CN218037975U

CN218037975U - 一种用于电梯的虚拟按键装置

Info

Publication number: CN218037975U
Application number: CN202222039619.6U
Authority: CN
Inventors: 张鑫; 石东子; 牟冲
Original assignee: South China University of Technology SCUT
Current assignee: South China University of Technology SCUT
Priority date: 2022-08-04
Filing date: 2022-08-04
Publication date: 2022-12-13
Anticipated expiration: 2032-08-04

Abstract

本实用新型公开了一种用于电梯的虚拟按键装置，包括RGB摄像头、手部检测器、手势判别器、CPU、显卡、存储器、至少一个用于外接外部设备的扩展接口和虚拟按键显示器；其中，RGB摄像头采集用户手势图像，并传输至手部检测器；手部检测器实现指尖的定位及追踪；手势判别器将手部检测器输出的结果与预存储的手势进行对比，将手势对应的操作结果输入电梯运行控制器；虚拟按键显示器显示各楼层按键以及用户按键操作结果；CPU、显卡提供计算资源，其中CPU控制程序运行从完成图像采集到按键的全部操作；内存储器提供运行环境。本实用新型可根据用户的手势实现无接触电梯控制，提高用户体验感和舒适感。

Description

一种用于电梯的虚拟按键装置

技术领域

本实用新型涉及虚拟按键技术及智能电梯控制技术领域，具体涉及一种用于电梯的虚拟按键装置。

背景技术

呼吸道飞沫和接触传播是流行性病毒的主要传播途径。电梯轿厢内空间狭小，空气不流通，且大多数用户需要接触到电梯按键选择到达的楼层，这些因素加大了交叉感染的风险。

为了防范流行性病毒接触传播，目前很多电梯通过在按键上覆盖一层保护膜、进行定期消毒、摆放纸和酒精等方式来进行防控。这样无疑消耗了一定的人力物力，且并不意味着绝对有效，用户在搭乘电梯的时候还是需要与电梯按键进行直接接触。而目前采用的红外、电容等非接触式电梯按键装置存在通信线路复杂、通信信号传输灵敏度低、易受干扰，造成电梯按键体验感和操控感低，维护调试成本较高，实际应用率低。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术中的上述缺陷，提供一种用于电梯的智能化无接触的虚拟按键装置。

本实用新型的目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种用于电梯的虚拟按键装置，所述按键装置包括RGB摄像头、手部检测器、手势判别器、CPU、显卡、存储器、至少一个用于外接外部设备的扩展接口和虚拟按键显示器；

所述RGB摄像头放置在电梯轿厢左上方处，用于采集用户手势图像；

所述手部检测器、手势判别器运行在显卡上；

所述手部检测器先定位到用户手部，再具体定位到用户指尖进行追踪，输出指尖坐标；

所述手势判别器将指尖坐标与手势库中预存储的指尖进行匹配，从而识别用户不同手势；

所述虚拟按键显示器放置在电梯轿厢内部位置，相对RGB摄像头向下摆放，用于显示各楼层按键、开关按键和按键操作结果；

所述CPU、显卡提供计算功能，其中CPU用于控制完成图像采集到按键的全部操作；

所述存储器包括内存储器、外存储器和非易失存储介质，其中内存储器提供运行环境，外存储器用于临时存储手势图像数据，非易失存储介质用于存储操作系统、计算机程序、手势库；

所述扩展接口用于RGB摄像头、手势判别器、虚拟按键显示屏、外部的电梯运行控制器的信息传输。

进一步地，所述CPU、显卡、内存储器和扩展接口集成在一起，组成虚拟电梯按键装置总处理端，方便进行统一的数据传输和处理，方便进行统一的数据传输和处理。

进一步地，虚拟电梯按键装置总处理端连接外部的电梯运行控制器，同时连接虚拟按键显示器，用户通过虚拟按键显示器与虚拟电梯按键装置总处理端交互，从而控制电梯运行控制器，实现无接触按键操作。

进一步地，所述RGB摄像头通过无线网络将实时采集的用户手势图像实时输入至计算机接口再调入内存储器暂时存放图像，手势检测和识别时再将用户手势图像从内存储器调入显卡内存进行快速运算，从而保证虚拟电梯按键装置总处理端运行的速度和稳定性。

进一步地，所述手势判别器用于判别鼠标、按键、结束三种手势，手势判别器的准确率可以达到99％，且其他手势动作不对外部设备产生影响，从而降低用户误触的概率。

进一步地，外部的电梯运行控制器从扩展接口接收手势判别器识别的按键指令，进而控制电梯运转，整个过程快速高效，不破坏原有的电梯控制系统。

进一步地，最终触发结果通过扩展接口反馈至虚拟按键显示器上，未被触发时，按键显示为白色；被触发时，按键显示为红色，直至达到指定楼层，与普遍电梯按键显示结果相同，用户可以快速适应虚拟按键操作。

本实用新型相对于现有技术具有如下的优点及效果：

1、相比起传统电梯，本实用新型通过识别按键手势的方式控制电梯运行，能够有效降低流行性病毒接触传播的风险，同时节省电梯日常清洁维护的消耗，且系统通信线路简单，连接便利，可扩展性强，可以直接在现有电梯上进行改装。

