CN206773646U - 基于光定位的手势识别系统 - Google Patents

Abstract

基于光定位的手势识别系统，属于识别硬件端领域，用于解决使得手势识别在硬件端的结构更为简单，价格低廉的问题，技术要点是：包括发送端和接收端，所述发送端包括光源的驱动电路及光敏元件的放大调理电路、单片机最小系统、发送端无线通信电路；所述接收端包括接收端无线通信电路及电子设备；所述光源的驱动电路及光敏元件的放大调理电路连接于单片机最小系统的输入端，发送端无线通信电路连接于单片机最小系统的输出端；且发送端无线通信电路与接收端无线通信电路信号连接，接收端无线通信电路与电子设备信号连接。

Description

基于光定位的手势识别系统

技术领域

本实用新型属于识别硬件端领域，涉及一种手势识别系统。

背景技术

随着交互需求的增加，手势识别已经非常普遍，现有手势识别，已经可以对非接触式的手势作出高精度识别，然而却需要识别端具有复杂和大量的传感器序列作为支撑，导致了结构复杂、价格昂贵的问题。但是在一些实际交互情景中，并不需要复杂的手势识别以控制电子设备，只是需要一些简单的交互和数量较少的指令输出，考虑到这样的手势识别需求，开发一些能够实现较少指令输出的结构简单、价格低廉的手势识别系统，具有较多的应用前景。

实用新型内容

为了使得手势识别在硬件端的结构更为简单，价格低廉，以应对简单的手势识别，本实用新型提出如下技术方案：

一种基于光定位的手势识别系统，包括发送端和接收端，所述发送端包括光源的驱动电路及光敏元件的放大调理电路、单片机最小系统、发送端无线通信电路；所述接收端包括接收端无线通信电路及电子设备；所述光源的驱动电路及光敏元件的放大调理电路连接于单片机最小系统的输入端，发送端无线通信电路连接于单片机最小系统的输出端；且发送端无线通信电路与接收端无线通信电路信号连接，接收端无线通信电路与电子设备信号连接；

所述光源的驱动电路及光敏元件的放大调理电路，包括芯片LM393、红外光源HY1、红外光源HY4；所述芯片LM393的第4引脚接地，第8引脚接VCC，第2引脚作为一个负输入接在电位器radj1的调节端上，电位器radj1的另两端分别接地和VCC上，将芯片LM393的第2引脚作为一个正输入接在一个10K电阻和光敏二极管HY2之间，该10K电阻的另一端接VCC，光敏二极管HY2的另一端接地，并且在光敏二极管HY2的两端并联一个104的电容C8，将芯片LM393的第1引脚作为输出引脚接在单片机最小系统的一引脚上，且在该输出的连线上串联一个接在VCC上的10K电阻；在接地和VCC之间串联所述的红外光源HY1与100Ω的电阻，一104的电容与该串联的红外光源HY1与100Ω的电阻并联；

芯片LM393的第6引脚作为一个负输入接在电位器radj2的调节端上，电位器radj2的另两端分别接地和VCC上，将芯片LM393的第5引脚作为一个正输入接在一个10K电阻和光敏二极管HY3之间，该10K电阻的另一端接VCC，光敏二极管HY3的另一端接地，并且在光敏二极管HY3的两端并联一个104的电容C10，将芯片LM393的第7引脚作为输出引脚接在单片机最小系统的一引脚上，且在该输出的连线上串联一个接在VCC上的10K电阻；在接地和VCC之间串联所述的红外光源HY3与100Ω的电阻，一104的电容与该串联的红外光源HY3与100Ω的电阻并联。

进一步的，所述芯片LM393的第1引脚的输出的连线上还串联一个1K电阻与一个发光二极管DS1，且发光二极管DS1接VCC，发光二极管DS1用于指示电路的输出状态；在接地和VCC之间串联一个发光二极管DS0和一个1K电阻，发光二极管DS0用于指示电路的正常工作；芯片LM393的第7引脚的输出的连线上还串联一个1K电阻与一个发光二极管DS2，且发光二极管DS2接VCC，发光二极管DS2用于指示电路的输出状态；在接地和VCC之间串联一个发光二极管DS3和一个1K电阻，发光二极管DS3用于指示电路的正常工作。

