一种红外手势识别装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种红外手势识别装置，包括集成于一PCB板上的红外接收管、红外补偿管、驱动模块、控制模块和多个红外发射管，红外接收管、红外发射管、红外补偿管分别设于PCB板背面，并且PCB板在红外接收管和红外发射管处设有对应的开孔，用于从PCB板正面发射和接收红外线，红外补偿管向PCB板内部发射红外线。与现有技术相比，本装置的红外发射单元与红外补偿单元均采用基于镜像电流源的比例电路，使得本装置内部电流具有一定的自我调节能力，有良好的恒流特性，使得本实用新型专利技术具有良好的温度稳定性，同时，本实用新型专利技术可以排除背景环境光的干扰，解决目前红外手势模块受环境光影响的弊端，提高了可靠性和稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种红外手势识别装置
本技术涉及一种手势识别
，尤其是涉及一种红外手势识别装置。
技术介绍
在物联网+手机终端+电脑终端应用成熟的环境下，对智能化设备应用需求越来越多，用户与智能化设备的交互方式越来越多样化，从原始的机械性的按键交互、触屏交互，进一步发展到手势交互、语音交互等更为简单便捷的交互方式。其中手势交互更加符合人们日常的操作习惯，只要滑一滑手或挥一挥手，就能控制设备的技术备受人们青睐，也是智能化交互系统市场的主流技术。在这样的一个作用力下，手势识别技术涌现出各种各样的方案。1.摄像头图像处理方案，图像算法处理识别度高、对应用环境要求低但对硬件及软件算法要求高，对电子设备的图像处理能力、图像识别能力提出了很高的要求，以上因素导致该方案成本高。2.电容式感应方案，成本低。但实现的功能简单，并且对产品表面结构要求高，体积大、感应距离短等缺点，基本需要用户手指触碰到显示屏才会感应，难以满足手势感应的需求。3.红外反射接收识别处理方案，红外手势识别技术已经被相关领域使用，其中在家电类行业使用较多，但用户普遍反馈故障率较高、识别距离近、识别手势较少等不足。市面上红外控制产品主要以1发1收对管形式，1个红外发射管对应1个红外接收管来实现控制，为实现功能需要安装多对收发对管，导致有尺寸较大的缺点，而且在环境光强度强一点的环境下接收管容易饱和，导致出现误触发或失效的现象。该方案抗干扰能力弱，极易受到其他因素，比如温度的影响。随着消费者对产品应用认识的提高，对红外手势控制多样性、稳定性、识别率有更高的要求。
技术实现思路
本技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的抗干扰能力不足等缺陷而提供一种红外手势识别装置，在抗环境光干扰、抗温度干扰、识别反应速度等方面都有很大的改进和提升。本技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种红外手势识别装置，包括集成于一PCB板的红外接收管、红外补偿管、驱动模块、控制模块和多个红外发射管，所述红外接收管、红外发射管、红外补偿管分别设于PCB板背面，所述PCB板在红外接收管和红外发射管处设有对应的开孔，用于从PCB板正面发射和接收红外线，所述红外补偿管向PCB板内部发射红外线。进一步地，所述控制模块包括单片机和LDO电源电路，所述单片机连接驱动模块和LDO电源电路，并且连接红外接收管。进一步地，所述驱动模块包括红外发射单元和红外补偿单元，所述单片机上设有连接所述红外发射单元的发射端口和连接所述红外补偿单元的补偿端口，所述红外发射单元连接红外发射管，所述红外补偿单元连接红外补偿管。进一步地，所述红外发射单元包括一基于镜像电流源的比例电路、一开关控制电路和一电阻，所述电阻连接单片机的补偿端口。进一步地，所述红外补偿单元包括一个基于镜像电流源的比例电路和一个开关控制电路。进一步地，所述红外发射管有四个，分布于PCB板的四角，所述红外接收管设于PCB板的正中央。