CN114489462B - 一种无线按键开关面板及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无线按键开关面板，包括图像采集的摄像单元、声音接收的声音传感单元、用于触发开关的控制按键面板单元，用于分析用户对开关触发动作的CPU计算处理单元，所述声音传感单元具有声音收发功能，通过图像采集的摄像单元监控识别手指按下控制按键面板的动作及按键开关的动作变化，其中，按键开关的动作包括单击、双击、按压、滑动等，声音传感单元采集控制按键面板按下时发出的按键声音，由计算处理单元分析计算实现按键面板无线控制，若通过图像采集的摄像单元监控识别手指按下控制按键面板的动作为触控动作完成，判断声音传感单元是否采集到控制按键面板按下时发出的按键声音，若未采集到触控声音判断为用户未对开关进行成功触发。

Description

一种无线按键开关面板及其控制方法
技术领域
本发明涉及开关控制技术领域，尤其涉及一种无线按键开关面板及其控制方法。
背景技术
开关是一种应用于各种电器中的常用设备，开关串联在电器的电源电路中，用来接通和断开电路。开关常常设置在使用方便的位置，如门口，床头等，这样在布线的时候就需要将导线从电源铺设到开关，再由开关铺设到用电电器，增加了布线的距离和施工的工作量，并且在房屋装修完毕后，如需对开关进行改动，就会对墙体造成一定的破坏。
随着无线技术的发展，人们开始使用无线通信方式来控制开关，其原理是：在控制端设置有无线发射装置，电器的供电线路中设置有执行端，执行端包括无线接收装置、继电器，从控制端发出接通或断开电路的指令，指令通过无线信号发射到执行端，执行端的继电器做出相应的动作。这种方式避免了复杂的布线，控制距离远，进一步地，可以将控制端连接至互联网，使之可以远程控制。这种无线开关根据供电电源的不同，可以分为有源开关、无源开关，其中无源开关通过电池供电，可以移动使用，其缺点是有更换电池的麻烦，而有源开关一般固定在墙壁上，通过电源适配器连接至市电电网。
同时随着物联网行业的迅猛发展，市场上对于稳定的远程控制设备需求越来越旺盛尤其是应用在智能家居、智能工业等控制领域，特别是功耗小、易组网、数据传输稳定、可回传设备状态的产品，各种类型的智能无线开关不断地涌现于市场中，也受到了广大用户的青睐，然而同样的问题是：智能家居中的场景开关都是按键式或触屏式的，现有家庭设备越来越多导致物理按键增多开关面板复杂，而对于触控屏幕的方式由于耗电量大，作为家用设备很难长时间使用。
传统的控制电器设备的装置是安装在墙壁上的ON/OFF开关或功能旋钮，或者是电器的红外遥控器。这些ON/OFF开关在安装完成后，开关的位置、外形、结构等就无法再做更改。此外，由于现在家庭中的家用电器数量很大，这就意味着需要大量的控制开关或者红外遥控器，因此在装潢施工、家居美观等方面造成一定的困扰。并且，这些开关的功能较为单一，只能控制单一的电器，也无法做到智能控制。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。通过图像采集单元摄像头监控识别手指按下控制按键面板的动作，同时声音传感单元咪头采集控制按键面板按下时发出的按键声音，由CPU计算处理单元分析计算实现按键面板无线控制。为此，本发明公开一种无线按键开关面板，包括用于图像采集的摄像单元、进行声音提醒及声音接收的声音传感单元、用于触发开关的控制按键面板单元，以及用于分析用户对开关触发动作的CPU计算处理单元，其中，所述声音传感单元具有声音收发功能，通过图像采集的摄像单元监控识别手指按下控制按键面板的动作，同时声音传感单元采集控制按键面板按下时发出的按键声音，由CPU计算处理单元分析计算实现按键面板无线控制。
更进一步地，若通过图像采集的摄像单元监控识别手指按下控制按键面板的动作为触控动作完成，判断声音传感单元是否采集到控制按键面板按下时发出的按键声音，若未采集到触控声音，则判断为用户未对开关进行成功触发，若采集到触控声音，则判断为用户对开关进行成功触发。
更进一步地，所述无线按键开关面板为无需与控制电器进行有线连接，且单一无线按键开关面板可以与多个待控制设置进行映射，用户通过预先设置选择所述无线按键开关面板与所述待控制设置的控制映射关系。
更进一步地，在所述无线按键开关面板的触控操作为按压、滑动、双击手势操作。
更进一步地，手指在按键面板动作识别进一步包括：手部动作动态识别单元及手指静态识别单元，通过所述手部动作动态识别单元获取用户待识别手部动作的多帧连续图像；提取所述待识别手部动作在各所述图像中的关键点特征；按时间顺序序列联接所述识别用户待识别手部动作的各关键点，以获取所述手部动作在所述多帧连续图像中的操作特征，其中所述操作特征包括手部在所述无线按键开关面板的水平方向的滑动轨迹；通过所述手指静态识别单元，对获取的多帧连续图像进行间隔抽帧操作，将抽取的单帧图像作为待处理静态图像，通过图像过滤的方式去除不包含手指位置的图像，在第一帧可用图像中定位所述手指的初始位置，在通过预设的静态图像识别模型对手指的的垂直动作进行识别。