进一步的，所述光源的驱动电路及光敏元件的放大调理电路安装在圆柱形的外壳的外圆周上，且红外光源HY1与红外光源HY3位于圆周上的不同区域。

进一步的，所述的发送端中具有两组以上的所述光源的驱动电路及光敏元件的放大调理电路，每组光源的驱动电路及光敏元件的放大调理电路中的各红外光源均位于圆周上的不同区域。

进一步的，该系统还包括供电电路，所述供电电路通过USB为整个系统供电，将USB的接地和VCC连接在自锁按键的第2、3引脚上，将稳压芯片1117的第1引脚接地，第3引脚接在VCC上，在第3引脚和接地之间并联了104的电容和10uF的电容，第2引脚和第4引脚接在一起作为输出，在输出和接地之间并联了104的电容和10uF的电容。

进一步的，所述发送端无线通信电路和接收端无线通信电路，其分别包括蓝牙通讯模块、蓝牙通讯模块的第2引脚接VCC，第3引脚接地，第4引脚接单片机的PA2引脚、第5引脚接单片机的PA3引脚

有益效果：本实用新型提出了一种光源的驱动电路及光敏元件的放大调理电路，使其成为手势识别系统中识别的硬件端，其采用光定位的形式，对简单手势的移动时间顺序逻辑和移动方向逻辑以进行采集，形成了一种手势识别的采集硬件端。电路中具有多个指示工作状态的指示灯，方便对工作状态的了解，并且系统采用无线的信号传输方式，在识别系统中，避免了走线的麻烦，使得系统结构更为紧凑。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意框图；

图2是本实用新型的外观示意图；

图3是实施例中用户端操作流程图；

图4是单片机最小系统示意图；

图5是下载电路的电路结构示意图；

图6是复位电路的电路结构示意图；

图7是供电电路的电路结构示意图；

图8是发送端无线通信电路和接收端无线通信电路的电路结构示意图；

图9是光源的驱动电路及光敏元件的放大调理电路的电路结构示意图。

具体实施方式

实施例：如图1、2所示，一种基于光定位的手势识别系统，该系统的外壳呈圆柱形，该系统包括发送端和接收端，所述发送端包括光源的驱动电路及光敏元件的放大调理电路、单片机最小系统（STM32）、发送端无线通信电路；所述接收端包括接收端无线通信电路及电子设备；所述光源的驱动电路及光敏元件的放大调理电路连接于单片机最小系统的输入端，发送端无线通信电路连接于单片机最小系统的输出端；且发送端无线通信电路与接收端无线通信电路信号连接，接收端无线通信电路与电子设备信号连接；

如图9所示，所述光源的驱动电路及光敏元件的放大调理电路，包括芯片LM393、红外光源HY1、红外光源HY4；所述芯片LM393的第4引脚接地，第8引脚接VCC(VCC是电压源)，第2引脚作为一个负输入接在电位器radj1的调节端上，电位器radj1的另两端分别接地和VCC上，将芯片LM393的第2引脚作为一个正输入接在一个10K电阻和光敏二极管HY2之间，该10K电阻的另一端接VCC，光敏二极管HY2的另一端接地，并且在光敏二极管HY2的两端并联一个104的电容C8，将芯片LM393的第1引脚作为输出引脚接在单片机最小系统的一引脚上（PA4），且在该输出的连线上串联一个接在VCC上的10K电阻，并且所述芯片LM393的第1引脚的输出的连线上还串联一个1K电阻与一个发光二极管DS1，且发光二极管DS1接VCC，发光二极管DS1用于指示电路的输出状态；在接地和VCC之间串联所述的红外光源HY1与100Ω的电阻，一104的电容与该串联的红外光源HY1与100Ω的电阻并联；在接地和VCC之间串联一个发光二极管DS0和一个1K电阻，发光二极管DS0用于指示电路的正常工作。

