[發明專利]基于手勢識別的自動避障小車及其控制裝置和控制方法

有效

• 申請號: 201410149890.2
• 申請日: 2014-04-15
• 公開（公告）號: CN103955215A
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發明（設計）人: 張彤;蘆愛余;莫建文;劉鵬;袁華;陳利霞;首照宇;歐陽寧;趙暉
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學;桂林宇輝信息科技有限責任公司
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 桂林市華杰專利商標事務所有限責任公司 45112
• 代理人: 巢雄輝

1.基于手勢識別的自動避障小車，包括車體和輪子，其特征在于：車體前部設置分開的兩個攝像頭，車體內部設置包含單片機的下位機，車體安置兩個無線wifi模塊，一個無線wifi模塊連接一個攝像頭，車體還安置一個藍牙模塊，兩個小車后輪分別連接著一個精密直流電機。

2.根據權利要求1所述的自動避障小車，其特征在于：單片機選用Atmega128?AVR單片機。

3.根據權利要求1所述的自動避障小車，其特征在于：兩個無線wifi模塊通過網口線連接。

4.權利要求1的基于手勢識別的自動避障小車的控制裝置，其特征在于：深度體感相機連接上位機，上位機設置串口藍牙和一個無線wifi模塊。

5.根據權利要求4所述的控制裝置，其特征在于：深度體感相機選用Kinect體感相機。

6.權利要求1所述的基于手勢識別的自動避障小車的控制方法，其特征在于：使用權利要求4所述的控制裝置，在上位機中配置opencv和openni庫，上位機安裝地圖繪制算法、手勢識別算法、自動避障算法，手勢識別算法存儲手掌平面參數，在權力要求1所述的自動避障小車下位機中安裝自動避障算法，然后按照下述步驟：

?步驟1）：將上位機的藍牙與車體藍牙配對，連接上位機的無線wifi與車體的無線wifi；

步驟2）：發出手勢。

7.根據權利要求6所述的控制方法，其特征在于：所述手勢包括：

手勢5：為停車手勢，表示小車立即停止，等待新的手勢；

手勢0：為進入手動控制模式手勢，移動該手勢到合適的位置，小車做相應的移動；同時也是進入手勢控制狀態的手勢，只有檢測到手勢0后，手勢5或者手勢2才會進入算法中進行判斷；?

手勢2：為進入自動控制模式手勢，小車按照程序自行移動。

8.根據權利要求6所述的控制方法，其特征在于：所述手勢識別算法中，

涉及手勢深度信息的閾值范圍控制在70cm～80cm；

涉及利用三維點云的計算公式得到手勢點云，然后對手勢點云做數據篩選；

涉及根據手勢幾何模型，找到手勢的最外輪廓，對比保存的手掌平面參數，利用最小hu矩法計算提取出手指輪廓的hu矩，將計算出的hu矩與模板的hu矩進行匹配，識別最相近的手勢hu矩值。

9.根據權利要求6所述的控制方法，其特征在于：所述地圖繪制算法中，?

涉及下位機的單片機通過外部中斷，獲取小車后輪轉動產生的脈沖，并通過定時中斷判斷小車脈沖數是否到達指定脈沖；

涉及小車用紅點標注，地圖原點為小車初始放置的位置，上位機檢測到更新數據后重新標注小車紅點坐標；

涉及上位機讀取下位機傳送的電腦視頻流，并做雙目視差處理，獲取圖像視差，用視差圖得到空間點云，將空間點云中低于15cm的點云設為地面，高于15cm低于100cm的物體作為障礙物；

涉及判別y軸低于15cm的為地面，提取從地面點集的外輪廓進行地圖繪制，即為小車經過的外界地形。

10.根據權利要求6所述的控制方法，其特征在于：自動避障算法中，涉及判別y軸高于15cm，低于100cm的為障礙物，提取障礙物點集，判斷z軸距離和x軸最左最右距離進行自動避障。