非觸摸式遠(yuǎn)程手勢控制器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種人機(jī)交互系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在物聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展的如今，鑒于新一代智能人機(jī)交互(HCI)系統(tǒng)的應(yīng)用需要，體感信息采集與檢測被越來越多地應(yīng)用于各種控制場所。手勢控制是最常用也是最友好的方式，其中，非觸摸式手勢控制由于其非直接物理接觸的特點(diǎn)，可以應(yīng)用在諸如醫(yī)院、衛(wèi)生間、等對衛(wèi)生性要求較高的公共場所。目前，市場上和實(shí)驗(yàn)室里已有的手勢識別系統(tǒng)主要分為基于數(shù)據(jù)手套和基于計(jì)算機(jī)視覺的交互系統(tǒng)，如文獻(xiàn)“GestureRecognit1n:A Survey，，(Mitra S, Acharya T.1EEE Transact1ns on Systems, Man, andCybernetics, 2007, 37(3):311-324)所述，基于數(shù)據(jù)手套的系統(tǒng)穿戴復(fù)雜，價格昂貴，大量推廣比較困難；而基于視覺的手勢識別系統(tǒng)，如文獻(xiàn)“基于DGMM的中國手語識別系統(tǒng)”(吳江琴，高文。計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展，200D，37 (5) =551-558)所述，其算法復(fù)雜、難于移植到物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的微小系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種非觸摸式遠(yuǎn)程手勢控制器，解決了手勢識別器價格昂貴，穿戴復(fù)雜等問題。
[0004]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為:一種非觸摸式遠(yuǎn)程手勢控制器，包括光電采集處理電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、中央控制器核心電路和數(shù)據(jù)傳輸電路；光電采集處理電路包括光電管采集電路、光電管采集電路電壓跟隨器、模擬通道選擇電路、光電管參考電路、光電管參考電路電壓跟隨器、減法電路。
[0005]光電管采集電路輸出端與光電管采集電路電壓跟隨器相連，光電管參考電路輸出端與光電管參考電路電壓跟隨器相連，光電管采集電路電壓跟隨器輸出端與模擬通道選擇電路相連，模擬通道選擇電路輸出端和光電管參考電路電壓跟隨器輸出端與減法電路相連，減法電路輸出與A/D轉(zhuǎn)換電路相連，A/D轉(zhuǎn)換電路輸出端與中央控制器核心電路相連，中央控制器核心電路輸出與數(shù)據(jù)傳輸電路相連。
[0006]手在光電管采集電路上方揮動時，光電管采集電路產(chǎn)生的電流型模擬信號首先經(jīng)過光電管采集電路電壓跟隨器轉(zhuǎn)成電壓型模擬信號，然后進(jìn)入模擬通道選擇電路進(jìn)行選通，選通后電壓型模擬信號輸入減法電路，光電管參考電路產(chǎn)生參考電流型模擬信號，經(jīng)光電管參考電路電壓跟隨器輸出的參考電壓型模擬信號，并輸入減法電路，在減法電路中上述電壓型模擬信號和參考電壓型模擬信號相減，相減后的電壓輸入A/D轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并由中央控制電路處理得到手勢信號，最后由數(shù)據(jù)傳輸電路將處理完的數(shù)據(jù)上傳到上位機(jī)。
[0007]上述光電管采集電路包括N路完全相同的光電管采集子電路，按照m行，η列進(jìn)行排布，m ^ 6, η ^ 10, Ν ^ 60,光電管參考電路包括至少1路光電管。
[0008]上述光電管采集電路與光電管參考電路所處光照環(huán)境一致，且光電管參考電路位于光電管米集電路外。
[0009]上述中央控制器核心電路包括時鐘電路、中央控制器、退耦電路和配置電路，時鐘電路為中央控制器提供穩(wěn)定的全局系統(tǒng)時鐘；退稱電路保證電源為中央控制器提供穩(wěn)定的電壓；配置電路保證中央控制器在掉電時，不丟失數(shù)據(jù)。
[0010]上述數(shù)據(jù)傳輸電包括藍(lán)牙接口，WIFI接口，USB芯片和USB接口 ；藍(lán)牙接口為系統(tǒng)提供藍(lán)牙接入；WIFI接口為系統(tǒng)提供WIFI接入;USB芯片與USB接口為系統(tǒng)提供有線USB接入。
[0011 ] 光電管采集電路的光電管采集子電路的光電管包括光電接收管和光電發(fā)射管兩部分，光電接收管和光電發(fā)射管緊挨放置于同一平面。上述手勢信號是光電接收管接收因人手遮擋而反射光電發(fā)射管發(fā)射的紅外線產(chǎn)生的，手勢信號的大小由人手與光電管采集電路之間的距離決定。
[0012]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn):(1)本發(fā)明通過光電陣列將光強(qiáng)信息轉(zhuǎn)為電壓信號，成本低廉，易于量產(chǎn)；(2)通過FPGA將電壓信號按序采集，這樣采集到完整的手勢信號，其中包含了手勢的高低與位置信息，上位機(jī)應(yīng)用程序根據(jù)控制信號做出相應(yīng)響應(yīng)，算法相對簡單，易于移植；(3)通過WIF1、USB、藍(lán)牙等接口將控制信號發(fā)送至上位機(jī)，實(shí)現(xiàn)與物聯(lián)網(wǎng)微系統(tǒng)無縫連接，大大增加了本裝置的適用范圍和實(shí)用性。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明的非觸摸式遠(yuǎn)程手勢控制器整體示意圖。
[0014]圖2本發(fā)明的非觸摸式遠(yuǎn)程手勢控制器的中央控制器核心電路示意圖。
[0015]圖3本發(fā)明的非觸摸式遠(yuǎn)程手勢控制器的數(shù)據(jù)傳輸電路示意圖。
[0016]圖4本發(fā)明的非觸摸式遠(yuǎn)程手勢控制器的光電采集處理電路的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0018]結(jié)合圖1，一種非觸摸式遠(yuǎn)程手勢控制器，包括光電采集處理電路、A/D轉(zhuǎn)換電路7、中央控制器核心電路8和數(shù)據(jù)傳輸電路9 ;光電采集處理電路包括光電管采集電路1、光電管采集電路電壓跟隨器2、模擬通道選擇電路3、光電管參考電路4、光電管參考電路電壓跟隨器5、減法電路6。
[0019]以60路光電管采集子電路，控制賽車游戲?yàn)槔?
[0020]光電管采集電路1包括60路完全相同的光電管采集子電路，按照6行，10列進(jìn)行排布，光電管參考電路4包括4路光電管，光電管采集電路1與光電管參考電路4所處光照環(huán)境一致，且光電管參考電路4位于光電管采集電路1外。
[0021 ] 光電管采集電路1輸出端與光電管采集電路電壓跟隨器2相連，光電管參考電路4輸出端與光電管參考電路電壓跟隨器5相連，光電管采集電路電壓跟隨器2輸出端與模擬通道選擇電路3相連，模擬通道選擇電路3輸出端和光電管參考電路電壓跟隨器5輸出端與減法電路6相連，減法電路6輸出與A/D轉(zhuǎn)換電路7相連，A/D轉(zhuǎn)換電路7輸出端與中央控制器核心電路8相連，中央控制器核心電路8輸出與數(shù)據(jù)傳輸電路9相連。
[0022]結(jié)合圖2，中央控制