CN210534717U - 一种红外手势动作识别装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种红外手势动作识别装置，包括用于发射输出信号的信号发射模块，所述信号发射模块包括用于发射载波信号的第一发射单元以及用于发射电平信号的第二发射单元；用于接收输出信号的信号接收模块，所述信号接收模块包括用于接收和解调载波信号的第一接收单元以及用于接收电平信号的第二接收单元；用于识别手势动作的处理模块，所述处理模块分别与所述发射模块以及所述接收模块信号连接，通过周期性地发送载波信号和电平信号，然后对发送的载波信号以及电平信号接收和处理，通过判定接收的载波信号为手势动作的反射信号，判定手势动作的存在，通过检测接收的电平信号的强弱，判定手势动作的远近，识别手势动作的存在以及远近。
Description
技术领域
本实用新型属于家用电器技术领域，具体涉及一种红外手势动作识别装置。
背景技术
目前，吸油烟机应用的手势识别功能大部分基于红外线收发实现，主要的实现方法有：专用的红外手势识别传感器方案和集成接收管搭配分立发射管方案，前者虽可实现较多手势，但成本高昂，后者则受玻璃、膜片等影响，识别感应距离只能通过硬件调节，无法利用软件调节，一致性难以控制且识别率不高，直接影响到手势识别体验和场景应用。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种红外手势动作识别装置，解决了现有技术中吸油烟机手势识别不便的问题。
本实用新型所采用的技术方案是，
一种红外手势动作识别装置，包括：用于发射输出信号的信号发射模块，所述信号发射模块包括用于发射载波信号的第一发射单元以及用于发射电平信号的第二发射单元；用于接收输出信号的信号接收模块，所述信号接收模块包括用于接收和解调载波信号的第一接收单元以及用于接收电平信号的第二接收单元；用于识别手势动作的处理模块，所述处理模块分别与所述发射模块以及所述接收模块信号连接。
可选的，所述信号发射模块包括用于生成数字信号的三极管以及用于产生载波信号的发射管。
可选的，所述第一接收单元包括集成接收管，所述第二接收单元包括分离接收管，分离接收管接收电平信号后并将所述电平信号转化为电压信号。
可选的，所述红外手势动作识别装置还包括用于显示手势动作的显示模块，所述显示模块包括显示控制单元和显示单元。
可选的，所述显示控制单元TM1629A芯片以及RC滤波电路，所述RC滤波电路与TM1629A芯片信号连接，所述显示单元包括SMG数码显示管，所述TM1629A芯片的通信接口com1至com8接口分别与SMG数码显示管的com1至com8接口信号连接，所述TM1629A芯片的通信接口a至h接口分别与SMG数码显示管的a至h接口信号连接。
可选的，所述处理模块包括DSP芯片和RC滤波电路，所述DSP芯片与所述RC滤波电路信号连接。
与现有技术相比，本实用新型使用时，通过周期性地发送载波信号和电平信号，然后对发送的载波信号以及电平信号接收和处理，通过判定接收的载波信号为手势动作的反射信号，进而判定手势动作的存在，通过检测接收的电平信号的强弱，进而判定手势动作的远近，识别手势动作的存在以及远近，便于识别，可靠性强，便于推广。
附图说明
图1是本实用新型实施例1提供的红外手势动作识别方法的流程图。
图2是本实用新型实施例2提供的红外手势动作识别方法的流程图。
图3是本实用新型实施例3提供的红外手势动作识别装置的结构示意图。
图4是本实用新型实施例4提供的信号发射模块和信号接收模块的电路的结构示意图。
图5是本实用新型实施例4提供的显示控制单元的结构示意图。
图6是本实用新型实施例4提供的显示单元的结构示意图。
图7是本实用新型实施例4提供的DSP芯片的结构示意图。
图8是本实用新型实施例4提供的RC滤波电路的结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
本实用新型实施例1提供一种红外手势动作识别方法，如图1所示，包括如下步骤：
S1：提供输出信号，并周期性地发送所述输出信号，所述输出信号包括载波信号和电平信号；
S2：接收载波信号并将其解调，获取解调信号，判断解调信号是否来自手势动作的反射，确定是否存在手势动作，当存在手势动作时，手势动作会遮挡并反射载波信号，当接收到反射后的载波信号时，判定接收到的信号是否与周期性发射的载波信号一致，若一致则判定为由于手势动作遮挡并反射载波信号，因此存在手势动作，若不一致则判定为由于未受到手势动作遮挡，进而未存在手势动作；
