CN207586952U - 一种面向牙医椅的Kinect手势识别装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种面向牙医椅的Kinect手势识别装置，该装置将体感设备Kinect与计算机相连接，实现了基于Kinect的牙医手势识别；将单片机与嵌入牙医椅中的步进电机相连接，实现了基于单片机的牙医椅无接触式操作；整个装置通过串口WIFI实现通信。本实用新型创新性地将体感设备与牙医辅助设备结合起来，不仅节约了就诊时间与成本，更提出了一种医疗辅助设备的可发展方向；所有手势可由用户自定义，为不同操作习惯的用户提供了定制手势的接口；采用基于WIFI的通信方式，使信息传输距离不受空间条件的约束，无须布线，工作距离长，能够适应多种空间布局。

Description

一种面向牙医椅的Kinect手势识别装置

技术领域

本实用新型涉及对牙医椅高度、椅背角度及灯光的非接触式控制的技术领域，具体涉及一种面向牙医椅的Kinect自动手势识别装置。

背景技术

众所周知，牙科医生在工作中被严格要求无菌环境，而现阶段牙科医生在就诊过程中需要不断地接触、控制牙医椅以及灯光等设备，导致牙科医生频繁地更换消毒手套或大量使用一次性消毒塑料膜等问题。目前，虽然也有一些研究将计算机技术用于辅助医疗诊断，但采用体感设备和嵌入式单片机等技术实现对牙医椅无接触式控制的研究还较少，其原因主要在于设备精度要求高、高精度设备成本高等问题。

实用新型内容

针对现有技术上存在的不足，本实用新型的目的是建立对牙医椅的非接触式控制装置，减少牙医在就诊过程的冗余操作，提高牙医的工作效率。

为实现上述目的，本实用新型通过如下技术方案来实现：

一种面向牙医椅的Kinect手势识别装置，包括基于Kinect的手势识别装置和基于单片机的牙医椅控制装置，其中，使用Kinect专用连接线连接电脑与基于Kinect的手势识别装置，用于获取、识别手势并通过WIFI网络将对应控制信息发送给基于单片机的牙医椅控制装置；使用导线连接牙医专用椅的控制台与基于单片机的牙医椅控制装置，通过WIFI网络接收对应的控制信息并转化为电信号，从而能够实现对牙医座椅高度、椅背角度及灯光的全方位无接触式调整。其有益效果是：通过手势控制牙医椅，避免牙医在就诊过程中与牙医椅等设备的直接接触，减少了牙医的冗余操作，节约就诊时间和成本。

在实施方案中，基于Kinect的手势识别装置包括Kinect体感设备、串口WIFI设备(客户端)、WIFI模块串口-USB转接设备。串口WIFI设备(客户端)通过设备引脚与WIFI模块串口-USB转接设备相连接，通过USB接口获得数据并将数据通过WIFI网络转发给基于单片机的牙医椅控制装置；WIFI模块串口-USB转接设备通过USB接口与计算机相连接，获得来自计算机的数据；Kinect体感设备通过USB接口与计算机相连接，将数据传输给计算机处理后发送给WIFI模块串口-USB转接设备。其有益效果是：利用Kinect提供的强大的机器学习工具可以方便地自定义手势，适应不同用户的操作习惯；Kinect提供的多种传感器可以极大程度地捕捉牙医的动作数据，使得手势识别速度快、精度高；WIFI设备的引入使得数据传送不受布线条件的限制，节约了布线成本。

在实施方案中，基于单片机的牙医椅控制装置包括单片机设备、串口WIFI设备(服务端)、步进电机驱动设备以及步进电机设备。步进电机设备与步进电机驱动设备通过设备引脚相连接，获得电力供应与电信号；串口WIFI设备(服务端)利用设备引脚与单片机设备相连接，通过WIFI网络获得基于Kinect的手势识别装置发送的数据并通过单片机设备将数据解释为电信号供步进电机驱动设备使用；步进电机驱动设备通过设备引脚与单片机设备相连接，通过导线获得控制信号。其有益效果是：WIFI设备使用2.4GHz附近的频段传输信息，覆盖范围广，工作距离长，能够适应多种空间布局；单片机设备体积小、功耗低、可靠性高、抗干扰能力强，适合大多数环境，且控制能力强，拥有较多的I/O接口，可以同时控制多个设备的运行。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图中附图标记含义为：1为基于Kinect的手势识别装置，2为基于单片机的牙医椅控制装置，3为Kinect体感设备，4为串口WIFI设备(客户端)，5为WIFI模块串口-USB转接设备，6为单片机设备，7为串口WIFI设备(服务端)，8为步进电机驱动设备，9为步进电机设备。

