基于光線感應的手勢識別系統和方法技術方案

本發明專利技術涉及基于光線感應的手勢識別系統和方法，包括微處理器、顯示屏和設置在顯示屏邊框上的一個或多個IC芯片；每個IC芯片上集成有LED控制電路、LED燈和四個光線傳感器；LED控制電路，用于控制LED燈發射光線的顏色以及控制LED燈發射光線的強弱；LED燈，用于根據LED控制電路的控制來發射光線；光線傳感器，用于接收當外界有手勢動作使LED燈發射的光線發生變化時產生的模擬的光線變化信號，并將模擬的光線變化信號轉換為數字的光線變化信號，發送給微處理器；微處理器，用于對接收到的數字的光線變化信號進行識別，得到手勢動作，從而控制顯示屏進行與手勢動作相應的操作，手勢動作包括按壓和移動。本發明專利技術能夠根據手勢識別實現非接觸式屏幕操作。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及人機交互
，具體涉及。
技術介紹
人機交互是指人與計算機之間使用某種對話語言，以一定的交互方式，為完成確定任務的人與計算機之間的信息交換過程。人機交互設備已經逐漸深入人們的生活當中，目前最大的體現就是觸摸顯示屏。傳統的液晶屏操作通常都是通過電阻或電容式觸摸屏操作，電阻觸摸屏的工作原理主要是通過壓力感應原理來實現對屏幕內容的操作和控制的，電阻式觸摸屏屏體部分是一塊與顯示器表面非常配合的多層復合薄膜，其中第一層為玻璃或有機玻璃底層，第二層為隔層，第三層為多元樹脂表層，表面還涂有一層透明的導電層，上面再蓋有一層外表面經硬化處理、光滑防刮的塑料層。在多元脂表層表面的傳導層及玻璃層感應器是被許多微小的隔層所分隔電流通過表層，輕觸表層壓下時，接觸到底層，控制器同時從四個角讀出相稱的電流及計算手指位置的距離。這種觸摸屏利用兩層高透明的導電層組成觸摸屏，兩層之間距離僅為2.5微米。當手指觸摸屏幕時，平常相互絕緣的兩層導電層就在觸摸點位置有了一個接觸，因其中一面導電層接通Y軸方向的5V均勻電壓場，使得偵測層的電壓由零變為非零，控制器偵測到這個接通后，進行A/D轉換，并將得到的電壓值與5V相比，即可得觸摸點的Y軸坐標，同理得出X軸的坐標，這就是所有電阻技術觸摸屏共同的最基本原理。電容式觸摸屏技術是利用人體的電流感應進行工作的。電容式觸摸屏是一塊四層復合玻璃屏，玻璃屏的內表面和夾層各涂有一層ΙΤ0，最外層是一薄層矽土玻璃保護層，夾層ITO涂層作為工作面，四個角上引出四個電極，內層ITO為屏蔽層以保證良好的工作環境。當手指觸摸在金屬層上時，由于人體電場，用戶和觸摸屏表面形成以一個耦合電容，對于高頻電流來說，電容是直接導體，于是手指從接觸點吸走一個很小的電流。這個電流分別從觸摸屏的四角上的電極中流出，并且流經這四個電極的電流與手指到四角的距離成正比，控制器通過對這四個電流比例的精確計算，得出觸摸點的位置。但是這兩種觸摸方式在防爆、戶外的特殊場所并不實用。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是提供，能夠根據手勢識別實現非接觸式屏幕操作。本專利技術解決上述技術問題的技術方案如下:基于光線感應的手勢識別系統，包括微處理器、顯示屏和設置在顯示屏邊框上的一個或多個IC芯片；每個所述IC芯片上集成有LED控制電路、LED燈和四個光線傳感器；所述四個光線傳感器呈十字交叉狀設置在所述IC芯片上；所述LED控制電路，用于控制LED燈發射光線的顏色以及控制LED燈發射光線的強弱；所述LED燈，用于根據LED控制電路的控制來發射光線；所述光線傳感器，用于接收當外界有手勢動作使LED燈發射的光線發生變化時產生的模擬的光線變化信號，并將模擬的光線變化信號轉換為數字的光線變化信號，發送給微處理器；所述微處理器，用于對接收到的數字的光線變化信號進行識別，得到手勢動作，從而控制顯示屏進行與手勢動作相應的操作，所述手勢動作包括按壓和移動。本專利技術的有益效果是:通過光線傳感器對由于手勢動作產生的光線變化進行感應，并經過微處理器分析處理，得出手勢動作，進而控制顯示屏進行相應的手勢操作，這樣，避免了傳統的電容觸摸屏或電阻觸摸屏在戶外或防爆場所不適用的問題。在上述技術方案的基礎上，本專利技術還可以做如下改進:進一步，所述LED燈位于所述相對的兩個光線傳感器所在的直線上，且位于所述光線傳感器外部的直線上；進一步，所述LED控制電路包括LED發光二極管、LED燈驅動器和PffM波發生器，所述LED發光二極管的正極端與電源連接，負極端與驅動器連接，LED燈驅動器還接地。