手势识别装置论文和设计-费越

全文摘要

本实用新型涉及手势识别技术领域，尤其是公开了一种手势识别装置，包括感测装置、处理单元及终端控制设备，所述感测装置包括红外成像传感器、红外光源、主板、滤光片及壳体；该红外成像传感器、红外光源、主板均设于壳体内；所述红外成像传感器、红外光源均连接于主板上，所述红外光源位于红外成像传感器两侧，所述壳体正对红外光源和红外成像传感器处设有镜头，滤光片位于壳体的镜头处；所述主板位于红外光源外围设有凸起的橡胶挡光圈。本实用新型能有效防止红外光源漏光，提高手势识别的准确性；再者，结构紧凑、简单，体积小。

主设计要求

1.一种手势识别装置，包括感测装置（1）、处理单元（2）及终端控制设备（3），其特征在于：所述感测装置（1）包括红外成像传感器（11）、红外光源（12）、主板（13）、壳体（14）及滤光片（15）；该红外成像传感器（11）、红外光源（12）、主板（13）均设于壳体（14）内；所述红外成像传感器（11）、红外光源（12）均连接于主板（13）上，所述红外光源（12）位于红外成像传感器（11）两侧，所述壳体（14）正对红外光源（12）和红外成像传感器（11）处设有镜头（141），滤光片（15）位于壳体（14）的镜头（141）处；所述主板（13）位于红外光源（12）外围设有凸起的橡胶挡光圈。

设计方案

2.根据权利要求1所述的手势识别装置，其特征在于：还包括连续弯折的折片（16），该折片一端连接于主板（13）上，所述红外光源（12）连接于折片（16）的另一端；所述橡胶挡光圈设于折片上位于红外光源外围。

3.根据权利要求2所述的手势识别装置，其特征在于：还包括红外光源固定架（4），该红外光源固定架（4）支撑于壳体（14）内壁，该红外光源固定架（4）连接主板（13），所述红外光源固定架（4）朝向镜头（141）和红外光源（12）处设有定位孔，所述定位孔内壁接触红外光源（12）处设有导热硅脂纸，所述光源固定架（4）由铝合金材料制成。

4.根据权利要求1所述的手势识别装置，其特征在于：所述壳体（14）包括前罩体（14a）和后板（14b）；该前罩体（14a）的后端开口罩设于后板（14b），所述镜头（141）设于前罩体（14a）的前端面上；所述红外成像传感器（11）、红外光源（12）、主板（13）均设于壳体（14）内；前罩体（14a）的前端面外围形成卡环（17），所述滤光片（15）卡接于卡环（17）内。

5.根据权利要求4所述的手势识别装置，其特征在于：所述主板（13）的后表面上设有USB接口，所述后板（14b）上正对USB接口出设有USB插孔（14c）。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及手势识别技术领域，尤其是涉及一种手势识别装置。

背景技术

当前，物联网是新一代信息技术的重要组成部分，也是“信息化”时代的重要发展阶段。随着科技的发展，机器视觉将会深入生活的方方面面，其中就包智能人机交互领域。智能化的人机交互设计，使得人机交互变得更加的自然和方便。

随着技术的不断发展现在有很多人机交互显得不自然或者不方便，甚至还有些不安全。比如我们驾驶汽车时经常需要去调节空调大小、播放音乐、调节音量、切换各种操作等等，如果要完成这些操作就需要驾驶员用眼睛找到对应功能的按键在那个位置，然后伸手过去做相应到操作，比如要调节空调的温度大小，首先要看空调温度调节按钮在哪里，然后侧身伸手去旋转按钮，整个过程很不方便也不自然而且还会分散驾驶员的注意力，这样的交互方式对会影响驾驶员的驾驶安全，显然这样的人机交互是无法满足我们的需求的，我们需要一个更自然更方便的人机交互方式。

目前基于手势识别设备十分多，为了实现自动跟踪定位，于是，部分手势识别装置引入了红外技术，例如专利号为201510726263.5，名称为《基于红外成像的手势位置识别装置及识别方法》公开了红外光源、红外成像传感器、滤光片及处理单元，所述处理单元包括图像预处理模块和识别模块。本发明能够方便地识别手势的位置。但是在实际使用过程中存在下述缺点：（1）将红外光源和红外传感器安装在一起，红外光源会出现漏光现象，光线进入红外成像传感器中会影响红外传感器使用的准确性。（2）由于红外光源在工作一段时间后温度会上升，当温度升到一定值时发光的强度会明显下降，这就会导致照明的强度不够。（3）整体体积大，安装结构复杂。（4）结构单一，实用性差。

