CN203287847U

CN203287847U - 一种基于mgc3130芯片的手势识别一体机

Info

Publication number: CN203287847U
Application number: CN2013203100267U
Authority: CN
Inventors: 易定
Original assignee: Shenzhen Polytechnic
Current assignee: Shenzhen Polytechnic
Priority date: 2013-05-31
Filing date: 2013-05-31
Publication date: 2013-11-13
Anticipated expiration: 2023-05-31

Abstract

本实用新型提供一种基于MGC3130芯片的手势识别一体机，包括：外部电极；基于MGC3130芯片的电场感应手势识别模块，所述电场感应手势识别模块与外部电极相连接；主机，所述主机与基于MGC3130芯片的电场感应手势识别模块相连接；以及，显示器，所述显示器与主机相连接。本实用新型可以实现对手势识别一体机进行非接触式的手势操控，能够有效延长基于MGC3130芯片的手势识别一体机的使用寿命，改善用户体验，同时还能够有效地克服公共卫生的难题。

Description

一种基于MGC3130芯片的手势识别一体机

技术领域

本实用新型涉及一种一体机，尤其涉及一种基于MGC3130芯片的手势识别一体机。

背景技术

一体机是一种专用电脑，用于满足特定场所的特定应用需求，例如博物馆展览馆展示一体机、旅游景点介绍和地图查看一体机、公共查询一体机、卡拉OK点歌一体机等等特殊应用；一体机适合放置在公共场所，满足公共场所的特定应用需求。

现有的一体机将主机、显示器和各种输出输入设备整合到一起，内部元件高度集成，机器只有一根电源线；一体机因其简约无线、节省空间、超值整合、节能环保、潮流外观等优势，在公共场所的专用电脑领域受到市场欢迎；而目前很多的一体机采用触摸屏实现，也有些集成了键盘和鼠标；触摸屏、键盘和鼠标是接触式的输入设备。但是一体机一般放置在公共场所，如果被频繁触摸或按压，容易损坏，维护成本高，同时多人手指接触不卫生，容易传播疾病。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是需要实现对一体机进行非接触式的手势操控，以延长一体机的使用寿命，改善用户体验，同时还有效地克服了公共卫生的难题。

对此，本实用新型提供一种基于MGC3130芯片的手势识别一体机，包括：

外部电极；

基于MGC3130芯片的电场感应手势识别模块，所述电场感应手势识别模块与外部电极相连接；

主机，所述主机与基于MGC3130芯片的电场感应手势识别模块相连接；以及，

显示器，所述显示器与主机相连接。

本实用新型所述手势识别一体机是一种专用电脑，用于满足特定场所的特定应用需求，适合用于公共场所的专用电脑领域，例如展示应用，该手势识别一体机将主机、显示器、电场感应手势识别模块和各种输出输入设备整合到一起，内部元件高度集成，机器只有一根电源线，本实用新型将手势识别技术应用在一体机中，提出支持非接触式操作的手势识别一体机。

本实用新型的进一步改进在于，还包括输入输出设备，所述输入输出设备与主机相连接；所述输入输出设备至少包括喇叭、摄像头、键盘和鼠标中的一种。

本实用新型的进一步改进在于，所述外部电极包括发射电极和接收电极，所述发射电极与电场感应手势识别模块中的MGC3130芯片的发射通道相连接，所述接收电极与电场感应手势识别模块中的MGC3130芯片的接收通道相连接。

本实用新型的进一步改进在于，所述显示器为触摸屏。

本实用新型的进一步改进在于，所述电场感应手势识别模块包括MGC3130芯片和桥接器，所述桥接器为由I²C到USB转换的桥接器，所述MGC3130芯片通过桥接器连接至主机。

本实用新型的进一步改进在于，所述MGC3130芯片包括模拟前端、数字信号处理单元和通信接口，所述外部电极通过模拟前端连接至数字信号处理单元，所述数字信号处理单元通过通信接口连接至主机。

本实用新型的进一步改进在于，所述电场感应手势识别模块包括用于控制MGC3130芯片复位的复位按钮。

本实用新型的进一步改进在于，所述外部电极包括一个发射电极和五个接收电极；所述发射电极与电场感应手势识别模块中的MGC3130芯片的发射通道相连接；五个接收电极分别与电场感应手势识别模块中的MGC3130芯片的五个接收通道相连接。

