[发明专利]基于手势识别的自动避障小车及其控制装置和控制方法

权利要求书

1.基于手势识别的自动避障小车，包括车体和轮子，其特征在于：车体前部设置分开的两个摄像头，车体内部设置包含单片机的下位机，车体安置两个无线wifi模块，一个无线wifi模块连接一个摄像头，车体还安置一个蓝牙模块，两个小车后轮分别连接着一个精密直流电机。

2.根据权利要求1所述的自动避障小车，其特征在于：单片机选用Atmega128 AVR单片机。

3.根据权利要求1所述的自动避障小车，其特征在于：两个无线wifi模块通过网口线连接。

4.权利要求1的基于手势识别的自动避障小车的控制装置，其特征在于：深度体感相机连接上位机，上位机设置串口蓝牙和一个无线wifi模块。

5.根据权利要求4所述的控制装置，其特征在于：深度体感相机选用Kinect体感相机。

6.权利要求1所述的基于手势识别的自动避障小车的控制方法，其特征在于：使用权利要求4所述的控制装置，在上位机中配置opencv和openni库，上位机安装地图绘制算法、手势识别算法、自动避障算法，手势识别算法存储手掌平面参数，在权力要求1所述的自动避障小车下位机中安装自动避障算法，然后按照下述步骤：

 步骤1）：将上位机的蓝牙与车体蓝牙配对，连接上位机的无线wifi与车体的无线wifi；

步骤2）：发出手势。

7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于：所述手势包括：

手势5：为停车手势，表示小车立即停止，等待新的手势；

手势0：为进入手动控制模式手势，移动该手势到合适的位置，小车做相应的移动；同时也是进入手势控制状态的手势，只有检测到手势0后，手势5或者手势2才会进入算法中进行判断； 

手势2：为进入自动控制模式手势，小车按照程序自行移动。

8.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于：所述手势识别算法中，

涉及手势深度信息的阈值范围控制在70cm～80cm；

涉及利用三维点云的计算公式得到手势点云，然后对手势点云做数据筛选；

涉及根据手势几何模型，找到手势的最外轮廓，对比保存的手掌平面参数，利用最小hu矩法计算提取出手指轮廓的hu矩，将计算出的hu矩与模板的hu矩进行匹配，识别最相近的手势hu矩值。

9.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于：所述地图绘制算法中， 

涉及下位机的单片机通过外部中断，获取小车后轮转动产生的脉冲，并通过定时中断判断小车脉冲数是否到达指定脉冲；

涉及小车用红点标注，地图原点为小车初始放置的位置，上位机检测到更新数据后重新标注小车红点坐标；

涉及上位机读取下位机传送的电脑视频流，并做双目视差处理，获取图像视差，用视差图得到空间点云，将空间点云中低于15cm的点云设为地面，高于15cm低于100cm的物体作为障碍物；

涉及判别y轴低于15cm的为地面，提取从地面点集的外轮廓进行地图绘制，即为小车经过的外界地形。

10.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于：自动避障算法中，涉及判别y轴高于15cm，低于100cm的为障碍物，提取障碍物点集，判断z轴距离和x轴最左最右距离进行自动避障。