CN213844152U - 一种人体动作识别装置 - Google Patents

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方政霖
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Abstract

本实用新型公开了一种人体动作识别装置，包括主控制器、直流电源、串口模块、摄像头和四个TOF激光传感器；主控制器采用全志H3芯片；摄像头连接于全志H3芯片的其中一个主USB接口，主要处理静态动作识别；四个TOF激光传感器分布于摄像头的左、右、上、下四个方位，主要处理动态动作识别，用于测量左右方向和上下方向的人体动作，左右排放的两个TOF激光传感器连接于全志H3芯片的同一个I2C接口，上下排放的两个TOF激光传感器连接于全志H3芯片的另外同一个I2C接口；串口模块连接于全志H3芯片的其中一个串口UART，用于连接外部电脑；直流电源连接于主控制器。本实用新型具有便携性、可靠性高、低功耗、造价低、智能化程度高、制造维护方便及能够与其它设备通信等优点。

Description

一种人体动作识别装置
技术领域
本实用新型涉及人机交互的技术领域，尤其是指一种人体动作识别装置。
背景技术
人机交互技术一直是研究的热点技术，目前常用有基于视觉或者姿态传感器的人机动作交互系统，但是由于视觉涉及的计算量很大，所以需要较强的计算平台才能对动态动作有较好的识别功能，而姿态传感器需要佩戴人身上，不方便使用。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提出了一种人体动作识别装置，整个硬件设计采用嵌入式平台，具有便携性、可靠性高、低功耗、造价低、智能化程度高、制造维护方便、能够与其它设备通信等优点。
为实现上述目的，本实用新型所提供的技术方案为：一种人体动作识别装置，包括主控制器、直流电源、串口模块、摄像头和四个TOF激光传感器；其中，所述主控制器采用全志H3芯片，用于处理摄像头和TOF激光传感器的数据以及融合算法，此芯片基于四核Cortex-A7 CPU架构，具有MMU内存管理单元、DDR3 SDRAM和NAND FLASH接口，能够运行Linux操作系统，同时具有3个主USB接口、5个串口UART、4个I2C接口以及多路GPIO；所述摄像头连接于全志H3芯片的其中一个主USB接口，主要处理静态动作识别；四个TOF激光传感器分布于摄像头的左、右、上、下四个方位，主要处理动态动作识别，用于测量左右方向和上下方向的人体动作，左右排放的两个TOF激光传感器连接于全志H3芯片的同一个I2C接口，上下排放的两个TOF激光传感器连接于全志H3芯片的另外同一个I2C接口；所述串口模块连接于全志H3芯片的其中一个串口UART，用于连接外部电脑，进而通过超级终端进行配置和调试；所述直流电源连接于主控制器，用于提供稳定直流电压。
进一步，所述直流电源的输入电压为5V电压，为摄像头、TOF激光传感器、串口模块提供电源，针对主控制器采用电源芯片SPX3819M5产生1.2V/500mA为主控制器的芯片系统部分进行供电，采用电源芯片SY8113B产生1.3V/3A为全志H3芯片的CPU进行供电，采用电源芯片SY8089A产生3.3V/2A为全志H3芯片的IO口及相关外设进行供电。
进一步，所述摄像头包括VBUS、D-、D+和GND 4个接口，其中D-连接全志H3芯片的主USB接口USB_DM0，D+连接全志H3芯片的主USB接口USB_DP0，VBUS接口连接5V电源，GND接口连接地。
进一步，所述左右排放的两个TOF激光传感器采用VL53L0X芯片，该芯片具有连接全志H3芯片的I2C接口，该VL53L0X芯片的I2C总线的SCL连接全志H3芯片的PA11/I2C0_SCL，该VL53L0X芯片的SDA连接全志H3芯片的PA12/I2C0_SDA，I2C总线上拉电阻为R1和R2。
进一步，所述上下排放的两个TOF激光传感器采用VL53L0X芯片，该芯片具有连接全志H3芯片的I2C接口，该VL53L0X芯片的I2C总线的SCL连接全志H3芯片的PA18/I2C1_SCL，该VL53L0X芯片的SDA连接全志H3芯片的PA19/I2C1_SDA，I2C总线上拉电阻为R3和R4。
本实用新型与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：
本实用新型采用摄像头和四个低成本的TOF激光传感器相结合的方式，其中摄像头主要用于识别静态动作从而可以在低成本的嵌入式系统上运行，同时在嵌入式系统上4个低成本TOF激光传感器可以用于对动态动作的识别；由于在嵌入式平台上进行实现，本实用新型具有便携性、可靠性高、低功耗、造价低、智能化程度高、制造维护方便、能够与其它设备通信等优点。
附图说明
图1为本实用新型的结构简图。
图2为本实用新型的芯片连接图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本实用新型作进一步说明。
如图1所示，本实施例所提供的人体动作识别装置，包括主控制器1、直流电源2、串口模块3、摄像头4和四个TOF激光传感器5。