本实用新型的进一步改进在于，所述发射电极设置于显示器的背面的中间位置。

本实用新型的进一步改进在于，五个接收电极均设置于显示器的背面，其中，一个接收电极位于显示器的背面的中间位置，另外四个接收电极均匀分布在显示器的背面的四周位置。

与现有技术相比，本实用新型可以实现对手势识别一体机进行非接触式的手势操控，能够有效延长基于MGC3130芯片的手势识别一体机的使用寿命，改善用户体验，同时还能够有效地克服公共卫生的难题。

附图说明

图1是本实用新型一种实施例的结构示意图；

图2是本实用新型一种实施例的MGC3130芯片的结构示意图；

图3是本实用新型一种实施例的电场感应手势识别模块的结构示意图；

图4是本实用新型一种实施例的电场感应手势识别模块的参考电路图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的较优的实施例作进一步的详细说明。

实施例1：

如图1所示，本例提供了一种基于MGC3130芯片的手势识别一体机，包括：

外部电极；

显示器，所述显示器与主机相连接。

本例适合用于公共场所的专用电脑领域，例如展示应用，用户与手势识别一体机的交互常常并不复杂，用得较多的操作是上下翻页或者放大缩小画面，基于MGC3130芯片实现的硬件的电场感应手势识别模块可以用特定手势替代这些不复杂的操作；例如最简单的上下挥动手，对应上下翻页；手指张开收拢，对应放大缩小画面等等。而针对交互复杂的应用，还可保留显示器为触摸屏等方式输入，常用的功能可以用手势代替，以减少触摸次数。

本例的进一步改进在于，还包括输入输出设备，所述输入输出设备与主机相连接；所述输入输出设备至少包括喇叭、摄像头、键盘和鼠标中的一种。

实施例2：

在实施例1的基础上，本例将基于电场感应的可配置3D跟踪和手势控制器的MGC3130芯片应用在手势识别一体机中，提出支持非接触式操作的手势识别一体机，该手势识别一体机的外部电极、电场感应手势识别模块、主机、显示器和输入输出设备均为硬件设备。

如图1所示，本例所述手势识别一体机内集成了主机、显示器、外部电极、基于MGC3130芯片的电场感应手势识别模块和输出输入设备等硬件装置；所述外部电极与电场感应手势识别模块相连，电场感应手势识别模块与主机通过USB相连；显示器可以采用触摸屏。

本例根据特定的应用需求决定是否需要配置输出输入设备，例如喇叭、摄像头、键盘和鼠标等；如果需要，基于MGC3130芯片的手势识别一体机保留上述输入输出设备；如果不需要，则不配置。总之，输出输入设备根据具体的应用需求来配置。

本例所述MGC3130芯片具体介绍如下：MGC3130芯片是Microchip Technology Inc.（美国微芯科技公司）推出的一款基于电场感应的可配置3D跟踪和手势控制器，是系统级芯片，包括手势库、精确的手位置跟踪、一个发射通道和五个灵敏度很高的接收通道；MGC3130芯片能够检测到对应于毫微微法拉范围内电容变化的发送电场（E-field）失真。为了发送和接收电场，本例所述外部电极与MGC3130芯片的控制器的发射通道和接收通道相连；外部电极的空间分布使MGC3130芯片可以确定电场失真的重心并在检测空间中对用户的手进行位置跟踪。

如图2所示，本例所述MGC3130芯片具有以下硬件模块：模拟前端（Analog Front End，AFE）、数字信号处理单元（Signal Processing Unit， SPU）和通信接口；所述模拟前端优选为低噪声模拟前端。

MGC3130芯片中的嵌入式GestIC 库用于实现MGC3130 芯片的功能；GestIC 库是一个包含了大量经验证的自然3D手和手指手势的庞大资料库，确保连续实时的自由空间位置跟踪和手势识别；它完全可以配置，并允许分别为每个应用和电极布局确定必需的参数。

MGC3130芯片的手势库已经达到了极高手势识别率，为设计人员提供一套可靠的公认3D手和手指手势，能够轻松应用于产品；本例包括接近时唤醒、位置跟踪、弹指手势、画圈手势和符号手势，以执行如开/关、打开应用程序、指向、点击、缩放、滚动、自由空间鼠标悬停和许多其他功能；用户只需简单地将系统命令与Microchip广泛的预定并经验证的手势集相匹配，即可使用这个库使产品快速面市。

如图3所示，本例所述外部电极包括一个发射电极和五个接收电极，其中，发射电极与电场感应手势识别模块中的MGC3130芯片的发射通道相连接；五个接收电极分别与电场感应手势识别模块中的MGC3130芯片的五个接收通道相连接。

