[實用新型]一種紅外手勢識別的人機交互系統

有效

• 申請號: 201720270226.2
• 申請日: 2017-03-20
• 公開（公告）號: CN207096929U
• 公開（公告）日: 2018-03-13
• 發明（設計）人: 肖赫
• 申請（專利權）人: 深圳心諾智造醫療有限公司
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司43113
• 代理人: 郭立中,王娟

技術領域

本實用新型涉及人工智能領域，特別是一種紅外手勢識別的人機交互系統。

背景技術

現有的紅外手勢識別系統均為單點檢測，無法進行復雜手勢的識別。

發明內容

本實用新型所要解決的技術問題是，針對現有技術不足，提供一種紅外手勢識別的人機交互系統。

為解決上述技術問題，本實用新型所采用的技術方案是：一種紅外手勢識別的人機交互系統，包括編號為D1～DN的N個檢測點，每個檢測點上安裝有一個紅外發射模塊和紅外接收模塊；其中，編號為D1～D（N/2）的檢測點均勻分布于電路板上；編號為D（N/2+1）～DN的檢測點中，至少一個檢測點為基準點，其余檢測點為自定義檢測點；所有檢測點上的紅外發射模塊均與譯碼器連接，所有檢測點上的紅外接收模塊均與模擬選擇器電連接，所述譯碼器、模擬選擇器均與處理器電連接。

所述處理器與語音模塊或蜂鳴器、顯示模塊連接。

本實用新型中，N=16；編號為D1～D8的檢測點均勻分布于電路板上，且編號為D1～D8的檢測點中心在一條直線上；或者，編號為D1～D8的檢測點均勻分布于電路板上，且編號為D1～D8的檢測點中心在同一個圓的圓周上；或者，編號為D1～D8的檢測點均勻分布于電路板上，且編號為D1～D4的檢測點中心連線和編號為D5～D8的檢測點中心連線形成折線；或者，編號為D1～D8的檢測點均勻分布于電路板上，且編號為D1～D4的檢測點中心在一段弧線上。

本實用新型中，所述基準點數量為2個，編號分別為D9和D10，所述兩個基準點設置于電路板上。

與現有技術相比，本實用新型所具有的有益效果為：利用本實用新型的系統，可以對多個檢測點進行檢測，從而為實現復雜手勢的識別提供了硬件實現基礎。

附圖說明

圖1為16個檢測點矩陣手勢控制系統示意圖；

圖2為本實用新型在制氧機上的應用示意圖；

圖3為本實用新型系統電路結構框圖。

具體實施方式

本實用新型的實現過程如下：

S1、提供16個紅外發射接收模塊組成檢測矩陣（編號D1~D16）。檢測點D1~D8組成一條直線均勻分布于電路板上作為板上固定檢測點矩陣；D9和D10作為基準點，可固定于板上或引出；D11~D16作為自定義檢測點矩陣，引出電路板隨意固定。如圖1所示。

S2、檢測點通過采樣電阻將手勢感應信號轉換成電壓反饋至MCU。

S3、單片機通過ADC獲取單個檢測點的反饋電壓值，通過74HC138和74HC4051切換檢測點實現對檢測點矩陣的信號循環掃描采集，完成檢測點矩陣所有檢測點信號的采集（單片機通過74HC138選擇紅外發射通道，通過74HC4051選擇與發射通道對應的反饋電壓采集通道，見圖3），檢測矩陣的信息會以消息池的形式存儲在單片機的RAM中。

S4、單片機通過分析消息池獲取當前有效手勢，執行與當前手勢相對應的命令，同時分析無效手勢。

S5、單片機執行當前手勢對應的命令或者處理無效手勢，均會使用蜂鳴器或語音進行聲音提示，使用LED或LCD給出圖形提示。

S6、系統提供開關量輸出、PWM輸出。

本實用新型使用8個檢測點（不限于8個）組成板上檢測點矩陣；檢測點矩陣為單線形，可使用直線、圓、弧、折線和其他單線圖形；檢測點矩陣為雙線形，可使用平行、交叉、對稱和其他雙線圖形；檢測點矩陣可為多線形圖形。使用6個檢測點（不限于6個）組成外置的自定義檢測點矩陣；外置的檢測點可隨意固定，組成任意3D檢測矩陣。選取1或2個檢測點作為基準點，用于手動進行紅外感應距離校正命令的識別。

本實用新型中，采樣電阻的大小只取決于感應靈敏度的要求，不受制于感應距離。感應距離的識別依賴于程序處理。

單片機通過定時器獲得1ms的時基，每隔3ms控制74HC138切換檢測點，控制對應紅外發射管導通；本系統16個檢測點共使用2塊74HC138。單片機每隔3ms控制模擬開關74HC4051切換AD值的采集通道，獲取當前通道的反饋電壓值；本系統16個檢測點共使用2塊74HC4051。

本實用新型中，單片機至少需要有5個普通IO口，2路ADC輸入，1個定時器；本系統使用STM8S單片機。單片機對檢測點矩陣進行一個周期的掃描更新一次檢測點矩陣的信息。