CN203689436U - 一种手势识别装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种手势识别装置，包括三个红外LED、与三个红外LED相连的红外光感应器、与红外光感应器相连的手势识别处理器以及包围在红外光感应器侧面的遮光设备，三个红外LED不共线分布且与红外光感应器的直线距离相等，红外光感应器对三个红外LED的驱动电流互不相同，手势识别处理器设有信号输出端。该手势识别装置无需手直接接触就能够获得手势的运动信息，并通过手势识别处理器处理并发送手势控制信号。

Description

一种手势识别装置

技术领域

本实用新型涉及一种手势识别装置，尤其是一种用于数字标牌的手势识别装置。

背景技术

近年来，数字标牌已经被广泛应用于金融、电信、医院、卖场、超市、宾馆、公共场所等领域。现在数字标牌的用户交互方式是机械按钮或者触屏，不仅容易损坏，而且在一些特定场合下用户不方便用手直接接触控制端。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种无需用手直接接触控制端就能实现手势识别的手势识别装置。

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种手势识别装置，包括三个红外LED、红外光感应器、手势识别处理器以及遮光设备，三个红外LED不共线分布且与红外光感应器的直线距离相等，红外光感应器设有三个驱动电流不相等的驱动端口，三个红外LED分别与三个驱动端口相连，手势识别处理器与红外光感应器相连，并设有信号输出端，遮光设备包围在红外光感应器的侧面。红外光感应器采用不同的驱动电流来驱动三个红外LED并接收它们的反射光，且三个红外LED与红外光感应器的直线距离相等，这样能够方便红外光感应器对于三个红外LED反射光的区分；三个红外LED不共线分布，这样才能区分手从装置上方划过时红外光感应器接收反射光的先后顺序，手势识别处理器用于处理红外光感应器发送的数字信号，遮光设备用于防止三个红外LED从侧面射向红外光感应器。

作为本实用新型的进一步改进方案，该手势识别装置还包括一个滤光板，滤光板覆盖在红外光感应器、遮光设备和三个红外LED上部。采用滤光板能够滤除环境中的可见光，减小可见光对红外光感应器的影响，遮光设备此时也能够防止三个红外LED发出的红外光从滤光板下方反射进红外光感应器。

本实用新型的三个红外LED呈“L”形布。采用“L”形分布能够更加有效地对手的运动方向进行区分。

本实用新型的红外光感应器与手势识别处理器采用I²C总线相连。采用I²C总线接口能够高效地将红外光感应器接收的信号传输给手势识别处理器。

本实用新型的信号输出端为串行接口。采用串行接口能够与外部串行设备相连接。

本实用新型的手势识别处理器为单片机。采用单片机对红外光感应器发送的数字信号进行处理，得到手的运动方向后再通过串行接口将手势信号发送出去。

本实用新型的有益效果在于：无需人手接触就能够精确识别人手的前、后、左和右四个方向的运动手势，并能够将手势信号发送出去，用来实现手势的控制功能。

附图说明

图1为本实用新型的电路原理图；

图2为本实用新型的三个红外LED呈“L”形分布示意图；

图3为本实用新型的滤光板和遮光设备的位置示意图；

图4为本实用新型的红外光感应器检测到手向右运动时的波形图；

图5是本实用新型的红外光感应器检测到手向左运动时的波形图；

图6是本实用新型的红外光感应器检测到手向前运动时的波形图；

图7是本实用新型的红外光感应器检测到手向后运动时的波形图。

具体实施方式

如图1、2和3所示，本实用新型的手势识别装置包括红外光感应器1、手势识别处理器、红外LED1、红外LED2、红外LED3和遮光设备2，红外光感应器1分别与红外LED1、红外LED2、红外LED3和手势识别处理器相连，红外LED1、红外LED2和红外LED3呈“L”形分布，红外LED1、红外LED2和红外LED3与红外光感应器1的直线距离相等，手势识别处理器设有信号输出端，遮光设备2包围在红外光感应器1的侧面。由红外光感应器1分别驱动红外LED1、红外LED2和红外LED3，当手在红外LED1、红外LED2和红外LED3上方移动时，手能够将红外光反射到红外光感应器，红外光感应器1对反射的红外光信号进行采集，再将采集的信号发送给手势识别处理器，手势识别处理器根据接收的信号判断手的运动方向，并通过信号输出端发送手势控制命令；由于红外LED1、红外LED2和红外LED3呈“L”形分布，当手从上方划过时，手将三个红外LED的光反射到红外光感应器1的时间存在时差，这样才能有效区分经过红外LED1、红外LED2和红外LED3上方的先后顺序；红外光感应器1与手势识别处理器采用I²C总线进行通信；手势识别处理器可以采用单片机，手势识别处理器的信号输出端口可以为串行接口；遮光设备2用于防止红外LED1、红外LED2和红外LED3从侧面射向红外光感应器，遮光设备2可以采用颜色为#750359的聚碳酸酯。