S3：接收电平信号，通过电平信号的变化幅度与手势动作的距离之间的关系，确定手势动作的距离，具体的，电平信号的变化幅度与接收到的电平信号的强度线性相关，而接收到的电平信号的强度与手动作的距离线性相关，进而能够通过接收到的电平信号的强度确定手势动作的距离；
S4：根据手势动作的存在以及距离，确定手势动作的类型，例如通过在不同位置接收载波信号，然后解调确认手势动作的位置，进而能够判定手势动作的轨迹，通过接收到的电平信号的强度来设定相关的阈值，进而判定手势动作为靠近或者远离。
在本实施例的实施过程中，在周期性地发送所述红外信号的步骤之前，包括：提供数字信号，将数字信号转化为红外信号，对红外信号的频率以及脉宽进行调制和编码，获取载波信号。具体地，对红外信号的频率以及脉宽进行调制和编码的步骤包括：依据特定频率，在编码周期Ta里，按照发送先后顺序N，依次发送1个数字信号，使数字信号的占空比按步调S递增，则每次发送的载波信号脉宽的数学表达为：TH＝N*S，且TH＜Ta，而且可以在编码周期Ta的第一时序内输出载波信号，在第二时序内输出电平信号，第一时序的时长为TH，第二时序的时长为Ta－TH。
在本实施例的实施过程中，通过电平信号的变化幅度与手势动作的距离之间的关系包括：建立电平信号的变化幅度与接收的电平信号的红外强度之间的线性映射关系，通过检测接收的电平信号的红外强度来确定手势动作的距离。
所述的方法还包括：在多个位置接收所述输出信号；根据接收的载波信号来判断手势动作的运动轨迹，并根据接收的电平信号来判断手势动作的远近。设定接收电平信号的阈值，当接收电平信号的强度小于所述接收电平信号的阈值时，则判定手势动作为远离；当接收电平信号的强度大于或者等于所述接收电平信号的阈值时，则判定手势动作为靠近。
请参阅图2，实施例2提供一种红外手势动作识别方法的流程图，本实施例在两处不同的位置(第一位置和第二位置)接收载波信号和电平信号，进而判定左右移动(第一位置与第二位置相对位置的移动)以及前后移动。
S100：开始，并周期性地发送输出信号，按照时序，先后利用数字信号控制载波信号以及电平信号的生成和发送，或者先后控制电平信号以及载波信号的生成和发送；
S110:载波信号生成并发送，可对载波信号的频率和脉宽进行编码，以防止环境红外信号干扰载波信号的接收；
S111、S113:分别在不同的位置，例如第一位置和第二位置分别接收并解调载波信号，当解调后的载波信号与数字信号匹配时，则判定在由于存在手势动作，相应的位置接收到手势动作反射的载波信号；
S112、S114：判定第一位置和第二位置感应；
S115：采集第一位置和/或第二位置的感应时序，进而判定手势动作的路径，例如路径1：由第一位置至第二位置，路径2：有第二位置至第一位置；
S120:电平信号生成并发送，电平信号可由数字信号直接编码生成；
S121、S123：分别在不同的位置，例如第一位置和第二位置分别接收电平信号，在接收过程中，电平信号可转化为电压信号，通过采集电压信号的大小，由于手势动作的距离大小与电压信号的大小成反比，判定手势动作的距离，还可以设定阈值电压，当手势动作较远时，电压信号低于阈值电压，则判定手势动作为远离，当手势动作较近时，电压信号大于或者等于阈值电压，则判定手势动作为靠近。
S130：通过时序以及逻辑判定手势动作为第一位置感应、第二位置感应、第一位置靠近/远离或者第二位置靠近/远离，进而完成手势动作的识别。
请参阅图3，实施例3提供一种红外手势动作识别装置的结构示意图，包括：用于发射输出信号的信号发射模块，所述信号发射模块包括用于发射载波信号的第一发射单元以及用于发射电平信号的第二发射单元；用于接收输出信号的信号接收模块，所述信号接收模块包括用于接收和解调载波信号的第一接收单元以及用于接收电平信号的第二接收单元；用于识别手势动作的处理模块，所述处理模块分别与所述发射模块以及所述接收模块信号连接，处理模块可以采用各种可以实现可调节数字信号的单元，例如各种单片机、微控制器、DSP(数字信号处理器)、FPGA(Field－Programmable GateArray，即现场可编程门阵列)、上位机或者中央处理器(CPU，CentralProcessing Unit)，在本实施例中，控制器可采用单片机，通过对单片机进行编程可以实现各种控制功能，比如在本实施例中，实现载波信号及电平信号的采集、处理和解调功能，单片机具有方便接口调用、便于控制的优点。
