一种红外手势识别装置和方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108932059A(43)申请公布日2018.12.04(21)申请号201810905513.5(22)申请日2018.08.10(71)申请人杭州尚朴投资有限公司地址310052浙江省杭州市滨江区滨康路500号207、210室(72)发明人杜庆丰(74)专利代理机构杭州华进联浙知识产权代理有限公司33250代理人姜雯(51)Int.Cl.G06F3/01(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图4页(54)发明名称一种红外手势识别装置和方法(57)摘要本发明公开了一种红外手势识别装置和方法。本发明装置包括红外发射光源、驱动电路、接收电路、信号调理电路、信号采集处理电路以及接口电路；红外发射光源与驱动电路相连接，驱动电路驱动多路红外发射光源；接收电路与信号调理电路相连接；信号采集处理电路与驱动电路和信号处理电路相连接；接口电路与信号采集处理电路相连接。本发明基于多红外发射光源、红外发射光源分时轮流工作以及红外接收电路分时复用；多个红外光源分时轮流工作，利用反射的原理，手势动作映射到红外接收电路上是个分解动作，每个分解动作都对应特征信息，提取并识别这些特征信息即识别了该手势动作。本发明能够实现多种手势动作，降低成本，增大发射管的使用寿命。CN108932059ACN108932059A权利要求书1/1页1.一种红外手势识别装置，其特征在于：它包括红外发射光源、驱动电路、接收电路及信号调理电路、信号采集处理电路以及接口电路；红外发射光源与驱动电路相连接，驱动电路驱动多路红外发射光源；接收电路与信号调理电路相连接；信号采集处理电路与驱动电路和信号处理电路相连接；接口电路与信号采集处理电路相连接。2.根据权利要求1所述的红外手势识别装置，其特征在于：所述红外发射光源主要由多个红外发射器件组成；所述驱动电路为专用驱动芯片，用来驱动红外发射光源，发射信号为频率调制信号；所述接收电路主要由光敏器件组成；所述信号调理电路主要由运放和比较器组成，用来完成对接收信号的放大、整形、滤波；所述信号采集处理电路主要是由MCU负责驱动电路的控制、输入信号的捕获以及运行手势识别的算法程序并做出判断为何种手势动作；所述接口电路主要是输出电路，输出PWM、I2C或者串口信号。3.根据权利要求2所述的红外手势识别装置，其特征在于：所述红外发射器件为多个IRED或者VCESEL；所述光敏器件为红外接收头、红外光敏二极管PD。4.根据权利要求1至3中的任一项所述的红外手势识别装置的识别方法，其特征在于：它包括以下步骤：步骤1：所述多个红外发射光源安装于一个对称结构上，接收电路安装于中心处，构成手势检测区；多个红外发射光源在驱动电路驱动下分时轮流工作，并对每个红外发射光源进行编码使每个红外发射光源都携带一个唯一的特征码；步骤2：当有手势动作经过由所述红外发射光源构成的检测区时，红外光源发射的信号被反射，所述接收电路接收到来自红外发射光源的特征码，所述红外发射电路由驱动电路驱动分时轮流工作，接收电路被多个红外发射光源分时复用，接收电路上得到的特征码反映的是分解的手势动作并包含了手势动作的特征信息；步骤3：所述接收电路接收到的信号经过信号调理电路的放大、整形、滤波后再送入所述信号采集处理电路中；步骤4：所述信号采集处理电路对上述信号进行解调，解调出所有接收到的特征码，然后运行手势识别的算法程序并提取出手势动作的特征信息；根据提取出的特征信息作出相应的手势动作判断，并经过接口电路输出。5.根据权利要求4所述的红外手势识别方法，其特征在于：步骤4所述手势识别的算法程序为：a、解调出一个手势动作所有接收到的特征码，并按照时间顺序以每个扫描周期为一帧进行排序，帧内容为是否有接收到相应特征码，收到为1，未收到为0；红外光源的个数对应帧信息的长度；b、利用这些按时间顺序排列的帧信息，提取出当前手势动作的特征信息，这些特征信息包含了手势动作划过红外发射光源及接收电路构成的检测区时的相位差、相对位置，利用这些特征信息即能判断当前的手势动作；c、考虑到人为因素，每个人的手势动作不一定非常标准，程序需要加上自适应学习的过程，学习从上到下、从左到右、从下到上、从右到左四个手势，得到相应的临界线，临界线之外的称为“死区”，若手势动作发生在“死区”中则不做处理，因此不会产生误报的现象。2CN108932059A说明书1/4页一种红外手势识别装置和方法技术领域[0001]本发明涉及智能控制技术领域，尤其涉及一种红外手势识别装置和方法。背景技术[0002]随着人们的生活水平的提升，越来越多的领域都开始智能化，手势这种非接触式操作由于其简单、直观的特点也越来越受到人们的欢迎。[0003]常用的手势传感器成本高、算法复杂