更进一步地，若所述手指静态识别单元的识别结果和声音传感单元接收到的声音结果不匹配，则通过语音提示的形式告知用户。
更进一步地，当用户接收到语音提示后，需要对开关面板进行重复操作以便于重新判断用户对所述无线按键开关面板的操作意图。
本发明进一步公开了一种无线按键开关面板的控制方法，所述控制方法应用上述无线按键开关面板之上，通过图像采集的摄像单元监控识别手指按下控制按键面板的动作，同时声音传感单元采集控制按键面板按下时发出的按键声音，由CPU计算处理单元分析计算实现按键面板无线控制，手指在按键面板动作识别包括：获取用户待识别手部动作的多帧连续图像；提取所述待识别手部动作在各所述图像中的关键点特征；按时间顺序序列联接所述识别用户待识别手部动作的各关键点，以获取所述手部动作在所述多帧连续图像中的操作特征，其中所述操作特征包括手部在所述无线按键开关面板的水平方向的滑动轨迹；再对获取的多帧连续图像进行间隔抽帧操作，将抽取的单帧图像作为待处理静态图像，通过图像过滤的方式去除不包含手指位置的图像，在第一帧可用图像中定位所述手指的初始位置，在通过预设的静态图像识别模型对手指的的垂直动作进行识别，若通过图像采集的摄像单元监控识别手指按下控制按键面板的动作为触控动作完成，判断声音传感单元是否采集到控制按键面板按下时发出的按键声音，若未采集到触控声音，则判断为用户未对开关进行成功触发，若采集到触控声音，则判断为用户对开关进行成功触发，进一步判断静态识别结果是否与声音识别结果相匹配，若所述手指静态识别单元的识别结果和声音传感单元接收到的声音结果不匹配，则通过语音提示的形式告知用户，当用户接收到语音提示后，需要对开关面板进行重复操作以便于重新判断用户对所述无线按键开关面板的操作意图。
本发明还公开了一种电子设备，包括处理器、存储器、通信接口，以及一个或多个程序，所述一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被配置由所述处理器执行，所述程序包括用于执行上述的方法中的步骤的指令。
本发明还公开了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质用于存储计算机程序，所述计算机程序被处理器执行，以实现上述的方法。
本发明于现有技术相比，有益效果为：现有的开关为有源或者无源开关，然而无论是有源还是无源都需要通过电进行触发，本申请可以实现完全的无电源、无接线也无接触不良现象以解决潮湿、腐蚀、辐射干扰、漏电安全等传统无线控制设备所不具备的功能；同时，不需要电控制识别也可以完成手指在按键面板上滑动、双击等手势操作，也可以通过算法识别，实现不同的控制指令，并且，本发明的开关可以对应个用电设备的控制映射，其控制关系是在CPU端进行完成，最后由于无线按键开关面板对应的摄像头设置位置问题，往往可以检测到手部的水平运动而不能进行垂直动作的检测，所以设置了双重视频图像识别单元对手部动作进行识别，同时，结合触摸控制按键开关面板的声音对用户动作的三重判断，极大的减少了误触发、误判断的可能。
附图说明
从以下结合附图的描述可以进一步理解本发明。图中的部件不一定按比例绘制，而是将重点放在示出实施例的原理上。在图中，在不同的视图中，相同的附图标记指定对应的部分。
图1是本发明的一种无线按键开关面板的控制流程图；
图2是本发明的一实施例中的无线按键开关面板的识别判断流程图。
具体实施方式
实施例一
如图1所示的一种无线按键开关面板，包括用于图像采集的摄像单元、进行声音提醒及声音接收的声音传感单元、用于触发开关的控制按键面板单元，以及用于分析用户对开关触发动作的CPU计算处理单元，其中，所述声音传感单元具有声音收发功能，通过图像采集的摄像单元监控识别手指按下控制按键面板的动作，同时声音传感单元采集控制按键面板按下时发出的按键声音，由CPU计算处理单元分析计算实现按键面板无线控制。
更进一步地，若通过图像采集的摄像单元监控识别手指按下控制按键面板的动作为触控动作完成，判断声音传感单元是否采集到控制按键面板按下时发出的按键声音，若未采集到触控声音，则判断为用户未对开关进行成功触发，若采集到触控声音，则判断为用户对开关进行成功触发。
更进一步地，所述无线按键开关面板为无需与控制电器进行有线连接，且单一无线按键开关面板可以与多个待控制设置进行映射，用户通过预先设置选择所述无线按键开关面板与所述待控制设置的控制映射关系。
