一種基于手勢識別的智能操控系統及操控方法與流程

本發明屬于智能家居技術領域，具體涉及一種基于手勢識別的智能操控系統及操控方法。

背景技術：

智能家居是在互聯網的影響下物聯化的體現。智能家居通過物聯網技術將各種家用電器連接在一起，提供家電控制、照明控制、電話遠程控制、室內外遙控、防盜報警、環境監測、暖通控制、紅外轉發以及可編程定時控制等多種功能和手段。與普通家居相比，智能家居不僅具有傳統的居住功能，兼備建筑、網絡通信、信息家電、設備自動化，集系統、結構、服務、管理為一體的高效、舒適、安全、便利、環保的居住環境，提供全方位的信息交互功能，幫助家庭與外部保持暢通的信息交流，優化人們的生活方式，幫助人們有效安排時間，增強家居生活的安全性，甚至為各種能源費用節約資金。

人與計算機的交互活動越來越成為人們日常生活中的一個重要組成部分。特別是最近幾年，隨著計算機技術的迅猛發展，研究符合人際交流習慣的新穎人機交互技術變得異常活躍，也取得了可喜的進步，這些研究包括人臉識別、面部識別、唇讀、頭部運動跟蹤、凝視跟蹤、手勢識別以及體式識別等。總的來說，人機交互技術已經從以計算機為中心逐漸轉移到以人為中心，是多媒體、多種模式的交互技術。

通過手勢與機器溝通是最直觀的人機交互方式之一，實時手勢監測是最近科學界的一個熱點。手勢是一種自然、直觀、易于學習的人機交互手段。以人手直接作為計算機輸入設備，人機間的通訊將不再需要中間的媒體，用戶可以簡單地定義一種適當的手勢來對周圍的機器進行控制。隨著智能家居的普及，單一的識別控制模式已經不能滿足人們的需求。

技術實現要素：

為了解決現有技術存在的上述問題，本發明提供了一種基于手勢識別的智能操控系統及操控方法。

為實現上述目的，本發明采取以下技術方案：一種基于手勢識別的智能操控系統包括一控制端和至少一接收端，所述接收端嵌入被操控的家用電器中；

所述控制端包括供電模塊、第一主控模塊、手勢輸入模塊、手勢識別模塊、存儲模塊和第一無線收發模塊；所述供電模塊為第一主控模塊提供工作電壓，所述手勢輸入模塊與手勢識別模塊連接，所述手勢識別模塊、存儲模塊和第一無線收發模塊均與所述第一主控模塊連接；

所述接收端包括第二主控模塊、第二無線收發模塊和驅動模塊，所述第二無線收發模塊和驅動模塊均與第二主控模塊連接；

所述第一主控模塊通過所述第一無線收發模塊和第二無線收發模塊與所述第二主控模塊進行無線通信，所述第二主控模塊通過所述驅動模塊控制所述家用電器。

進一步地，所述存儲模塊中預存有手勢信息、手勢代碼、家用電器編碼和控制指令的對應關系表。

更進一步地，所述手勢代碼和家用電器編碼均采用數字、字母或者數字與字母的組合。

進一步地，所述控制端還設置有觸摸開關，所述觸摸開關與第一主控模塊連接，操作者通過所述觸摸開關開啟或關閉所述控制端。

進一步地，所述手勢輸入模塊采用觸摸屏、運動傳感器或手勢傳感器。

進一步地，所述控制端還設置有配對按鍵和指示燈，所述配對按鍵和指示燈均與所述第一主控模塊連接；按下所述配對按鍵，所述第一主控模塊通過所述第一無線收發模塊向嵌入有接收端的家用電器發射配對請求信號；能夠與所述控制端進行通信連接的嵌入有接收端的家用電器中的所述第二主控模塊通過所述第二無線收發模塊向所述控制端發送配對應答信號和自身的家用電器編碼信號；

所述第一控制模塊對接收到的應答信號和家用電器編碼信號進行判斷，如果所述存儲模塊中已預存有所述家用電器的編碼，則所述第一控制模塊放棄存儲所述家用電器的編碼，并控制所述指示燈點亮；否則，所述第一主控模塊將接收到的家用電器編碼信號傳輸至所述存儲模塊進行存儲，完成與嵌入有接收端的家用電器的配對。

