一種物體運動狀態的識別裝置及方法制造方法及圖紙

本發明專利技術公開了一種物體運動狀態識別裝置及方法，該裝置包括：傳感器模塊，至少包括兩路測距傳感器，利用傳感器檢測預設范圍內待測物體的存在信號，并傳送給模數轉換模塊；模數轉換模塊，分別與傳感器模塊以及單片機主控模塊相連，獲取待測物體的存在信號經模數轉換后傳送至單片機主控模塊；單片機主控模塊，通過分辨檢測到的待測物體的存在信號的順序獲取待測物體運動的方向參數，通過估算待測物體停留的時間獲得待測物體運動的速度參數，通過估算兩次待測物體運動之間的間隔時間獲得待測物體運動的頻率參數，將待測物體運動狀態的識別結果傳輸給外部設備，本發明專利技術裝置簡單、穩定性高、執行效率高，實現了低功耗休眠工作切換且成本低。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及人機交互
，特別是涉及一種物體運動狀態的識別裝置及方法。
技術介紹
隨著現代科學技術的發展，人們在處理與電腦、微處理器相關的信息時，采用的外部輸入設備逐漸多樣化：鍵盤、鼠標、手寫板、觸摸屏等。然而，由于上述輸入設備與人的直覺存在一定的差異，它們并非自然、直觀的與智能設備交互方式。有鑒于此，人們想開發出新的設備或裝置，以便更直觀、更自然地與智能設備交互。比如kinect(是微軟正式公布的XBOX360體感周邊外設)、leap?motion(體感控制器，一種新型的交互設備)等以人體姿態和手勢作為輸入裝置來控制智能設備的運行。然而，這些設備通常價格高昂，不適合普通用戶使用。現有的手勢識別技術主要有基于圖像處理的、基于加速度傳感器的以及基于觸摸屏的。比如，中國專利申請201210397255.7公開了一種“基于異構數據融合的傳感器協同手勢識別方法及系統”，它是通過攝像頭和傳感器采集的異構數據處理實現識別多種手部運動的；中國專利200910154018.6公開了“一種基于加速度傳感器的手勢識別的方法”，它是基于加速度傳感器的手勢識別來處理三維加速度數據序列數據的；中國專利201220228376.4公開了一種“手勢控制的LED照明裝置”，利用手勢采集模塊，所述手勢采集模塊與所述控制模塊連接，對采集區域內的手勢動作進行識別，生成相應的控制信號對所述控制模塊輸出的PWM信號進行調制，進而驅動照明裝置；中國專利200410050967.7公開了一種“聲音影像控制裝置及方法”，該專利是通過手勢實現對媒體播放的控制。中國專利申請201210038356.5公開了一種“基于觸摸屏的圖片顯示系統和方法”，它是基于觸摸屏的手勢識別，通過手的多點運動軌跡判斷響應的手勢操作，進而反饋到圖形系統中的。但是，總的來說，現有的圖像手勢識別算法較為復雜且對于手部的快速運動難以捕捉；而基于加速度傳感器的手勢識別又必須附著或穿戴于手部，無法實現非接觸式操作；基于觸摸屏的圖片顯示系統也有接觸形式上的缺陷。
技術實現思路
為克服上述現有技術存在的不足，本專利技術之目的在于提供一種物體運動狀態的識別裝置及方法，通過采用兩路或多路測距傳感器檢測物體的運動方向、速度、頻率測試，進行物體運動狀態的識別，并根據識別的信息控制聲音或者燈光信息，實現了無接觸的控制，尤其適用于手勢識別控制領域。為達上述及其它目的，本專利技術提出一種物體運動狀態識別裝置，至少包括：傳感器模塊，至少包括兩路測距傳感器，利用所述測距傳感器檢測預設范圍內的待測物體的存在信號，并傳送給模數轉換模塊；模數轉換模塊，分別與所述傳感器模塊以及單片機主控模塊相連，所述模數轉換模塊采用至少兩路模數轉換通道分別獲取兩路測距傳感器獲得的待測物體的存在信號，經過模數轉換后傳送至單片機主控模塊；單片機主控模塊，通過分辨兩路測距傳感器檢測到的待測物體的存在信號的順序獲取待測物體運動的方向參數，通過估算待測物體停留的時間獲得待測物體運動的速度參數，通過估算兩次待測物體運動之間的間隔時間獲得待測物體運動的頻率參數，并將待測物體運動狀態的識別結果傳輸給外部設備。進一步地，兩路測距傳感器間距選取需滿足兩點要求：不能大于所述待測物體的寬度；不能重疊。進一步地，所述待測物體為人手，所述兩路測距傳感器的間距介于4到7厘米之間。進一步地，所述識別裝置接收所述外部設備的工作指令后進入工作狀態，并在接收所述外部設備的停止指令后進入休眠模式。進一步地，所述識別裝置還包括聲光顯示裝置，所述聲光顯示裝置連接所述單片機主控模塊以獲得識別結果，以作為對實施動作者的信息反饋，所述聲光顯示裝置可以是一個或一組喇叭，一盞或一組LED燈，或者其他的發聲或發光裝置。為達到上述目的，本專利技術還提供一種物體運動狀態的識別方法，包括如下步驟：步驟一，利用至少兩路測距傳感器檢測并輸出預設范圍內的待測物體的存在信號；步驟二，通過分辨兩路測距傳感器檢測到的待測物體的存在信號的順序獲取所述待測物體運動的方向參數，通過估算所述待測物體停留的時間獲得所述待測物體運動的速度參數，通過估算兩次所述待測物體運動之間的間隔時間獲得所述待測物體運動的頻率參數，識別和計算該些待測物體的運動參數，獲取待測物體運動狀態的識別結果。進一步地，步驟一還包括如下步驟：假設所述兩路測距傳感器為左右傳感器，判斷是否有傳感器測距小于預設閾值；若右傳感器測距小于所述預設閾值，則繼續判斷左傳感器測距是否小于最大預設閾值，若是，則在判定左傳感器測距大于最小預設閾值后，輸出右；若左傳感器小于所述預設閾值，則繼續判斷右傳感器測距是否小于最大預設閾值，若是，則在判定右傳感器測距大于最小預設閾值后，輸出左。進一步地，在步驟二之后還包括將所述待測物體運動狀態的識別結果送至聲光顯示裝置的步驟。進一步地，在步驟一之前，還包括接收所述外部設備的工作指令進入工作狀態的步驟，在將所述待測物體運動狀態的識別結果送至外部設備之后，還包括接收所述外部設備的停止指令后進入休眠模式的步驟。進一步地，所述測距傳感器測距過程如下，將測距傳感器檢測到的待測物體位置的數字信號i利用下式進行轉換：d＝(676200/(i*613-900))+4，其中，d即為距離值。與現有技術相比，本專利技術一種物體運動狀態的識別裝置及方法通過采用兩路或多路測距傳感器檢測物體的運動方向、速度、頻率測試，進行物體運動狀態的識別，并根據識別的信息控制聲音或者燈光信息，實現了無接觸式的控制，尤其適用于手勢識別控制領域，本專利技術裝置簡單、穩定性高、執行效率高，同時實現了低功耗休眠工作切換、成本低。附圖說明圖1為本專利技術一種物體運動狀態的識別裝置的系統架構圖；圖2為本專利技術較佳實施例中兩路測距傳感器的設置示意圖；圖3A為本專利技術手向右運動示意圖；圖3B為本專利技術手向左運動示意圖；圖4為本專利技術一種物體運動狀態的識別方法的步驟流程圖；圖5為本專利技術較佳實施例中兩路測距傳感器檢測及輸出手存在信號的流程圖。具體實施方式以下通過特定的具體實例并結合附圖說明本專利技術的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭示的內容輕易地了解本專利技術的其它優點與功效。本專利技術亦可通過其它不同的具體實例加以施行或應用，本說明書中的各項細節亦可基于不同觀點與應用，在不背離本專利技術的精神下進行各種修飾與變更。圖1為本專利技術一種物本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種物體運動狀態識別裝置，至少包括：傳感器模塊，至少包括兩路測距傳感器，利用所述測距傳感器檢測預設范圍內的待測物體的存在信號，并傳送給模數轉換模塊；模數轉換模塊，分別與所述傳感器模塊以及單片機主控模塊相連，所述模數轉換模塊采用至少兩路模數轉換通道分別獲取兩路測距傳感器獲得的待測物體的存在信號，經過模數轉換后傳送至單片機主控模塊；單片機主控模塊，通過分辨兩路測距傳感器檢測到的待測物體的存在信號的順序獲取待測物體運動的方向參數，通過估算待測物體停留的時間獲得待測物體運動的速度參數，通過估算兩次待測物體運動之間的間隔時間獲得待測物體運動的頻率參數，并將待測物體運動狀態的識別結果傳輸給外部設備。

