[發明專利]基于FPGA的視頻式手勢識別智能家居控制系統

在審

• 申請號: 202010013491.9
• 申請日: 2020-01-07
• 公開（公告）號: CN111079716A
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發明（設計）人: 王鵬;張海珍;焦祥熙;張強;王月
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/34;G06K9/40;G06K9/62;H04L12/28
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• 代理人: 暫無信息

一種基于FPGA的視頻式手勢識別智能家居控制系統屬于智能家居領域，包括智能控制設備、家居設備，所述智能控制設備包括FPGA模塊、CMOS攝像頭、CLK時鐘模塊、電源模塊、SDRAM存儲模塊和WiFi通信模塊，FPGA模塊分別連接CLK時鐘模塊、電源模塊、SDRAM存儲模塊、WiFi通信模塊，FPGA模塊包括手勢采集模塊、圖像預處理模塊、手勢特征提取模塊、手勢識別模塊、BlockRAM、SDRAM驅動模塊、WiFi驅動模塊，CMOS攝像頭連接手勢采集模塊，手勢采集模塊依次連接圖像預處理模塊、手勢特征提取模塊、手勢識別模塊、WiFi驅動模塊、WiFi通信模塊，手勢采集模塊又依次連接SDRAM驅動模塊、SDRAM存儲模塊，智能控制設備通過WiFi通信模塊與家居設備進行通信，該系統具有成本低、體積小、功耗低、實時性好的優點。

技術領域

本發明涉及智能家居領域，具體地，涉及一種基于FPGA的視頻式手勢識別智能家居控制系統。

技術背景

隨著互聯網的發展，智能家居已深入到現代家庭中。目前現有的智能家居控制主要通過無線遙控器、智能開關、主機控制等方法進行。

手勢識別作為一種新興的智能控制方法，利用簡單的手勢就可以實現對多個家居設備的控制，具有人機交互性強、方便快捷等優點?，F有手勢識別的方法主要有三種，一是基于加速度傳感器的手勢識別、二是視頻圖像式手勢識別、三是基于微波雷達的手勢識別?；诩铀俣葌鞲衅鞯氖謩葑R別方法，其優點是成本低、實現簡單，其缺點是需要穿戴設備，給用戶的手部造成一定的束縛，且容易受人體運動的影響而造成誤操作；基于微波雷達的手勢識別，其優點是精度高，缺點是成本很高；基于視頻圖像的手勢識別具有以下優點：不需穿戴任何設備，減小了對用戶手部的束縛，且成本較低。

現有基于視頻圖像的手勢識別系統中，基于計算機的應用系統有體積大、功耗大、成本高、耗時長、實時性差等缺點；基于ARM的應用系統有效率低、功耗大、實時性差等缺點。因此，能夠發明一種更加便捷、實時性好的手勢識別系統進行智能家居控制對于改善用戶體驗有著重要的意義。而基于FPGA的手勢識別系統能夠進行實時流水線處理，具有體積小、功耗小、速度快、實時性好等優點，且其靈活性強，方便進行系統的更新。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的不足，提供一種基于FPGA的視頻式手勢識別智能家居控制系統。

本發明通過以下技術方案實現：

一種基于FPGA的視頻式手勢識別智能家居控制系統，包括：智能控制設備(1)、家居設備(2)；所述智能控制設備(1)包括FPGA模塊(1-1)、CMOS攝像頭(1-2)、CLK時鐘模塊(1-3)、電源模塊(1-4)、SDRAM存儲模塊(1-5)、WiFi通信模塊(1-6)，FPGA模塊(1-1)分別連接CMOS攝像頭(1-2)、CLK時鐘模塊(1-3)、電源模塊(1-4)、SDRAM存儲模塊(1-5)、WiFi通信模塊(1-6)，FPGA模塊(1-1)包括手勢采集模塊(1-1-1)、圖像預處理模塊(1-1-2)、手勢特征提取模塊(1-1-3)、手勢識別模塊(1-1-4)、BlockRAM(1-1-5)、SDRAM驅動模塊(1-1-6)、WiFi驅動模塊(1-1-7)，CMOS攝像頭(1-2)連接手勢采集模塊(1-1-1)，手勢采集模塊(1-1-1)依次連接圖像預處理模塊(1-1-2)、手勢特征提取模塊(1-1-3)、手勢識別模塊(1-1-4)、WiFi驅動模塊(1-1-7)、WiFi通信模塊(1-6)，手勢采集模塊(1-1-1)又依次連接SDRAM驅動模塊(1-1-6)、SDRAM存儲模塊(1-5)，手勢特征提取模塊(1-1-3)連接BlockRAM(1-1-5)；

所述家居設備(2)包括窗簾、照明燈、電視、空調、風扇、油煙機、洗衣機；

所述智能控制設備(1)通過WiFi通信模塊(1-6)與所述家居設備(2)進行通信；其中：

FPGA模塊(1-1)用于進行圖像處理、信號發送控制；