实用新型内容

本实用新型为了克服现有技术的不足，提供一种能提高识别率的手势识别装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种手势识别装置，包括感测装置、处理单元及终端控制设备，所述感测装置包括红外成像传感器、红外光源、主板、滤光片及壳体；该红外成像传感器、红外光源、主板均设于壳体内；所述红外成像传感器、红外光源均连接于主板上，所述红外光源位于红外成像传感器两侧，所述壳体正对红外光源和红外成像传感器处设有镜头，滤光片位于壳体的镜头处；所述主板位于红外光源外围设有凸起的橡胶挡光圈。本实用新型将红外成像传感器和红外光源均安装于主板上，方便拆装、管理以及线路的连接；所述红外光源位于红外成像传感器两侧，保证照明效果，而且利用橡胶挡光圈将红外光源和红外成像传感器隔离开来，进而有效防止红外光源漏光，保证红外成像传感器使用的准确性，进而保证手势识别的准确性；再者，本实用新型结构紧凑、简单，容易实现，体积小，占用空间少，制造成本低。

进一步地，还包括连续弯折的折片，该折片一端连接于主板上，所述红外光源连接于折片的另一端；所述橡胶挡光圈设于折片上位于红外光源外围。所述折片具备一定的弹性，能适应镜头与主板之间的间距变化，保证红外光源始终贴紧镜头，而且还能使红外光源与红外成像传感器之间间隔一定距离，进一步减小红外光源对红外成像传感器的干扰，保使用效果；而且折片还可任意弯折，调整红外光源的位置。

进一步地，还包括红外光源固定架，该红外光源固定架支撑于壳体内壁，该红外光源固定架连接主板，所述红外光源固定架朝向镜头和红外光源处设有定位孔，所述定位孔内壁接触红外光源处设有导热硅脂纸，所述光源固定架由铝合金材料制成。所述红外光源固定架和定位孔可对红外光源起到固定作用，而且定位孔还可起到聚光作用；采用散热较好的铝合金材料来做红外光源固定架，并且在红外光源固定架和红外光源之间用导热硅脂纸将红外照明光源的热量导到红外照明光源定位支架上进行散热。

进一步地，所述壳体包括前罩体和后板；该前罩体的后端开口罩设于后板，所述镜头设于前罩体的前端面上；所述红外成像传感器、红外光源、主板均设于壳体内；前罩体的前端面外围形成卡环，所述滤光片卡接于卡环内。将壳体设置成前罩体和后板，结构简单，拆装方便；前罩体的前端面设置卡环壳方便滤光片的拆装。

进一步地，所述主板的后表面上设有USB接口，所述后板上正对USB接口出设有USB插孔。所述USB接口通用性强，实用。

综上所述，本实用新型能有效防止红外光源漏光，提高手势识别的准确性；再者，结构紧凑、简单，体积小。

附图说明

图1为本实用新型的感测装置结构示意图；

图2为本实用新型的结构示意图；

图3为本实用新型的原理图；

其中，感测装置1;红外成像传感器11；红外光源12；主板13；壳体14、镜头141；前罩体14a、后板14b、USB插孔14c；滤光片15；折片16；卡环17；处理单元2；终端控制设备3；光源固定架4。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好的理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。

如图1-3所示，一种手势识别装置，包括感测装置1、处理单元2及终端控制设备3，所述感测装置1包括红外成像传感器11、红外光源12、主板13、壳体14及滤光片15。其中，红外成像传感器11、红外光源12、处理单元2均选用现有结构，如背景技术中的结构，但在本实施例中，所述终端控制设备可根据控制对象做出改变，如电机控制器、开关控制器或者气缸控制器等。所述处理单元2优选为微型计算机。

具体的，所述红外成像传感器11、红外光源12、主板13均设于壳体14内。所述红外成像传感器11、红外光源12均连接于主板13上。由于手势通过滤光片15的过滤，光信号会有所衰减而且光线强度分布也不均匀，所以我们需要添加多个红外光源12，红外光源12的布局为所述红外光源12位于红外成像传感器11两侧红外光源12的数量可根据需要设计。在本实施例中，为了能够让照明的强度更加的均匀和稳定，光场角的覆盖能够达到要求，我们这个红外成像传感器两侧分别布置了一个红外光源12，使得光场角覆盖能够达到要求。