采用上述進一步方案的有益效果是:該LED控制電路能夠對LED燈控制發射光線的顏色，還能夠控制發射光線的強弱。進一步，所述微處理器的型號為TPSOl或EFM8。進一步，所述光線傳感器的型號為TMG39933。采用上述進一步方案的有益效果是:該型號的光線傳感器對于光線的感應更加靈敏。基于光線感應的手勢識別方法，包括以下步驟: 步驟I，控制LED燈發射光線的顏色以及控制LED燈發射光線的強弱；步驟2，LED燈根據LED控制電路的控制來發射光線；步驟3，光線傳感器接收當外界有手勢動作使LED燈發射的光線發生變化時產生的模擬的光線變化信號，并將模擬的光線變化信號轉換為數字的光線變化信號，發送給微處理器；步驟4，微處理器對接收到的數字的光線變化信號進行識別，得到手勢動作，從而控制顯示屏進行與手勢動作相應的操作，所述手勢動作包括按壓和移動。本專利技術的有益效果是:通過光線傳感器對由于手勢動作產生的光線變化進行感應，并經過微處理器分析處理，得出手勢動作，進而控制顯示屏進行相應的手勢操作，這樣，避免了傳統的電容觸摸屏或電阻觸摸屏在戶外或防爆場所不適用的問題。在上述技術方案的基礎上，本專利技術還可以做如下改進:進一步，當所述IC芯片為一個時，所述步驟4中微處理器通過對模擬的光線變化信號積分獲取物體運動的速度，從而得到距離。進一步，當所述IC芯片為一個時，所述步驟4中微處理器根據光線變化信號的幅值來識別按壓動作，具體為:進一步，當所述光線變化信號的幅值大于設定下限閾值時，則為按下動作；當所述光線變化信號的幅值小于上限閾值時，則為抬起動作。進一步，所述步驟4中微處理器根據相位變化來判斷手勢運動方向，所述手勢運動方向為從相位超前的光線變化信號對應的位置運動至相位滯后的光線變化信號對應的位置。進一步，當所述IC芯片為多個時，所述步驟4中微處理器采用空間矢量計算方法來識別按壓動作和相對位移。采用上述進一步方案的有益效果是:能夠避免一個IC芯片存在盲區的情況，滿足多種設備在手勢感知和準確傳感方位方面的要求，并實現最低功耗和最小噪音，從而實現全方位的手勢識別。【附圖說明】圖1為本專利技術中一種基于光線感應的手勢識別系統的結構示意圖；圖2為本專利技術中一種基于光線感應的手勢識別系統的后視圖；圖3為本專利技術中IC芯片的結構示意圖；圖4為本專利技術中LED控制電路的電路結構示意圖；圖5是本專利技術一種基于光線感應的手勢識別方法的流程示意圖。附圖中，各標號所代表的部件列表如下:1、微處理器，2、顯示屏，3、IC芯片，31、LED燈，32、光線傳感器，33、LED控制電路，331、LED發光二極管，332、LED燈驅動器，333、PffM波發生器。【具體實施方式】以下結合附圖對本專利技術的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本專利技術，并非用于限定本專利技術的范圍。如圖1和圖2所示，為本專利技術一種基于光線感應的手勢識別系統，包括微處理器1、顯示屏2和設置在顯示屏2邊框上的一個或多個IC芯片3 ;微處理器I位于顯示屏2中的電路板上，微處理器I的型號為TPSOl或EFM8 ;如圖3所示，每個所述IC芯片3上集成有LED控制電路33、LED燈31和四個光線傳感器32 ;所述四個光線傳感器32呈十字交叉狀設置當前第1頁1 2 本文檔來自技高網...

【技術保護點】
基于光線感應的手勢識別系統，其特征在于，包括微處理器(1)、顯示屏(2)和設置在顯示屏(2)邊框上的一個或多個IC芯片(3)；每個所述IC芯片(3)上集成有LED燈(31)、四個光線傳感器(32)和LED控制電路(33)，且所述四個光線傳感器(32)呈十字交叉狀設置在IC芯片(3)上；所述LED控制電路(33)，用于控制LED燈(31)發射光線的顏色以及控制LED燈(31)發射光線的強弱；所述LED燈(31)，用于根據LED控制電路(33)的控制來發射光線；所述光線傳感器(32)，用于接收當外界有手勢動作使LED燈(31)發射的光線發生變化時產生的模擬的光線變化信號，并將模擬的光線變化信號轉換為數字的光線變化信號，發送給微處理器(1)；所述微處理器(1)，用于對接收到的數字的光線變化信號進行識別，得到手勢動作，從而控制顯示屏(2)進行與手勢動作相應的操作，所述手勢動作包括按壓和移動。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：王悅凱，
申請(專利權)人：湖南迪文科技有限公司，
類型：發明
國別省市：湖南;43