【技術特征摘要】
1.一種物體運動狀態識別裝置，至少包括：
傳感器模塊，至少包括兩路測距傳感器，利用所述測距傳感器檢測預設范
圍內的待測物體的存在信號，并傳送給模數轉換模塊；
模數轉換模塊，分別與所述傳感器模塊以及單片機主控模塊相連，所述模
數轉換模塊采用至少兩路模數轉換通道分別獲取兩路測距傳感器獲得的待測物
體的存在信號，經過模數轉換后傳送至單片機主控模塊；
單片機主控模塊，通過分辨兩路測距傳感器檢測到的待測物體的存在信號
的順序獲取待測物體運動的方向參數，通過估算待測物體停留的時間獲得待測
物體運動的速度參數，通過估算兩次待測物體運動之間的間隔時間獲得待測物
體運動的頻率參數，并將待測物體運動狀態的識別結果傳輸給外部設備。
2.如權利要求1所述的一種物體運動狀態識別裝置，其特征在于，兩路測
距傳感器間距選取需滿足兩點要求：不能大于所述待測物體的寬度；不能重疊。
3.如權利要求2所述的一種物體運動狀態識別裝置，其特征在于:所述待
測物體為人手，所述兩路測距傳感器的間距介于4到7厘米之間。
4.如權利要求3所述的一種物體運動狀態識別裝置，其特征在于:所述識別
裝置接收所述外部設備的工作指令后進入工作狀態，并在接收所述外部設備的
停止指令后進入休眠模式。
5.如權利要求4所述的一種物體運動狀態識別裝置，其特征在于:所述識
別裝置還包括聲光顯示裝置，所述聲光顯示裝置連接所述單片機主控模塊以獲
得識別結果，以作為對實施動作者的信息反饋，所述聲光顯示裝置可以是一個
或一組喇叭，一盞或一組LED燈，或者其他的發聲或發光裝置。
6.一種物體運動狀態的識別方法，包括如下步驟：
步驟一，利用至少兩路測距傳感器檢測并輸出預設...

【專利技術屬性】
技術研發人員：湯金鵬，遲冬祥，高海，范凱凱，
申請(專利權)人：上海電機學院，
類型：發明
國別省市：上海;31