求1所述的基于红外接收头的手势识别方法，其特征在于：指定一个红外发射管作为发射信号的起始位，从起始位开始依次发射信号直至最后一个，并不断进行循环发射。
4.根据权利要求1所述的基于红外接收头的手势识别方法，其特征在于：一个红外接收头外周设置有4个红外发射管，呈十字交叉状设置在红外接收头的四个方向。
5.一种实现权利要求1-4任一权利要求所述的基于红外接收头的手势识别方法的识别装置，其特征在于：包括主控MCU、红外接收头和若干红外发射管，红外发射管围绕红外接收头设置，所述红外发射管通过红外发射控制电路与MCU连接，所述红外接收头通过红外接收电路与MCU连接，所述MCU输出信号控制红外发射管按照顺序循环、不间断发射红外信号，红外接收头接收经过手反射回来的信号，并将接收到的信号传递给MCU。
6.根据权利要求5所述的基于红外接收头的手势识别装置，其特征在于：红外发射管设置有4个，红外发射管以红外接收头为中心设置在红外接收头的四周。
7.根据权利要求5所述的基于红外接收头的手势识别装置，其特征在于：在红外接收头和每个红外发射管上均设置有防止相互串光的隔离罩。
8.根据权利要求5所述的基于红外接收头的手势识别装置，其特征在于：所述红外发射控制电路包括红外发射单元和逻辑电路，MCU逻辑电路的输入端连接，逻辑电路的输出端与红外发射单元的输入端连接，MCU输出信号至逻辑电路，逻辑电路运算后控制红外发射单元发射红外信号或者中断发射信号。
9.根据权利要求5所述的基于红外接收头的手势识别装置，其特征在于：所述红外接收电路输入端与红外接收头连接，输出端与MCU连接，红外接收头识别势并将手势将信号传输至MCU。
10.一种数码显示屏，其特征在于：在面板上设置有权利要求5-9所述的基于红外接收头的手势识别装置，所述基于红外接收头的手势识别装置的MCU与家电的主控板连接，主控板接收手势识别装置输出的信号，并控制实现不同手势对应的功能。
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