進一步地，所述第一無線收發模塊和第二無線收發模塊均采用紅外收發模塊或藍牙通信模塊。

一種基于手勢識別的智能操控方法，其特征在于，包括以下步驟：

獲取被控家用電器的編碼；

獲取某手勢的運動軌跡，并根據該運動軌跡生成操作手勢；

根據所述操作手勢所對應的被控家用電器的編碼選擇所述被控家用電器的控制指令；

根據控制指令驅動被控家用電器。

進一步地，所述獲取被控家用電器的編碼的方式為：存儲模塊中預存各家用電器的編碼，第一主控模塊通過讀取存儲模塊獲取被控家用電器的編碼。

進一步地，所述獲取被控家用電器的編碼的方式為：控制端與嵌入有接收端的家用電器進行通信連接，配對成功后，實時獲取被控家用電器的編碼。

由于采取以上技術方案，本發明具有以下優點：本發明以手勢作為操控家用電器的操控方式，在不觸摸家用電器的情況下對其進行操控，操作方便、智能化程度高，不僅能夠方便用戶的生活還能夠豐富用戶的使用感受。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發明一實施例中提供的一種基于手勢識別的智能操控系統的電路結構示意圖；

圖2是本發明一實施例中提供的一種基于手勢識別的智能操控方法的流程圖；

圖3是本發明另一實施例中提供的一種基于手勢識別的智能操控方法的流程圖。

圖中：1-控制端；11-供電模塊；12-第一主控模塊；13-存儲模塊；14-手勢輸入模塊；15-手勢識別模塊；16-第一無線收發模塊；17-觸摸開關；18-配對按鍵；19-指示燈；2-接收端；21-第二無線收發模塊；22-第二主控模塊；23-驅動模塊。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將對本發明的技術方案進行詳細的描述。顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所得到的所有其它實施方式，都屬于本發明所保護的范圍。

如圖1所示，本發明提供了一種基于手勢識別的智能操控系統，其包括一控制端1和至少一接收端2。其中，接收端2嵌入被操控的家用電器中。控制端1可以嵌入在手機、手環或手表等設備中。

控制端1包括供電模塊11、第一主控模塊12、存儲模塊13、手勢輸入模塊14、手勢識別模塊15和第一無線收發模塊16。供電模塊11為第一主控模塊12提供工作電壓，手勢輸入模塊14與手勢識別模塊15連接，手勢識別模塊15、存儲模塊13和第一無線收發模塊16均與第一主控模塊12連接。

接收端2包括第二無線收發模塊21、第二主控模塊22和驅動模塊23。第二無線收發模塊21和驅動模塊23均與第二主控模塊22連接。

第一主控模塊12通過第一無線收發模塊16和第二無線收發模塊21與第二主控模塊22進行無線通信。第二主控模塊22通過驅動模塊23控制相應的家用電器。

本發明基于手勢識別的智能操控系統的工作原理為：操作者利用手勢輸入模塊14輸入代表某手勢的運動軌跡。手勢識別模塊15對輸入的代表某手勢的運動軌跡進行記錄，并生成該手勢，生成的手勢信息傳輸至第一主控模塊12。存儲模塊13中預存有手勢信息、手勢代碼、家用電器編碼和控制指令的對應關系表。所述對應關系表可以通過通信協議進行設置，手勢代碼和家用電器編碼均可以為數字、字母或者數字與字母的組合。對于輸入的手勢，一般采用簡單易記的方式進行設置。

第一主控模塊12根據接收到的手勢信息讀取存儲模塊13中預存的對應關系表，并查詢獲取對應某家用電器的控制指令。第一主控模塊12通過第一無線通信模塊和第二無線通信模塊向第二主控模塊22發送家用電器控制指令。家用電器控制指令可以為家用電器的開關控制指令，也可以為家用電器的功能控制指令，例如電視機的音量調節控制指令、電風扇的轉速調節控制指令等。第二主控模塊22根據接收到的家用電器控制指令通過驅動模塊23控制相應的家用電器。