红外光感应器1可以采用Si1143芯片，能够分别配置红外LED1、红外LED2和红外LED3的驱动电流，内部的传感器把测量到的红外光信号转化成电信号，再由内部集成的AD转换成数字信号，通过I²C总线把转换成的数字信号发送到手势识别处理器。

手势识别控制器可以采用C8051F80芯片，用于接收红外光感应器发送的数字信号，并通过接收的数字信号获得三个红外LED信号波峰到来的时间和幅值的大小，再根据每个红外LED信号的波峰到来时间、幅值大小以及LED的相对位置关系来判断上、下、前和后的手势动作，然后再通过串行接口将判断的手势动作信号发送出去。

如图3所示，滤光板3覆盖在红外光感应器、遮光设备、红外LED1、红外LED2和红外LED3的上部。由滤光板3滤除环境中的可见光，从而减小可见光对红外光感应器的影响，滤光板3可以用丙烯酸玻璃制作。

如图4、5、6和7所示，红外LED1、红外LED2和红外LED3的分布呈如图2所示的“L”形，由于红外光感应器1对红外LED1、红外LED2和红外LED3的驱动电流各不相同，所以接收到的三个红外LED信号的幅值也不相同，本装置设定的红外LED2的驱动电流最大，红外LED3的驱动电流次之，红外LED1的驱动电流最小，利用接收到的红外LED信号的幅值来判断接收到的哪一个红外LED反射的信号。

如图4所示，为手自左向右运动时红外光感应器1接收到的三个红外LED信号的波形图，幅值最大的为红外LED2，幅值居中的为红外LED3，幅值最小的为红外LED1，当手从左向右运动时，手先将红外LED1和红外LED2的红外光反射进红外光感应器1，接着再将红外LED3的红外光反射进红外光感应器1，红外光感应器1采集到的红外LED信号波峰到来的时间为：红外LED1和红外LED2先同时到，红外LED3后到。由此可以判断该手势为自左向右，手势识别处理器的信号输出端输出自左向右手势信号。

如图5所示，为手自右向左运动时红外光感应器1接收到的三个红外LED信号的波形图，幅值最大的为红外LED2，幅值居中的为红外LED3，幅值最小的为红外LED1，当手从右向左运动时，手先将红外LED3的红外光反射进红外光感应器1，接着再将红外LED1和红外LED2的红外光反射进红外光感应器1，红外光感应器1采集到的红外LED信号波峰到来的时间为：红外LED3先到，红外LED1和红外LED2后同时到。由此可以判断该手势为自右向左，手势识别处理器的信号输出端输出自右向左手势信号。

如图6所示，为手自后向前运动时红外光感应器1接收到的三个红外LED信号的波形图，幅值最大的为红外LED2，幅值居中的为红外LED3，幅值最小的为红外LED1，当手从后向前运动时，手先将红外LED2的红外光反射进红外光感应器1，接着再将红外LED1和红外LED3的红外光反射进红外光感应器1，红外光感应器1采集到的红外LED信号波峰到来的时间为：红外LED2先到，红外LED1和红外LED3后同时到。由此可以判断该手势为自后向前，手势识别处理器的信号输出端输出自后向前手势信号。

如图7所示，为手自前向后运动时红外光感应器1接收到的三个红外LED信号的波形图，幅值最大的为红外LED2，幅值居中的为红外LED3，幅值最小的为红外LED1，当手从前向后运动时，手先将红外LED1和红外LED3的红外光反射进红外光感应器1，接着再将红外LED2的红外光反射进红外光感应器1，红外光感应器1采集到的红外LED信号波峰到来的时间为：红外LED1和红外LED3先同时到，红外LED2后到。由此可以判断该手势为自前向后，手势识别处理器的信号输出端输出自前向后手势信号。

Claims (6)

1.一种手势识别装置，其特征在于：包括三个红外LED、红外光感应器、手势识别处理器以及遮光设备，所述三个红外LED不共线分布且与红外光感应器的直线距离相等，所述红外光感应器设有三个驱动电流不相等的驱动端口，所述三个红外LED分别与三个驱动端口相连，所述手势识别处理器与红外光感应器相连，并设有信号输出端，所述遮光设备包围在红外光感应器的侧面。

2.根据权利要求1所述的手势识别装置，其特征在于：还包括一个滤光板，所述滤光板覆盖在红外光感应器、遮光设备和三个红外LED上部。

3.根据权利要求1或2所述的手势识别装置，其特征在于：所述三个红外LED呈“L”形分布。

4.根据权利要求1或2所述的手势识别装置，其特征在于：所述红外光感应器与手势识别处理器采用I²C总线相连。

5.根据权利要求1或2所述的手势识别装置，其特征在于：所述信号输出端为串行端口。

6.根据权利要求1或2所述的手势识别装置，其特征在于：所述手势识别处理器为单片机。

Images