芯片LM393的第6引脚作为一个负输入接在电位器radj2的调节端上，电位器radj2的另两端分别接地和VCC上，将芯片LM393的第5引脚作为一个正输入接在一个10K电阻和光敏二极管HY3之间，该10K电阻的另一端接VCC，光敏二极管HY3的另一端接地，并且在光敏二极管HY3的两端并联一个104的电容C10，将芯片LM393的第7引脚作为输出引脚接在单片机最小系统的一引脚上（PA5），且在该输出的连线上串联一个接在VCC上的10K电阻；并且芯片LM393的第7引脚的输出的连线上还串联一个1K电阻与一个发光二极管DS2，且发光二极管DS2接VCC，发光二极管DS2用于指示电路的输出状态；在接地和VCC之间串联所述的红外光源HY4与100Ω的电阻，一104的电容与该串联的红外光源HY4与100Ω的电阻并联。在接地和VCC之间串联一个发光二极管DS3和一个1K电阻，发光二极管DS3用于指示电路的正常工作，所述光源的驱动电路及光敏元件的放大调理电路安装在圆柱形的外壳的外圆周上，且红外光源HY1与红外光源HY3位于圆周上的不同区域。这样，可以对两个红外光源和光敏元件之间，作出手势移动，光源被遮挡的顺序和方向可以形成手势识别的采集信号，该信号被输入单片机中，对采集信号识别，根据单片机中预先设定的光源被遮挡顺序和方向，可以产生相应的输出信号，以使得电子设备在接收到相应的接收信号时，作出相应动作响应。图3示出了几种手势动作方式，以及电子设备相应的动作相应。

所述的发送端中具有两组以上的所述光源的驱动电路及光敏元件的放大调理电路，每组光源的驱动电路及光敏元件的放大调理电路中的各红外光源均位于圆周上的不同区域，这样做的目的是为了进一步增加对手势识别的数量。

如图8所示，所述发送端无线通信电路和接收端无线通信电路，其分别包括蓝牙通讯模块、蓝牙通讯模块的第2引脚接VCC，第3引脚分接地，用来为模块供电。第4、5引脚接单片机的PA2、PA3引脚，通过这两个引脚进行数据的接收与发送。

在一个实施例中，所述系统中的下载电路如图5所示，将单片机的BOOT0和BOOT1引脚分别接一个100K的电阻，并接地，将下载方式锁定为SWD的方式，再将下载口的第1引脚接VCC，第3引脚接地，将第2引脚接单片机的SWCLK引脚上，并且连接一个10K电阻并接地，第4引脚接单片机的SWDIO引脚上，并且接一个10K电阻并接VCC。

在一个实施例中，如图6所示，系统中的复位电路，将按键的一端接单片机的RESET引脚，且另一端接地，在按键两端并联一个104的电容，在接单片机的一端接一个10K的电阻，并接VCC。

本实施例中，使用的光定位技术：光是一个新的科学研究领域，本实施例将光与数据通信连接到一起。采用先进的光通信以及无线通信技术，结合STM32单片机实现两个设备通信的功能。本实施例将手势识别中传统的通过摄像头来识别手势改为通过光来识别更加的新颖。本实施例可以实现一个发送端对应多个接收端。在一个实施例中，对图3所示的壳体进行附图标记说明。

1.光源的驱动电路及光敏元件的放大调理电路，2.单片机最小系统，3.电源开关：控制装置的开启关闭，4.指示灯：用于指示装置所处状态，开机时灯亮，电量充足灯为绿色，电量不足灯为红色。

本实施例致力于开发一套便携式的手势控制设备，使得通过简单手势指令操作电子设备的功能成为现实。本实施例具有以下效果：

1、时尚感强：本设计符合现代生活的高科技主题，符合大众的生活观念。

2、可操作性高：通过简单的手势实现功能即可控制远程电子设备。

3、受众范围广：设计实物精巧，便于携带，方便安装，各个年龄段都能熟练应用。

以上所述，仅为本发明创造较佳的具体实施方式，但本发明创造的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明创造披露的技术范围内，根据本发明创造的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明创造的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于光定位的手势识别系统，包括发送端和接收端，所述发送端包括光源的驱动电路及光敏元件的放大调理电路、单片机最小系统、发送端无线通信电路；所述接收端包括接收端无线通信电路及电子设备；所述光源的驱动电路及光敏元件的放大调理电路连接于单片机最小系统的输入端，发送端无线通信电路连接于单片机最小系统的输出端；且发送端无线通信电路与接收端无线通信电路信号连接，接收端无线通信电路与电子设备信号连接；