2、相比起电容、红外等非接触性电梯按键设计，本实用新型指尖检测实时性强，不易受元器件老化、污染等影响导致按键感知不灵敏，维护成本低，总处理端识别用户手势的准确率高，且后续易于升级和维护。

3、本实用新型可以实时定位到电梯轿厢内多人的指尖位置，从而识别多人的手势同时操控，使得按键操作不再局束在固定空间，轿厢内拥挤时也可以实现按键触发。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型中一个实施例提供的电梯系统连接图；

图2是本实用新型中一个实施例提供的虚拟电梯装置数据传输图；

图3是本实用新型中一个实施例提供的用户视角的电梯虚拟按键操作图；

图4是本实用新型中一个实施例提供的多用户虚拟电梯按键操作图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一

图1和图2是本实施例中公开的一种用于电梯的虚拟按键装置的一个具体实例的结构图，详细显示了装置的集成分布和具体连接。本实施例中，虚拟电梯按键装置包括RGB摄像头1、手部检测器2、手势判别器3、CPU4、显卡5、内存储器6、外存储器7、非易失存储介质8、第一扩展接口9、第二扩展接口10、虚拟按键显示器11，以及外部的电梯运行控制器12。

其中，RGB摄像头1通过无线网络将实时采集的用户手势图像实时输入至第一扩展接口9，运行时，图像调入内存储器6，手势检测和识别时再将用户手势图像从内存储器6调入显卡5；

手部检测器2、手势判别器3运行在显卡5中，运行时，手部检测器2先定位到用户手部，再具体定位到用户指尖进行追踪，输出指尖坐标；手势判别器3将指尖坐标与预存储的手势库中的指尖进行匹配，从而识别用户不同鼠标、按键、结束三种手势；

之后将按键指令通过扩展接口10分别传递给虚拟按键显示器11和外部的电梯运行控制器12，用于向用户显示手势执行结果和控制电梯按照用户手势运行；

外存储器7用于临时存储一些手势图像数据以供手部检测器2、手势判别器3训练达到更准确的效果；所述非易失存储介质8存储操作系统、计算机程序、数据库。

实施例二

图3是本实施例提供的用户视角的虚拟电梯按键操作图，详细显示了用户进入电梯后的操作过程。

首先，用户执行鼠标手势并持续一段时间，之后切换为按键手势，手指指向想要到达的电梯楼层，当看到虚拟按键显示器对应按键变红后执行结束手势，表示按键操作结束。

上述过程中，虚拟电梯按键装置总处理器检测到该手势持续达到阈值时间后，若检测到按键手势，则识别距离指尖最近的按键，并将指令传递虚拟按键显示器，同时触发电梯运行控制器。最后检测结束手势停止交互。

实施例三

图4是本实施例提供的多用户虚拟电梯按键操作图，显示了当电梯轿厢内拥挤时，多用户实现按键操作的过程。

当轿厢内有多位用户并想按下不同楼层的按键时，用户们各自按照实施例二中的流程进行按键操作。此时，摄像头会拍摄到轿厢内的景象，并将图像传输到虚拟电梯按键装置的总处理器，总处理器中的手部检测器可以检测到两个手部区域，并送入手势判别器分别判别两个手部区域是否出现鼠标、按键、结束手势，当鼠标手势持续达到阈值时间后，若检测到按键手势，识别距离指尖最近的按键，并将指令传递给虚拟按键显示器，同时触发电梯运行控制器。最后检测结束手势停止交互。

上述过程中，两位用户的手势判别可以同时进行，最终虚拟按键显示器上会出现两位用户的操作结果。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种用于电梯的虚拟按键装置，其特征在于，所述按键装置包括RGB摄像头、手部检测器、手势判别器、CPU、显卡、存储器、至少一个用于外接外部设备的扩展接口和虚拟按键显示器；

所述手部检测器、手势判别器运行在显卡上；

所述CPU和显卡提供计算功能，其中CPU用于控制完成图像采集到按键的全部操作；

2.根据权利要求1所述的一种用于电梯的虚拟按键装置，其特征在于，所述CPU、显卡、内存储器和扩展接口集成在一起，组成虚拟电梯按键装置总处理端。

3.根据权利要求2所述的一种用于电梯的虚拟按键装置，其特征在于，虚拟电梯按键装置总处理端连接外部的电梯运行控制器，同时连接虚拟按键显示器。

4.根据权利要求1所述的一种用于电梯的虚拟按键装置，其特征在于，所述RGB摄像头通过无线网络将实时采集的用户手势图像实时输入至计算机接口再调入内存储器，手势检测和识别时再将用户手势图像从内存储器调入显卡内存。

5.根据权利要求1所述的一种用于电梯的虚拟按键装置，其特征在于，所述手势判别器用于判别鼠标、按键、结束三种手势。

6.根据权利要求3所述的一种用于电梯的虚拟按键装置，其特征在于，外部的电梯运行控制器从扩展接口接收手势判别器识别的按键指令，进而控制电梯运转。

7.根据权利要求3所述的一种用于电梯的虚拟按键装置，其特征在于，最终触发结果通过扩展接口反馈至虚拟按键显示器上。