例如，手勢輸入模塊14輸入字母a的運動軌跡，手勢識別模塊15對字母a的運動軌跡進行識別，得到操作手勢a。存儲模塊13中預存的對應關系表中，操作手勢a對應的手勢代碼為10，手勢代碼10對應的家用電器為照明燈，手勢代碼10對應的照明燈的控制指令為打開或關閉。第一主控模塊12根據接收到的操作手勢a讀取存儲模塊13中預存的對應關系表，并查詢獲取對應照明燈的控制指令。

第一主控模塊12通過第一無線通信模塊和第二無線通信模塊向第二主控模塊22發送照明燈的開關控制指令。第二主控模塊22根據接收到的照明燈的開關控制指令通過驅動模塊23控制照明燈的打開或關閉。

上述實施例中，控制端1還設置有觸摸開關17，觸摸開關17與第一主控模塊12連接。操作者通過觸摸開關17開啟或關閉控制端1。

上述實施例中，手勢輸入模塊14采用觸摸屏、運動傳感器或手勢傳感器。

當手勢輸入模塊14采用觸摸屏時，操作者的手指在觸摸屏上形成運動軌跡，手勢識別模塊15對手指的運動軌跡進行記錄，并生成對應于操作者所發出的操作手勢。生成的操作手勢傳輸至第一主控模塊12。例如，操作者的手指在觸摸屏上運動的軌跡為字母b，則手勢識別模塊15記錄手指運動軌跡，并在該手勢識別模塊15內生成操作手勢b。生成的操作手勢b傳輸至第一主控模塊12。

當手勢輸入模塊14采用運動傳感器時，操作者使帶運動傳感器的控制端1在空間中產生運動軌跡，手勢識別模塊15對控制端1的運動軌跡進行記錄，并生成對應于操作者帶動控制端1所發出的操作手勢。生成的操作手勢傳輸至第一主控模塊12。例如，操作者帶運動傳感器在空間中產生的運動軌跡為字母c，則手勢識別模塊15記錄控制端1的運動軌跡，并在該手勢識別模塊15內生成操作手勢c。生成的操作手勢c傳輸至第一主控模塊12。

當手勢輸入模塊14采用手勢傳感器時，手勢傳感器將接收到的手勢信號發送給第一主控模塊12。例如，當操作者的手掌由攤開狀態變為握拳狀態時，握拳手勢發送給第一主控模塊12。第一主控模塊12根據接收到的握拳手勢控制相應的家用電器。

上述實施例中，控制端1還設置有配對按鍵18和指示燈19。配對按鍵18和指示燈19均與第一主控模塊12連接。通過設置配對按鍵18可以使控制端1與嵌入有接收端2的家用電器建立通信連接進行配對，使控制端1自動獲取該家用電器的編碼信息。

控制端1與嵌入有接收端2的家用電器建立通信連接進行配對的過程為：

按下控制端1的配對按鍵18。

第一主控模塊12通過第一無線收發模塊16向嵌入有接收端2的家用電器發射配對請求信號。

能夠與控制端1進行通信連接的嵌入有接收端2的家用電器中的第二主控模塊22通過第二無線收發模塊21向控制端1發送配對應答信號和自身的家用電器編碼信號。

控制端1中的第一控制模塊對接收到的應答信號和家用電器編碼信號進行判斷，如果存儲模塊13中已預存有所述家用電器的編碼，則第一控制模塊放棄存儲所述家用電器的編碼，并控制指示燈19點亮；否則，第一主控模塊12將接收到的家用電器編碼信號傳輸至存儲模塊13進行存儲，完成與嵌入有接收端2的家用電器的配對，從而便于后續對所述家用電器進行智能操控。