所述光源的驱动电路及光敏元件的放大调理电路，包括芯片LM393、红外光源HY1、红外光源HY4；所述芯片LM393的第4引脚接地，第8引脚接VCC，第2引脚作为一个负输入接在电位器radj1的调节端上，电位器radj1的另两端分别接地和VCC上，将芯片LM393的第2引脚作为一个正输入接在一个10K电阻和光敏二极管HY2之间，该10K电阻的另一端接VCC，光敏二极管HY2的另一端接地，并且在光敏二极管HY2的两端并联一个104的电容C8，将芯片LM393的第1引脚作为输出引脚接在单片机最小系统的一引脚上，且在该输出的连线上串联一个接在VCC上的10K电阻；在接地和VCC之间串联所述的红外光源HY1与100Ω的电阻，一104的电容与该串联的红外光源HY1与100Ω的电阻并联；

芯片LM393的第6引脚作为一个负输入接在电位器radj2的调节端上，电位器radj2的另两端分别接地和VCC上，将芯片LM393的第5引脚作为一个正输入接在一个10K电阻和光敏二极管HY3之间，该10K电阻的另一端接VCC，光敏二极管HY3的另一端接地，并且在光敏二极管HY3的两端并联一个104的电容C10，将芯片LM393的第7引脚作为输出引脚接在单片机最小系统的一引脚上，且在该输出的连线上串联一个接在VCC上的10K电阻；在接地和VCC之间串联所述的红外光源HY4与100Ω的电阻，一104的电容与该串联的红外光源HY3与100Ω的电阻并联。

2.如权利要求1所述的基于光定位的手势识别系统，其特征在于，所述芯片LM393的第1引脚的输出的连线上还串联一个1K电阻与一个发光二极管DS1，且发光二极管DS1接VCC，发光二极管DS1用于指示电路的输出状态；在接地和VCC之间串联一个发光二极管DS0和一个1K电阻，发光二极管DS0用于指示电路的正常工作；芯片LM393的第7引脚的输出的连线上还串联一个1K电阻与一个发光二极管DS2，且发光二极管DS2接VCC，发光二极管DS2用于指示电路的输出状态；在接地和VCC之间串联一个发光二极管DS3和一个1K电阻，发光二极管DS3用于指示电路的正常工作。

3.如权利要求1或2所述的基于光定位的手势识别系统，其特征在于，所述光源的驱动电路及光敏元件的放大调理电路安装在圆柱形的外壳的外圆周上，且红外光源HY1与红外光源HY3位于圆周上的不同区域。

4.如权利要求3所述的基于光定位的手势识别系统，其特征在于，所述的发送端中具有两组以上的所述光源的驱动电路及光敏元件的放大调理电路，每组光源的驱动电路及光敏元件的放大调理电路中的各红外光源均位于圆周上的不同区域。

5.如权利要求1所述的基于光定位的手势识别系统，其特征在于，该系统还包括供电电路，所述供电电路通过USB为整个系统供电，将USB的接地和VCC连接在自锁按键的第2、3引脚上，将稳压芯片1117的第1引脚接地，第3引脚接在VCC上，在第3引脚和接地之间并联了104的电容和10uF的电容，第2引脚和第4引脚接在一起作为输出，在输出和接地之间并联了104的电容和10uF的电容。

6.如权利要求1所述的基于光定位的手势识别系统，其特征在于，所述发送端无线通信电路和接收端无线通信电路，其分别包括蓝牙通讯模块、蓝牙通讯模块的第2引脚接VCC，第3引脚接地，第4引脚接单片机的PA2引脚、第5引脚接单片机的PA3引脚。