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。

参照图1，本实用新型是一种面向牙医椅的Kinect手势识别装置，包括基于Kinect的手势识别装置1和基于单片机的牙医椅控制装置2。使用Kinect专用连接线连接电脑与基于Kinect的手势识别装置1，用于获取、识别手势并通过WIFI网络将对应控制信息发送给基于单片机的牙医椅控制装置2，通过导线连接牙医专用椅的控制台与基于单片机的牙医椅控制装置2，将WIFI网络接收对应的控制信息并转化为电信号，从而能够实现对牙医座椅高度、椅背角度及灯光的全方位调整。基于Kinect的手势识别装置1包括Kinect体感设备3、串口WIFI设备(客户端)4和WIFI模块串口-USB转接设备5。其中串口WIFI设备(客户端)4通过设备引脚与WIFI模块串口-USB转接设备5相连接，利用USB接口获得数据并将数据通过WIFI网络发送给基于单片机的牙医椅控制装置2，而WIFI模块串口-USB转接设备5通过USB接口与计算机相连接，获得来自计算机的数据。Kinect体感设备3通过USB接口与计算机相连接，将数据传输给计算机进行处理后发送给WIFI模块串口-USB转接设备5。基于单片机的牙医椅控制装置2包括单片机设备6、串口WIFI设备(服务端)7、步进电机驱动设备8以及步进电机设备9，其中步进电机设备9与步进电机驱动设备8之间用设备引脚相连接，通过步进电机驱动设备8获得电力供应与电信号。串口WIFI设备(服务端)7通过设备引脚与单片机设备6相连接，利用WIFI网络获得基于Kinect的手势识别装置1发送的数据并通过单片机设备6将数据解释为电信号供步进电机驱动设备8使用。步进电机驱动设备8通过设备引脚与单片机设备6相连接，通过导线获得控制信号。在基于Kinect手势识别方面，主要包括Kinect体感设备3、串口WIFI设备(客户端)4、WIFI模块串口-USB转接设备5。发明者利用基于特定算法的手势识别和基于机器学习的手势识别，通过Kinect体感设备3对人体手势进行捕捉并分析后，进行分类，建立相应的手势库，当用户使用本装置进行手势识别时，Kinect体感设备将用户当前状态与手势库中的已经定义好的手势进行比对，将匹配的手势状态所对应的控制信息通过串口WIFI设备(客户端)4发送给基于单片机的控制装置2。而在基于单片机控制方面，单片机设备6通过与其连接的串口WIFI设备(服务端)接收来自计算机的控制指令，通过对指令的分析，实时地控制牙医椅的状态。

值得注意的是，所述的基于Kinect手势识别装置1，采用两种手势识别方式，极大地提高了手势库的丰富度和识别的精确度，给医生的治疗过程提供了更多的手势选择方式。所述Kinect体感设备3是由微软生产的一款新型体感设备，能够很好地进行手势的识别与开发。

值得注意的是，所述的基于单片机的牙医椅装置2采用单片机设备6与串口WIFI设备(服务端)7结合的方式，单片机设备6和串口WIFI设备(服务端)7所占空间小，实用性强且价格低廉，单片机设备6能够很好地实现PC的相关功能，进而实现对步进电机设备9的控制。

本具体实施方式能够方便牙医工作，极大地减少了反复洗手消毒、更换一次性手套的冗余操作，减少了医药物品的浪费，提高了医生的工作效率。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，在这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (3)

1.一种面向牙医椅的Kinect手势识别装置，包括基于Kinect的手势识别装置(1)和基于单片机的牙医椅控制装置(2)，其特征在于：使用Kinect专用连接线连接电脑与基于Kinect的手势识别装置(1)，用于获取、识别手势并通过WIFI网络将对应控制信息发送给基于单片机的牙医椅控制装置(2)，使用导线连接牙医专用椅的控制台与基于单片机的牙医椅控制装置(2)，通过WIFI接收对应的控制信息并转化为电信号，从而能够实现对牙医椅高度、椅背角度及灯光的全方位调整。

2.根据权利要求1所述的面向牙医椅的Kinect手势识别装置，其特征在于：所述的基于Kinect的手势识别装置(1)包括Kinect体感设备(3)、串口WIFI设备即客户端(4)和WIFI模块串口-USB转接设备(5)，其中，串口WIFI设备即客户端(4)与WIFI模块串口-USB转接设备(5)之间用设备引脚相连接，通过USB接口获得数据并将数据通过WIFI网络转发给基于单片机的牙医椅控制装置(2)；WIFI模块串口-USB转接设备(5)通过USB接口与计算机相连接，获得来自计算机的数据；Kinect体感设备(3)与计算机之间利用USB接口相连接，通过USB接口将数据传输给计算机处理后发送给WIFI模块串口-USB转接设备(5)。

3.根据权利要求1所述的面向牙医椅的Kinect手势识别装置，其特征在于：所述的基于单片机的牙医椅控制装置(2)包括单片机设备(6)、串口WIFI设备即服务端(7)、步进电机驱动设备(8)以及步进电机设备(9)，其中，步进电机设备(9)与步进电机驱动设备(8)通过设备引脚相连接，利用步进电机驱动设备(8)获得电力供应与电信号；串口WIFI设备即服务端(7)通过设备引脚与单片机设备(6)相连接，通过WIFI网络获得基于Kinect的手势识别装置(1)发送的数据并通过单片机设备(6)将数据解释为电信号供步进电机驱动设备(8)使用；步进电机驱动设备(8)通过设备引脚与单片机设备(6)相连接，通过导线获得控制信号。