上述實施例中，第一無線收發模塊16和第二無線收發模塊21均采用紅外收發模塊或藍牙通信模塊等。

基于本發明提供的基于手勢識別的智能操控系統，本發明還提供了一種基于手勢識別的智能操控方法，其包括以下步驟：

s1、獲取被控家用電器的編碼。

s2、獲取某手勢的運動軌跡，并根據該運動軌跡生成操作手勢。

s3、根據所述操作手勢所對應的被控家用電器的編碼選擇所述被控家用電器的控制指令。

s4、根據控制指令驅動被控家用電器。

上述步驟s2中，可以采用以下兩種方式獲取被控家用電器的編碼：

1)存儲模塊13中預存各家用電器的編碼，第一主控模塊12通過讀取存儲模塊13獲取被控家用電器的編碼。

2)控制端1與嵌入有接收端2的家用電器進行通信連接，配對成功后，實時獲取被控家用電器的編碼。

實施例1本發明基于手勢識別的智能操控系統包括一個控制端1和一個嵌入有接收端2的家用電器的情況。

通過觸摸開關17開啟控制端1后，第一主控模塊12在一定范圍內持續發射紅外請求信號signal1。接收端2在接收到紅外請求信號signal1后，向控制端1發射載有所在家用電器編碼的應答信號signal2。控制端1在接收到應答信號signal2后，將所述家用電器的編碼信息在存儲模塊13中進行臨時存儲。

如果接下來手勢識別模塊15輸出表示“下”或“上”的信號，控制端1便復制存儲模塊13內最近接收到的應答信號signal2中的所述家用電器的編碼信息，并根據接收到的應答信號signal2中的所述家用電器的編碼信息查詢獲取對應所述家用電器的控制指令。然后，控制端1向接收端2發射載有所述家用電器的編碼信息的控制信號signal3。控制信號signal3發射完成后，第一主控模塊12清理存儲模塊13中臨時存儲的數據。

接收端2中的第二主控模塊22將接收到的控制信號signal3中載有的所述家用電器的編碼信息與所在家用電器的編碼信息進行比較，如果二者相同，則第二主控模塊22通過驅動模塊23控制所在家用電器。例如，驅動模塊23可以采用電磁繼電器，可以通過調節電磁繼電器控制家用電器主電路的開關。

如果手勢識別模塊15輸出其他動作信號或無信號，則第一主控模塊12在t時間內清理存儲模塊13中臨時存儲的內容。其中，t時間可以設置為3秒。

實施例2本發明基于手勢識別的智能操控系統包括一個控制端1和一個以上嵌入有接收端2的家用電器的情況。

通過觸摸開關17開啟控制端1后，第一主控模塊12在一定范圍內持續發射紅外請求信號signal1。各接收端2在接收到紅外請求信號signal1后，向控制端1發射載有所在家用電器編碼的應答信號signal2。控制端1在接收到應答信號signal2后，將所述家用電器的編碼信息在存儲模塊13中進行臨時存儲。

上述過程中，第一主控模塊12通過運動傳感器選擇控制某一個嵌入有接收端2的家用電器，其具體實現過程為：

各家用電器主電路的開關設置在一塊面板上。設一塊面板上開關的數量為n，控制端1發射請求信號后，控制端1在豎直平面內順時針旋轉或逆時針旋轉，運動傳感器將檢測到的旋轉角度傳輸至第一主控模塊12。

當控制端1順時針旋轉角度θ時，第一主控模塊12通過第一無線通信模塊發射表示開關編號加一的控制信號signalrotation1。第二控制模塊根據接收到的表示開關編號加一的控制信號signalrotation1，以面板左端開始第[n/2]+1個開關為基礎，開關編號加一，即第[n/2]+2個開關對應的嵌入有接收端2的家用電器進行應答。接下來，控制端1對接收端2的控制方式與實施例1中的控制方式相同，在此不再贅述。其中，[]表示取整。

當控制端1逆時針旋轉角度θ時，第一主控模塊12通過第一無線通信模塊發射表示開關編號減一的控制信號signalrotation2。第二控制模塊根據接收到的表示開關編號減一的控制信號signalrotation2，以面板左端開始第[n/2]+1個開關為基礎，開關編號減一，即第[n/2]個開關對應的嵌入有接收端2的家用電器進行應答。接下來，控制端1對接收端2的控制方式與實施例1中的控制方式相同，在此不再贅述。

以上所述，僅為本發明的具體實施方式，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應以所述權利要求的保護范圍為準。