[实用新型]一种红外手势识别的人机交互系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及人工智能领域，特别是一种红外手势识别的人机交互系统。

背景技术

现有的红外手势识别系统均为单点检测，无法进行复杂手势的识别。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种红外手势识别的人机交互系统。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种红外手势识别的人机交互系统，包括编号为D1～DN的N个检测点，每个检测点上安装有一个红外发射模块和红外接收模块；其中，编号为D1～D（N/2）的检测点均匀分布于电路板上；编号为D（N/2+1）～DN的检测点中，至少一个检测点为基准点，其余检测点为自定义检测点；所有检测点上的红外发射模块均与译码器连接，所有检测点上的红外接收模块均与模拟选择器电连接，所述译码器、模拟选择器均与处理器电连接。

所述处理器与语音模块或蜂鸣器、显示模块连接。

本实用新型中，N=16；编号为D1～D8的检测点均匀分布于电路板上，且编号为D1～D8的检测点中心在一条直线上；或者，编号为D1～D8的检测点均匀分布于电路板上，且编号为D1～D8的检测点中心在同一个圆的圆周上；或者，编号为D1～D8的检测点均匀分布于电路板上，且编号为D1～D4的检测点中心连线和编号为D5～D8的检测点中心连线形成折线；或者，编号为D1～D8的检测点均匀分布于电路板上，且编号为D1～D4的检测点中心在一段弧线上。

本实用新型中，所述基准点数量为2个，编号分别为D9和D10，所述两个基准点设置于电路板上。

与现有技术相比，本实用新型所具有的有益效果为：利用本实用新型的系统，可以对多个检测点进行检测，从而为实现复杂手势的识别提供了硬件实现基础。

附图说明

图1为16个检测点矩阵手势控制系统示意图；

图2为本实用新型在制氧机上的应用示意图；

图3为本实用新型系统电路结构框图。

具体实施方式

本实用新型的实现过程如下：

S1、提供16个红外发射接收模块组成检测矩阵（编号D1~D16）。检测点D1~D8组成一条直线均匀分布于电路板上作为板上固定检测点矩阵；D9和D10作为基准点，可固定于板上或引出；D11~D16作为自定义检测点矩阵，引出电路板随意固定。如图1所示。

S2、检测点通过采样电阻将手势感应信号转换成电压反馈至MCU。

S3、单片机通过ADC获取单个检测点的反馈电压值，通过74HC138和74HC4051切换检测点实现对检测点矩阵的信号循环扫描采集，完成检测点矩阵所有检测点信号的采集（单片机通过74HC138选择红外发射通道，通过74HC4051选择与发射通道对应的反馈电压采集通道，见图3），检测矩阵的信息会以消息池的形式存储在单片机的RAM中。

S4、单片机通过分析消息池获取当前有效手势，执行与当前手势相对应的命令，同时分析无效手势。

S5、单片机执行当前手势对应的命令或者处理无效手势，均会使用蜂鸣器或语音进行声音提示，使用LED或LCD给出图形提示。

S6、系统提供开关量输出、PWM输出。

本实用新型使用8个检测点（不限于8个）组成板上检测点矩阵；检测点矩阵为单线形，可使用直线、圆、弧、折线和其他单线图形；检测点矩阵为双线形，可使用平行、交叉、对称和其他双线图形；检测点矩阵可为多线形图形。使用6个检测点（不限于6个）组成外置的自定义检测点矩阵；外置的检测点可随意固定，组成任意3D检测矩阵。选取1或2个检测点作为基准点，用于手动进行红外感应距离校正命令的识别。

本实用新型中，采样电阻的大小只取决于感应灵敏度的要求，不受制于感应距离。感应距离的识别依赖于程序处理。

单片机通过定时器获得1ms的时基，每隔3ms控制74HC138切换检测点，控制对应红外发射管导通；本系统16个检测点共使用2块74HC138。单片机每隔3ms控制模拟开关74HC4051切换AD值的采集通道，获取当前通道的反馈电压值；本系统16个检测点共使用2块74HC4051。

本实用新型中，单片机至少需要有5个普通IO口，2路ADC输入，1个定时器；本系统使用STM8S单片机。单片机对检测点矩阵进行一个周期的扫描更新一次检测点矩阵的信息。