请参阅图4，在实施例4提供一个信号发射模块和信号接收模块的电路的结构示意图，首先控制系统，可采用单片机、上位机或者CPU，输出数字信号，并通过三极管Q对发射管LED8实施开关控制，然后对信号进行38KHZ的频率调制变成载波信号，同时集成接收管IR对38KHZ的红外载波信号接收并还原发射信号传送到控制系统进行解调。在频率调制发送结束后，控制系统输出通过三极管Q驱动发射管输出直流红外信号，同时分立接收管RD接收此信号并转换成电压信号，通过控制系统对此电压信号进行模数转换。在具体实施过程中，还可以设置多组所述的电路，进而判定手势动作的路径轨迹(例如从左到右，或者从右到左)以及距离分立接收管RD的前后。
请参阅图5和图6，所述的红外手势动作识别装置还包括用于显示手势动作的显示模块，所述显示模块包括显示控制单元和显示单元，所述显示控制单元TM1629A芯片以及RC滤波电路，所述RC滤波电路与TM1629A芯片串接，显示单元包括SMG数码显示管，用于显示手势识别动作，所述TM1629A芯片的通信接口com1至com8接口分别与SMG数码显示管的com1至com8接口信号连接，所述TM1629A芯片的通信接口a至h接口分别与SMG数码显示管的a至h接口信号连接，显示例如由左向右、由右向左、由前向后、由后向前等识别手势。在实际使用过程中，TM1629A芯片接收由电压信号或者红外载波信号转化而来的数字电平信号，进而显示于SMG数码显示管上，便于识别。
为了便于系统控制，所述红外手势识别装置还包括用于控制和处理信号的处理模块，在具体实施过程中，处理模块可选用DSP芯片做出内核处理芯片，如图7所示，为了提供信号的处理精确性，过滤噪声信号，所述处理模块还包括RC滤波电路，如图8所示，所述RC滤波电路与所述DSP芯片串接。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (6)
1.一种红外手势动作识别装置，其特征在于，包括：
用于发射输出信号的信号发射模块，所述信号发射模块包括用于发射载波信号的第一发射单元以及用于发射电平信号的第二发射单元；
用于接收输出信号的信号接收模块，所述信号接收模块包括用于接收和解调载波信号的第一接收单元以及用于接收电平信号的第二接收单元；
用于识别手势动作的处理模块，所述处理模块分别与所述发射模块以及所述接收模块信号连接。
2.根据权利要求1所述的红外手势动作识别装置，其特征在于，所述信号发射模块包括用于生成数字信号的三极管以及用于产生载波信号的发射管。
3.根据权利要求1或者2所述的红外手势动作识别装置，其特征在于，所述第一接收单元包括集成接收管，所述第二接收单元包括分离接收管，分离接收管接收电平信号后并将所述电平信号转化为电压信号。
4.根据权利要求1所述的红外手势动作识别装置，其特征在于，所述红外手势动作识别装置还包括用于显示手势动作的显示模块，所述显示模块包括显示控制单元和显示单元。
5.根据权利要求4所述的红外手势动作识别装置，其特征在于，所述显示控制单元TM1629A芯片以及RC滤波电路，所述RC滤波电路与TM1629A芯片信号连接，所述显示单元包括SMG数码显示管，所述TM1629A芯片的通信接口com1至com8接口分别与SMG数码显示管的com1至com8接口信号连接，所述TM1629A芯片的通信接口a至h接口分别与SMG数码显示管的a至h接口信号连接。
6.根据权利要求1所述的红外手势动作识别装置，其特征在于，所述处理模块包括DSP芯片和RC滤波电路，所述DSP芯片与所述RC滤波电路信号连接。
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| CN110456913A (zh) * | 2019-08-21 | 2019-11-15 | 华帝股份有限公司 | 一种红外手势动作识别方法及装置 |
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2019
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