外部电极的位置可以这样安排：一个发射电极设于手势识别一体机的显示器的背面中间位置；五个接收电极设于手势识别一体机的显示器的背面，其中一个位于中间位置，另外四个均匀分布在器上下左右四周位置，这样用户可以正对屏幕挥手操作，用户体验非常好。总之，外部电极在手势识别一体机的位置要根据具体应用需求和该手势识别一体机的外型所决定，需要安放在用户方便操作的位置。

本例所述电场感应手势识别模块包括MGC3130芯片和桥接器，所述桥接器为由I²C到USB转换的桥接器，所述MGC3130芯片通过桥接器连接至主机。换而言之，即电场感应手势识别模块由3D跟踪和手势控制器MGC3130芯片及其外围电路组成，该外围电路实现由I²C到USB的桥接器功能，使得电场感应手势识别模块用USB接口与主机相连接。

电场感应手势识别模块的一端连接外部电极，另一端连接主机。如图4所示，本例所述电场感应手势识别模块的主要组件是Microchip的3D跟踪和手势控制器MGC3130芯片；它由单个3.3V 电源供电，并通过外围电路的复位按钮或PIC18F14K50控制MGC3130芯片的复位。

所述外围电路的I²C到USB 的桥接器如下：MGC3130芯片和主机PC之间的通信通过I²C到USB 的桥接器部分控制，如图4所示，消息交换由Microchip的PIC18F14K50 USB 单片机处理，图中PIC18F14K50还用于控制MGC3130芯片的硬件复位。

电场感应手势识别模块可以通过USB 端口供电；Microchip 的低压差（Low Dropout， LDO）稳压器MCP1801用于将5V的USB电源转换为MGC3130和PIC18F14K50 所需的3.3V电源；而芯片PIC18F14K50和MCP1801可以用同等功能的芯片替代。

与现有技术相比，本例可以实现对手势识别一体机进行非接触式的手势操控，能够有效延长基于MGC3130芯片的手势识别一体机的使用寿命，改善用户体验，同时还能够有效地克服公共卫生的难题。

以上所述之具体实施方式为本实用新型的较佳实施方式，并非以此限定本实用新型的具体实施范围，本实用新型的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本实用新型之形状、结构所作的等效变化均在本实用新型的保护范围内。

Claims

1.一种基于MGC3130芯片的手势识别一体机，其特征在于，包括：

外部电极；

显示器，所述显示器与主机相连接。

2.根据权利要求1所述的基于MGC3130芯片的手势识别一体机，其特征在于，还包括输入输出设备，所述输入输出设备与主机相连接；所述输入输出设备至少包括喇叭、摄像头、键盘和鼠标中的一种。

3.根据权利要求1所述的基于MGC3130芯片的手势识别一体机，其特征在于，所述外部电极包括发射电极和接收电极，所述发射电极与电场感应手势识别模块中的MGC3130芯片的发射通道相连接，所述接收电极与电场感应手势识别模块中的MGC3130芯片的接收通道相连接。

4.根据权利要求1所述的基于MGC3130芯片的手势识别一体机，其特征在于，所述显示器为触摸屏。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的基于MGC3130芯片的手势识别一体机，其特征在于，所述电场感应手势识别模块包括MGC3130芯片和桥接器，所述桥接器为由I²C到USB转换的桥接器，所述MGC3130芯片通过桥接器连接至主机。

6.根据权利要求5所述的基于MGC3130芯片的手势识别一体机，其特征在于，所述MGC3130芯片包括模拟前端、数字信号处理单元和通信接口，所述外部电极通过模拟前端连接至数字信号处理单元，所述数字信号处理单元通过通信接口连接至主机。

7.根据权利要求5所述的基于MGC3130芯片的手势识别一体机，其特征在于，所述电场感应手势识别模块包括用于控制MGC3130芯片复位的复位按钮。

8.根据权利要求1至4任意一项所述的基于MGC3130芯片的手势识别一体机，其特征在于，所述外部电极包括一个发射电极和五个接收电极；所述发射电极与电场感应手势识别模块中的MGC3130芯片的发射通道相连接；五个接收电极分别与电场感应手势识别模块中的MGC3130芯片的五个接收通道相连接。

9.根据权利要求8所述的基于MGC3130芯片的手势识别一体机，其特征在于，所述发射电极设置于显示器的背面的中间位置。

10.根据权利要求9所述的基于MGC3130芯片的手势识别一体机，其特征在于，五个接收电极均设置于显示器的背面，其中，一个接收电极位于显示器的背面的中间位置，另外四个接收电极均匀分布在显示器的背面的四周位置。