所述壳体14正对红外光源12和红外成像传感器11处设有镜头141，滤光片15位于壳体14的镜头141处。所述主板13及镜头141均也可选用现有结构，主板13的型号不受限制，而镜头可选用相机镜头，此处不在赘述。红外光源12的波长可以根据红外成像传感器11的波长来选择与其对应的波长，光源强度分布可以根据光学设计使用透明树脂材料设计成聚光透镜安装在发光晶原体上来，达到光源强度的均匀分布的效果。

为了防止一些红外光源12余光直接漏到红外成像传感器11上，而造成图像的干扰，所述主板13位于红外光源12外围设有凸起的橡胶挡光圈。而所述橡胶挡光圈由黑色亚光的橡胶材料制作而成，用来阻止余光漏到红外成像传感器11上。

上述主板13最好采用多层板的设计减少面积，红外成像传感器的感光芯片和主芯片都直接设计到主板13上减少布线长度，以达到减少信号衰减或失贞的问题，红外光源要与主板13分开采用连接器的方式进行连接，这样可以避免对信号传输造成干扰。

为了提高使用的灵活性，于是本实用新型还加设了折片16，还包括折片16连续弯折形状，如W形，该折片16一端连接于主板13上，所述红外光源12连接于折片16的另一端。该折片16可压紧红外光源12于镜头141上。所述橡胶挡光圈设于折片16上位于红外光源外围。

为了光线强度分布更架均匀稳定，本实用新型还包括红外光源固定架4，需要把红外光源11采用定位固定的方式固定到红外光源固定架4上，该红外光源固定架4支撑于壳体14内壁，该红外光源固定架4连接主板13，所述红外光源固定架4朝向镜头141和红外光源12处设有定位孔，所述定位孔内壁接触红外光源12处设有导热硅脂纸，所述光源固定架4由铝合金材料制成。

为了方便拆装，于是所述壳体14包括开口朝后的前罩体14a和后板14b；该前罩体14a的后端开口罩设于后板14b，所述镜头141设于前罩体14a的前端面上。所述红外成像传感器11、红外光源12、主板13均设于壳体14内；前罩体14b的前端面外围形成卡环17，所述滤光片15卡接于卡环17内。

所述主板13的后表面上设有USB接口，所述后板14b上正对USB接口处设有USB插孔14c，进而可实现数据线的插接，使用更加灵活。采用了一个USB接口的设计并在USB接口内壁上设计了密封橡胶圈，整个结构体具有防尘、防水雾的功能，且能提高数据线插接的稳定性。

本实用新型采用红外成像传感器实现了手势识别和实时跟踪。采用了优化集成的设计，使得结构简单、体积、重量轻的特点。

红外光透射滤光器需要根据红外成像传感器的波长来选择与其对应的波长，红外光透射滤光器可以在镜头下面内置一个红外光透射滤光器，这样可以有效的过滤掉不需要的光线。为了加强过滤效果让图像的干扰更小，需要在前壳体上加一红外光透射滤光器。

本实用新型提出了智能手势识别，通过感测装置是把现实中的中的手势数据采集下来，通过训练的模型来识别出现实所做的手势并输出信息给终端控制设备，通过定义手势信息来实现相应手势的控制。比如把手势识别输出的信息输入到车机上，通过手势信息的定义即可完成车机的手势识别控制。本实用新型决解了上述提到所有问题，提供了全新自然方便的人机交互。

具体使用过程：智能手势识别通过感测装置1去探测现实中三维手势，并将感测到的信息输出给处理单元2，再由处理单元2来判断识别，将识别的手势信息输出给终端控制设备3进行执行手势识别控制。

用户根据手势的定义做些标准的手势，感测装置1会感测到手势并将这些数据存储为一个样本。通过采集存储大量的样本，然后用机器学习训练的方法训练出一套运动的模型数据，这套模型可以用来判断出用户做的手势。

通过手势的定义来区分每种手势的具体含义，明确了每种手势的执行效果。

感测装置1会感测到手势并将数据与训练的模型做比较，得到一个合格的手势，将这个手势的数据输出给微型计算机控制系统，由计算机控制执行对应的指令。

显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

设计图

手势识别装置论文和设计

手势识别装置论文和设计-费越

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主设计要求

设计方案

设计说明书

设计图

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