其中，所述主控制器1采用全志H3芯片，用于处理摄像头4和TOF激光传感器5的数据以及融合算法，此芯片基于四核Cortex-A7 CPU架构，具有MMU内存管理单元、DDR3 SDRAM和NAND FLASH接口，能够运行Linux操作系统，同时具有3个主USB接口、5个串口(UART)、4个I2C接口以及多路GPIO。所述直流电源模块2连接于主控制器1，用于提供稳定直流电压，输入电压为5V电压，为摄像头4、TOF激光传感器5和串口模块3提供电源，针对主控制器1采用电源芯片SPX3819M5产生1.2V/500mA为主控制器1的芯片系统部分进行供电(VCC_SYS)，采用电源芯片SY8113B产生1.3V/3A为全志H3芯片的CPU进行供电(VCC_CPUX)，采用电源芯片SY8089A产生3.3V/2A为全志H3芯片的IO口(VCC_IO)及相关外设进行供电；所述摄像头4连接于全志H3芯片的其中一个主USB接口，主要处理静态动作识别；四个TOF激光传感器5分布于摄像头4的左、右、上、下四个方位，主要处理动态动作识别，用于测量左右方向和上下方向的人体动作，左右排放的两个TOF激光传感器5连接于全志H3芯片的同一个I2C接口，上下排放的两个TOF激光传感器5连接于全志H3芯片的另外同一个I2C接口；左右排放的两个TOF激光传感器采用VL53L0X芯片，该芯片具有连接全志H3芯片的I2C接口，该VL53L0X芯片的I2C总线的SCL连接全志H3芯片的PA11/I2C0_SCL，该VL53L0X芯片的SDA连接全志H3芯片的PA12/I2C0_SDA，I2C总线上拉电阻为R1和R2；上下排放的两个TOF激光传感器采用VL53L0X芯片，该芯片具有连接全志H3芯片的I2C接口，该VL53L0X芯片的I2C总线的SCL连接全志H3芯片的PA18/I2C1_SCL，该VL53L0X芯片的SDA连接全志H3芯片的PA19/I2C1_SDA，I2C总线上拉电阻为R3和R4；所述串口模块3连接于全志H3芯片的其中一个串口(UART)，用于连接外部电脑，从而实现和外界通信，进而通过超级终端进行配置和调试。
如图2所示，摄像头4包括VBUS(1号管脚)、D-(2号管脚)、D+(3号管脚)和GND(4号管脚)4个接口，其中D-(2号管脚)连接全志H3芯片的主USB接口USB_DM0(B5号管脚)；D+(3号管脚)连接全志H3芯片的主USB接口USB_DP0(A5号管脚)；VBUS(1号管脚)接口连接5V电源；GND(4号管脚)接口连接地；其中电阻R5和第二电阻R6主要起阻抗匹配作用。全志H3芯片的PA12/I2C0_SDA(C13号管脚)连接VL53L0X(1)和VL53L0X(2)的SDA(9号管脚)，全志H3芯片的PA12/I2C0_SDA(C13号管脚)连接上拉电阻R1；全志H3芯片的PA11/I2C0_SCL(F11号管脚)连接VL53L0X(1)和VL53L0X(2)的SCL(10号管脚)，全志H3芯片的PA11/I2C0_SCL(F11号管脚)连接上拉电阻R2；全志H3芯片的PD0(C21号管脚)连接VL53L0X(1)的XSHUT(5号管脚)；全志H3芯片的PD1(H17号管脚)连接VL53L0X(1)的GPIO1(7号管脚)；全志H3芯片的PD2(B20号管脚)连接VL53L0X(2)的XSHUT(5号管脚)；全志H3芯片的PD3(H18号管脚)连接VL53L0X(2)的GPIO1(7号管脚)；VL53L0X(1)和VL53L0X(2)芯片的AVDD(11号管脚)和AVDDVCSEL(1号管脚)连接电源3.3V；VL53L0X(1)和VL53L0X(2)芯片的GND(3号管脚)、GND2(4号管脚)、GND3(6号管脚)、GND4(12号管脚)和AVSSVCSEL(GND)(2号管脚)都连接到地。全志H3芯片的PA19/I2C1_SDA(B14号管脚)连接VL53L0X(3)和VL53L0X(4)的SDA(9号管脚)，全志H3芯片的PA19/I2C1_SDA(B14号管脚)连接上拉电阻R3；全志H3芯片的PA18/I2C1_SCL(B13号管脚)连接VL53L0X(3)和VL53L0X(4)的SCL(10号管脚)，全志H3芯片的PA18/I2C1_SCL(B13号管脚)连接上拉电阻R4；全志H3芯片的PD6(B21号管脚)连接VL53L0X(3)的XSHUT(5号管脚)；全志H3芯片的PD7(E18号管脚)连接VL53L0X(3)的GPIO1(7号管脚)；全志H3芯片的PD4(A20号管脚)连接VL53L0X(4)的XSHUT(5号管脚)；全志H3芯片的PD5(F19号管脚)连接VL53L0X(4)的GPIO1(7号管脚)；VL53L0X(3)和VL53L0X(4)芯片的AVDD(11号管脚)和AVDDVCSEL(1号管脚)连接电源3.3V；VL53L0X(3)和VL53L0X(4)芯片的GND(3号管脚)、GND2(4号管脚)、GND3(6号管脚)、GND4(12号管脚)和AVSSVCSEL(GND)(2号管脚)都连接到地。全志H3芯片的UART0_TX(F5号管脚)连接串行通信接口RXD口；全志H3芯片的UART0_RX(H6号管脚)连接串行通信接口TXD口。电源芯片SPX3819M5连接全志H3芯片的VCC_SYS供电端口(H10,L10,J10,J11,J12,K10,K11,K12,L11,L12,L13和L14管脚)；电源芯片SY8113B连接全志H3芯片的VCC_CPUX供电端口(N8,P6,P7,P8,P9,R6,R7,R8,T6,T7,T8,U6和U9管脚)；电源芯片SY8089A连接全志H3芯片的VCC_IO供电端口(G13,G14,G15,H13,H14和J14管脚)。
以上所述之实施例子只为本实用新型之较佳实施例，并非以此限制本实用新型的实施范围，故凡依本实用新型之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (5)

