CN220340669U - 一种电场与红外融合的手势识别装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种电场与红外融合的手势识别装置，包括PCB和PCB上安装的电极、电场传感器、红外传感器阵列及信号处理模块；电极用于生成电场；电场传感器与电极电连接，用于测量电场强度；红外传感器阵列可产生红外光并检测到红外光强度的变化，设置于PCB四周边沿；信号处理模块分别与电场传感器和红外传感器阵列通信连接，用于将电场传感器和红外传感器阵列的采集的信号转换为用于手势识别的电信号。本实用新型将电场和红外的手势识别技术进行融合，提高了手势识别的准确性。
Description
技术领域
本实用新型涉及手势识别领域，尤其涉及一种电场与红外融合的手势识别装置。
背景技术
现有的手势动作识别所依托的技术多种多样，如基于视觉、电场、红外、微波等都能够实现手势识别人机交互，但不论是基于何种方式实现的手势识别都存在其相应的局限。例如：单一基于电场感应的手势识别，其灵敏度虽高，但检测范围与高度都受电极大小限制。而单一基于红外传感的手势识别虽能满足较高的检测距离和检测范围，却大多数只能实现二维检测且检测易受环境影响，当动作较复杂时，就会出现准确度低的问题。
实用新型内容
本实用新型为了解决上述问题，提供了一种电场与红外融合的手势识别装置。
本实用新型采用如下技术方案：
一种电场与红外融合的手势识别装置，包括：PCB和PCB上安装的电极、电场传感器、红外传感器阵列及信号处理模块；
电极用于生成电场；
电场传感器与电极电连接，用于测量电场强度；
红外传感器阵列设置于PCB四周边沿；
信号处理模块分别与电场传感器和红外传感器阵列通信连接，用于将电场传感器和红外传感器阵列的采集的信号转换为用于手势识别的电信号。
进一步的，电场传感器设置于PCB对应于电场的区域中心的位置处。
进一步的，还包括外部电器接口，用于连接外部电器。
进一步的，外部电器接口的形式包括USB、type-C。
进一步的，电场传感器设置于PCB生成电场一面的背面。
进一步的，PCB的四个角落包括用于定位的定位孔。
进一步的，PCB为多层板，PCB的多层设置有电极。
进一步的，红外传感器阵列为N*M，其中，M≥1,N≥1。
本实用新型采用如上技术方案，将电场和红外的手势识别技术进行融合，提高了手势识别的准确性。
附图说明
图1所示为本实用新型实施例中装置的结构示意图。
图2所示为本实用新型实施例中装置的作用范围示意图。
具体实施方式
为进一步说明各实施例，本实用新型提供有附图。这些附图为本实用新型揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本实用新型的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。
本实施例公开了一种电场与红外融合的手势识别装置，如图1和2所示，包括：PCB7和PCB7上安装的电极1、电场传感器2、红外传感器阵列3及信号处理模块4。
PCB7通常为多层印制板，内部包含电极1、电路走线等，电路元件焊装在PCB7上，PCB7尺寸可根据按需定制。为了便于PCB7的安装和定位，该实施例中设置PCB7的四个角落包括用于定位的定位孔5。
电极1在施加电信号后可产生电磁场，该实施例中电极1采用PCB7中布设的铜箔制成。不同的电极1布设方式(不同的铺铜密度)生成的电场区域不同，增加电极1布设的层数可以一定程度上增加电场控制的灵敏度，不同层的电极1铺铜设计也不一致，本领域技术人员可以根据需求设定电极1的布设方式和布设层数。
为了避免电场对元器件的影响，该实施例中设定PCB7的正面(即电场所在的一面)不建议放置元器件、背面(即没有电场的一面)不建议放置插焊元件，因此，电场传感器2应优选设置于PCB7的背面。
电场传感器2与电极1电连接，用于测量电场强度。电场传感器2采用现有的常用型号即可，在此不做限制。为了提高检测的准确性，该实施例中优选将电场传感器2设置于PCB7对应于电场的区域中心的位置处。
红外传感器阵列3设置于PCB7四周边沿，如图1中采用了2*2的红外传感器阵列3，在实际应用过程中本领域技术人员可以综合考虑成本和灵敏度的基础上，选择N*M(M≥1,N≥1)的红外传感器阵列3，对应的型号可以采用现有的常用型号，在此不做限制。
信号处理模块4分别与电场传感器2和红外传感器阵列3通信连接，用于将电场传感器2和红外传感器阵列3的采集的信号转换为用于手势识别的电信号。信号处理模块4可以采用现有技术中的常用模块实现，如具有运算能力的微处理器等，在此不做限制。
信号处理模块4得到的两种传感器对应的电信号分别可以实现两种模式下的手势识别，即基于电场的手势识别和基于红外的手势识别。本领域技术人员仅需对两种手势识别结果进行复合运算即可得到电场与红外融合的更加准确的手势识别结果。具体的复合运算可以采用常用的复合运算方法，在此不做限定，如只有两种手势识别对应同一结果时才判定为该结果。
进一步的，本系统还可以外接外部电器，用于对外部电器的手势控制，提高其实用性。为了能够连接外部电器，设置系统还包括外部电器接口6，接口形式可以采用USB、type-C等。
本实施例系统通过红外传感器阵列3生成红外检测区、通过电极1生产电场区。当人手进入电场区和红外检测区时，通过对信号处理模块4转换得到的电信号的分析处理，可以得到对应的手势。本实施例系统可实现0～30cm区域范围内的多种手势动作识别，同时，通过调整红外传感器阵列3的传感器灵敏度，可以实现更大范围的手势识别。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。
Claims (8)
1.一种电场与红外融合的手势识别装置，其特征在于，包括：PCB和PCB上安装的电极、电场传感器、红外传感器阵列及信号处理模块；
电极用于生成电场；
电场传感器与电极电连接，用于测量电场强度；
红外传感器阵列设置于PCB四周边沿；
信号处理模块分别与电场传感器和红外传感器阵列通信连接，用于将电场传感器和红外传感器阵列的采集的信号转换为用于手势识别的电信号。
2.根据权利要求1所述的电场与红外融合的手势识别装置，其特征在于：电场传感器设置于PCB对应于电场的区域中心的位置处。
3.根据权利要求1所述的电场与红外融合的手势识别装置，其特征在于：还包括外部电器接口，用于连接外部电器。
4.根据权利要求3所述的电场与红外融合的手势识别装置，其特征在于：外部电器接口的形式包括USB、type-C。
5.根据权利要求1所述的电场与红外融合的手势识别装置，其特征在于：电场传感器设置于PCB生成电场一面的背面。
6.根据权利要求1所述的电场与红外融合的手势识别装置，其特征在于：PCB的四个角落包括用于定位的定位孔。
7.根据权利要求1所述的电场与红外融合的手势识别装置，其特征在于：PCB为多层板，PCB的多层设置有电极。
8.根据权利要求1所述的电场与红外融合的手势识别装置，其特征在于：红外传感器阵列为N*M，其中，M≥1,N≥1。
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