更进一步地，在所述无线按键开关面板的触控操作为按压、滑动、双击手势操作。
更进一步地，手指在按键面板动作识别进一步包括：手部动作动态识别单元及手指静态识别单元，通过所述手部动作动态识别单元获取用户待识别手部动作的多帧连续图像；提取所述待识别手部动作在各所述图像中的关键点特征；按时间顺序序列联接所述识别用户待识别手部动作的各关键点，以获取所述手部动作在所述多帧连续图像中的操作特征，其中所述操作特征包括手部在所述无线按键开关面板的水平方向的滑动轨迹；通过所述手指静态识别单元，对获取的多帧连续图像进行间隔抽帧操作，将抽取的单帧图像作为待处理静态图像，通过图像过滤的方式去除不包含手指位置的图像，在第一帧可用图像中定位所述手指的初始位置，在通过预设的静态图像识别模型对手指的的垂直动作进行识别。
更进一步地，若所述手指静态识别单元的识别结果和声音传感单元接收到的声音结果不匹配，则通过语音提示的形式告知用户。
更进一步地，当用户接收到语音提示后，需要对开关面板进行重复操作以便于重新判断用户对所述无线按键开关面板的操作意图。
实施例二
如图2所示，本实施例进一步公开了一种无线按键开关面板的控制方法，所述控制方法应用上述无线按键开关面板之上，通过图像采集的摄像单元监控识别手指按下控制按键面板的动作，同时声音传感单元采集控制按键面板按下时发出的按键声音，由CPU计算处理单元分析计算实现按键面板无线控制，手指在按键面板动作识别包括：获取用户待识别手部动作的多帧连续图像；提取所述待识别手部动作在各所述图像中的关键点特征；按时间顺序序列联接所述识别用户待识别手部动作的各关键点，以获取所述手部动作在所述多帧连续图像中的操作特征，其中所述操作特征包括手部在所述无线按键开关面板的水平方向的滑动轨迹；再对获取的多帧连续图像进行间隔抽帧操作，将抽取的单帧图像作为待处理静态图像，通过图像过滤的方式去除不包含手指位置的图像，在第一帧可用图像中定位所述手指的初始位置，在通过预设的静态图像识别模型对手指的的垂直动作进行识别，若通过图像采集的摄像单元监控识别手指按下控制按键面板的动作为触控动作完成，判断声音传感单元是否采集到控制按键面板按下时发出的按键声音，若未采集到触控声音，则判断为用户未对开关进行成功触发，若采集到触控声音，则判断为用户对开关进行成功触发，进一步判断静态识别结果是否与声音识别结果相匹配，若所述手指静态识别单元的识别结果和声音传感单元接收到的声音结果不匹配，则通过语音提示的形式告知用户，当用户接收到语音提示后，需要对开关面板进行重复操作以便于重新判断用户对所述无线按键开关面板的操作意图。
实施例三
实施例三公开的一种无线按键开关面板，包括图像采集的摄像单元、声音接收的声音传感单元、用于触发开关的控制按键面板单元，用于分析用户对开关触发动作的CPU计算处理单元，所述声音传感单元具有声音收发功能，通过图像采集的摄像单元监控识别手指按下控制按键面板的动作及按键开关的动作变化，声音传感单元采集控制按键面板按下时发出的按键声音，由计算处理单元分析计算实现按键面板无线控制，若通过图像采集的摄像单元监控识别手指按下控制按键面板的动作为触控动作完成，判断声音传感单元是否采集到控制按键面板按下时发出的按键声音，若未采集到触控声音判断为用户未对开关进行成功触发。
其中，按键开关的动作包括单击、双击、按压、滑动等，按键开关根据手部动作进行触发，手部单次点击控制按键面板则触发单击操作，在一定时间内连续两次点击控制按键面板则触发双击操作，按压操作可以包括连续按压和短暂按压，通过按压的时间定义开关执行的功能，滑动动作则是手指或者手掌在控制按键面板进行滑动，以此触发滑动操作，可以根据滑动的距离、滑动的轨迹定义开关执行的功能。
开关执行的功能可以由用户进行自定义，例如，对于可变色温、亮度的智能灯而言，单击动作可以定义为开关、双击动作可以定义为开启最亮、最暗模式，按压动作可以定义为线性调整亮度，而滑动动作可以定义为切换灯光的色温，例如切换、黄灯、白灯等。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
本领域技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
虽然上面已经参考各种实施例描述了本发明，但是应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以进行许多改变和修改。因此，其旨在上述详细描述被认为是例示性的而非限制性的，并且应当理解，以下权利要求(包括所有等同物)旨在限定本发明的精神和范围。以上这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明的记载的内容之后，技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求所限定的范围。