1.一种人体动作识别装置，其特征在于：包括主控制器、直流电源、串口模块、摄像头和四个TOF激光传感器；其中，所述主控制器采用全志H3芯片，用于处理摄像头和TOF激光传感器的数据以及融合算法，此芯片基于四核Cortex-A7 CPU架构，具有MMU内存管理单元、DDR3SDRAM和NAND FLASH接口，能够运行Linux操作系统，同时具有3个主USB接口、5个串口UART、4个I2C接口以及多路GPIO；所述摄像头连接于全志H3芯片的其中一个主USB接口，主要处理静态动作识别；四个TOF激光传感器分布于摄像头的左、右、上、下四个方位，主要处理动态动作识别，用于测量左右方向和上下方向的人体动作，左右排放的两个TOF激光传感器连接于全志H3芯片的同一个I2C接口，上下排放的两个TOF激光传感器连接于全志H3芯片的另外同一个I2C接口；所述串口模块连接于全志H3芯片的其中一个串口UART，用于连接外部电脑，进而通过超级终端进行配置和调试；所述直流电源连接于主控制器，用于提供稳定直流电压。
2.根据权利要求1所述的一种人体动作识别装置，其特征在于：所述直流电源的输入电压为5V电压，为摄像头、TOF激光传感器、串口模块提供电源，针对主控制器采用电源芯片SPX3819M5产生1.2V/500mA为主控制器的芯片系统部分进行供电，采用电源芯片SY8113B产生1.3V/3A为全志H3芯片的CPU进行供电，采用电源芯片SY8089A产生3.3V/2A为全志H3芯片的IO口及相关外设进行供电。
3.根据权利要求1所述的一种人体动作识别装置，其特征在于：所述摄像头包括VBUS、D-、D+和GND 4个接口，其中D-连接全志H3芯片的主USB接口USB_DM0，D+连接全志H3芯片的主USB接口USB_DP0，VBUS接口连接5V电源，GND接口连接地。
4.根据权利要求1所述的一种人体动作识别装置，其特征在于：所述左右排放的两个TOF激光传感器采用VL53L0X芯片，该芯片具有连接全志H3芯片的I2C接口，该VL53L0X芯片的I2C总线的SCL连接全志H3芯片的PA11/I2C0_SCL，该VL53L0X芯片的SDA连接全志H3芯片的PA12/I2C0_SDA，I2C总线上拉电阻为R1和R2。
5.根据权利要求1所述的一种人体动作识别装置，其特征在于：所述上下排放的两个TOF激光传感器采用VL53L0X芯片，该芯片具有连接全志H3芯片的I2C接口，该VL53L0X芯片的I2C总线的SCL连接全志H3芯片的PA18/I2C1_SCL，该VL53L0X芯片的SDA连接全志H3芯片的PA19/I2C1_SDA，I2C总线上拉电阻为R3和R4。
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