[发明专利]一种基于红外的3D手势识别控制器及实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于红外的3D手势识别控制器及实现方法，尤其涉及一种用于智能家居、工业控制的手势识别控制器及实现方法。

背景技术

智慧家庭是未来家居的发展趋势，它的人机交互界面将从现有的图形化界面（主要使用于荧屏的视窗与键盘滑鼠的操作方式）发展到实体使用介面，手势识别技术将在智慧家庭中大量应用；接触式手势识别不受外界环境背景变化的影响，计算量较小，具有更好的实时性，但存在使用不便、成本高等不足。而非接触式手势识别技术较好的解决了使用的兼容性问题并降低了成本，但数据获取精度受多种因素影响，且相应慢。

基于视觉的手势识别方法简便易行，设备成本低廉，非接触式的手势动作采集方式使交互的自然性得到较大改善。但由于视觉的不确定性，使得它具有依赖于摄像机观测的视角，对背景、环境变换的适应性差等缺点。

综上所述当前智慧家庭、工业控制，还欠缺简便易行、成本低廉非接触式的手势动作交互装置。

发明内容

为解决上述中存在的问题与缺陷，本发明提供了一种基于红外的3D手势识别控制器及实现方法。所述技术方案如下：

一种基于红外的3D手势识别控制器，包括：

发射单元、接收单元、控制处理单元和输出单元；所述

发射单元，由红外线激发器组成；

接收单元，用于接收红外线光射到控制器前端的手反射后的红外线，并根据反射的红外线的强度变换成信息发送到控制处理单元；

控制处理单元，用于轮流开闭所述发射单元，并根据接收单元的信息换算各个红外线反射点到控制器的距离；及

根据各个时间点的各个红外线反射点到控制器的距离判断控制器前端的手的运动姿势，并将手势识别结果通过输出单元输出。

一种基于红外的3D手势识别控制器的实现方法，包括：

轮流开闭各发射单元；

将红外线反射到控制器前端的手反射后的红外线到接收单元，并根据接收到的红外线强度变换成信息发送到控制处理单元；

根据接收到的信息换算各红外线反射点到控制器的距离，并根据各时间点的各红外线反射点到控制器的距离判断控制器前端的手的运动姿势；

将手势识别结果通过输出单元输出。

本发明提供的技术方案的有益效果是：

通过组发射单元和接收单元的合理分布，并结合控制处理单元的控制，实现发射单元和接收单元数量乘数的红外线反射点；

通过控制处理单元实时采集各个时间点的各个红外线碰到手产生的红外线反射点的距离，实现手势的3D动作识别；

手运动姿势包括且不仅包括从左到右、从右到左、从前到后、从后到前、从上到下、从下到上，操控简单，特别适合现有智慧家庭人机交互界面，实现对电视、照明、风扇和空调等设备的控制，且该控制器车本低廉。

附图说明

图1是基于红外的3D手势识别控制器结构图；

图2是基于红外的3D手势识别控制器俯视图；

图3是基于红外的3D手势识别原理图；

图4是基于红外的3D识别手势图；

图5是基于红外的3D手势识别控制器的实现方法流程图；

图6是手运动姿势左向右识别应用实例图；

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述：

本实施例提供了一种基于红外的3D手势识别控制器结构，参见图1，控制器1包括：发射单元2、接收单元3、控制处理单元4和输出单元5；所述

发射单元，由红外线激发器6组成；

接收单元，用于接收红外线光射到控制器前端的手反射后的红外线，并根据反射的红外线的强度变换成信息发送到控制处理单元；

控制处理单元，用于轮流开闭所述发射单元，并根据接收单元的信息换算各个红外线反射点到控制器的距离；及

根据各个时间点的各个红外线反射点到控制器的距离判断控制器前端的手的运动姿势，并将手势识别结果通过输出单元输出。

上述根据接收单元的信息换算各个红外线反射点到控制器的距离的换算过程为：接收单元先形成的是电压值，电压值跟接收单元到反射点的距离有线性关系，从而可计算接收单元到反射点的距离。如：接收单元到反射点的距离a边、反射点到控制器的距离b边也就是反射点到接收单元和反射单元中心连线中点的距离、接收单元到中心连线中点距离c边，三边距离是一个直角三边形，由于知道a、c边，就可以计算b边。

所述发射单元和接收单元至少包括两组。