Claims (9)

1.一种无线按键开关面板，其特征在于，包括用于图像采集的摄像单元、进行声音提醒的扬声器、声音接收的声音传感单元、用于触发开关的控制按键面板单元，以及用于分析用户对开关触发动作的CPU计算处理单元，其中，所述声音传感单元具有声音收发功能，通过图像采集的摄像单元监控识别手指按下控制按键面板的动作及按键开关的动作变化，其中，按键开关的动作包括单击、双击、按压、滑动，同时声音传感单元采集控制按键面板按下时发出的按键声音，由CPU计算处理单元分析计算实现按键面板无线控制；
手指在按键面板动作识别进一步包括：手部动作动态识别单元及手指静态识别单元，通过所述手部动作动态识别单元获取用户待识别手部动作的多帧连续图像；提取所述待识别手部动作在各所述图像中的关键点特征；按时间顺序序列联接识别用户待识别手部动作的各关键点，以获取所述手部动作在所述多帧连续图像中的操作特征，其中所述操作特征包括手部在所述无线按键开关面板的水平方向的滑动轨迹；通过所述手指静态识别单元，对获取的多帧连续图像进行间隔抽帧操作，将抽取的单帧图像作为待处理静态图像，通过图像过滤的方式去除不包含手指位置的图像，在第一帧可用图像中定位所述手指的初始位置，在通过预设的静态图像识别模型对手指的垂直动作进行识别；
若通过图像采集的摄像单元监控识别手指按下控制按键面板的动作为触控动作完成，判断声音传感单元是否采集到控制按键面板按下时发出的按键声音，若采集到触控声音，则判断为用户对开关进行成功触发，进一步判断静态识别结果是否与声音识别结果相匹配。
2.如权利要求1所述的一种无线按键开关面板，其特征在于，若未采集到触控声音，则判断为用户未对开关进行成功触发。
3.如权利要求2所述的一种无线按键开关面板，其特征在于，所述无线按键开关面板为无需与控制电器进行有线连接，且单一无线按键开关面板可以与多个待控制设置进行映射，用户通过预先设置选择所述无线按键开关面板与所述待控制设置的控制映射关系。
4.如权利要求3所述的一种无线按键开关面板，其特征在于，在所述无线按键开关面板的触控操作为按压、滑动、双击手势操作。
5.如权利要求4所述的一种无线按键开关面板，其特征在于，若所述手指静态识别单元的识别结果和声音传感单元接收到的声音结果不匹配，则通过语音提示的形式告知用户。
6.如权利要求5所述的一种无线按键开关面板，其特征在于，当用户接收到语音提示后，需要对开关面板进行重复操作以便于重新判断用户对所述无线按键开关面板的操作意图。
7.一种无线按键开关面板的控制方法，所述控制方法应用于权利要求1-6任一项所述的无线按键开关面板之上，其特征在于，通过图像采集的摄像单元监控识别手指按下控制按键面板的动作，同时声音传感单元采集控制按键面板按下时发出的按键声音，由CPU计算处理单元分析计算实现按键面板无线控制，手指在按键面板动作识别包括：获取用户待识别手部动作的多帧连续图像；提取所述待识别手部动作在各所述图像中的关键点特征；按时间顺序序列联接所述识别用户待识别手部动作的各关键点，以获取所述手部动作在所述多帧连续图像中的操作特征，其中所述操作特征包括手部在所述无线按键开关面板的水平方向的滑动轨迹；再对获取的多帧连续图像进行间隔抽帧操作，将抽取的单帧图像作为待处理静态图像，通过图像过滤的方式去除不包含手指位置的图像，在第一帧可用图像中定位所述手指的初始位置，在通过预设的静态图像识别模型对手指的垂直动作进行识别，若通过图像采集的摄像单元监控识别手指按下控制按键面板的动作为触控动作完成，判断声音传感单元是否采集到控制按键面板按下时发出的按键声音，若未采集到触控声音，则判断为用户未对开关进行成功触发，若采集到触控声音，则判断为用户对开关进行成功触发，进一步判断静态识别结果是否与声音识别结果相匹配，若所述手指静态识别单元的识别结果和声音传感单元接收到的声音结果不匹配，则通过语音提示的形式告知用户，当用户接收到语音提示后，需要对开关面板进行重复操作以便于重新判断用户对所述无线按键开关面板的操作意图。
8.一种电子设备，其特征在于，包括处理器、存储器、通信接口，以及一个或多个程序，所述一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被配置由所述处理器执行，所述程序包括用于执行如权利要求7所述的方法中的步骤的指令。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质用于存储计算机程序，所述计算机程序被处理器执行，以实现如权利要求7所述的方法。
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