与现有技术相比，本技术具有以下优点：1、本技术装置的红外发射单元与红外补偿单元均采用基于镜像电流源的比例电路，该电路的输出阻值较大，在供电压不变的情况下，装置内电流具有一定的自我调节能力，有良好的恒流特性，不会因温度变化发生突变，即装置受温度的影响较小，使得本技术具有良好的温度稳定性；2、装置中采用比例电路同时具有放大电流的效果，放大了红外管的发射电流，从而使得红外管的发射功率变大，结合本技术采用小角度红外发射管，使手势识别距离远远增加，可达到40cm以上，对于手势的识别速度和识别准确率也提供了可靠的保证；3、本技术装置的开关控制电路选用PNP三极管，通过选取不同电阻比值形成不同的放大倍数，以小电流控制大电流，实现装置的远距离控制；4、本技术装置采用了向PCB板内部发射红外线的红外补偿管，红外补偿管和红外发射管在一个PWM周期内快速交替工作，从而可以排除背景环境光的干扰，解决了目前红外手势模块受环境光影响的弊端，提高了可靠性和稳定性；5、本技术识别方法通过做差法识别各个方向上的手势，并加上阈值参数排除干扰，此算法逻辑简单有效、执行速度高、手势识别速度快并且成功率高，手势识别成功率可达98％以上；6、本技术可以识别手势的数量多，可识别手势类型包括上、下、左、右、前、后、单击、双击、左旋转以及右旋转，能够最大范围的满足现在人们对应用产品的需求；7、本技术装置系统芯片集成度高，外围电路简单，模块尺寸小，采用四个发射管，一个接收管的布局，可满足小尺寸应用需求，同时，装置中支持多种外围通讯接口，可灵活配置使用，这些都使得本技术的在实际生活中应用的经济价值提升，具有广泛的市场空间。附图说明图1为红外手势识别装置正面的结构示意图；图2为红外手势识别装置背面的结构示意图；图3为镜像电流源电路的结构示意图；图4为基于镜像电流源电路的比例电路的结构示意图；图5为第一通道的红外发射单元的结构示意图；图6为第二通道的红外发射单元的结构示意图；图7为第三通道的红外发射单元的结构示意图；图8为第四通道的红外发射单元的结构示意图；图9为红外补偿单元的结构示意图；图10为LDO电源的结构示意图；图11为单片机以及其外围电路的结构示意图；图12为识别方法的流程示意图；图13为低通滤波效果的示意图；图14为滤波器阈值对应滤波效果的示意图；图15为移动检测的过程示意图；图16为自校准硬件原理的示意图；图17为背景前移自校准示意图；图18为背景远离自校准示意图；图19为左右手势滑动的手势示意图；图20为右滑手势两通道测量值波形示意图；图21为右滑手势两通道测量差值波形示意图；图22为单击手势识别过程示意图；图23为双击手势波形示意图；图24为双击手势波形高通滤波示意图；图25为红外补偿管发射红外线的示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本技术进行详细说明。本实施例以本技术技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本技术的保护范围不限于下述的实施例。如图1和图2所示，本实施例提供了一种红外手势识别装置，包括一个红外接收管D1、四个红外发射管LED1A～D、一个红外补偿管LEDC、驱动模块以及控制模块，均集成于PCB板上。其中，红外接收管D1、红外发射管、红外补偿管LEDC分别设于PCB板背面，红外接收管D1设置于中央，红外发射管分布于矩形PCB板的四角。PCB板在红外接收管D1和红外发射管处设有对应的开孔，因此，红外发射管和红外接收管D1可从PCB板正面发射和接收红外线。PCB板在在红外补偿管LEDC出没有对应的开孔，红外补偿管向PCB板内部发射红外线，如图25所示。控制模块包括单片机和LDO电源电路，驱动模块包括红外发射单元、红外补偿单元，单片机通过红外发射单元连接红外发射管，红外发射管LED1A、LED1B、LED1C和LED1D依次对应第一通道红外发射单元、第二通道红外发射单元、第三通道红外发射单元和第四通道红外发射单元，所述单片机直接连接驱动模块、LDO电源电路、红外接收管D1，以及通过红外补偿单元连接红外补偿管LEDC，单片机上设有发射端口和补偿端口。红外发射单元包括一个基于镜像电流源的比例电路和一个开关控制电路。如图3所示，镜像电流源一般在集成电路里常见，主本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种红外手势识别装置，其特征在于，包括集成于一PCB板上的红外接收管、红外补偿管、驱动模块、控制模块和多个红外发射管，所述控制模块分别连接驱动模块和红外接收管，所述驱动模块分别连接红外补偿管和多个红外发射管，所述红外接收管、红外发射管、红外补偿管分别设于PCB板背面，所述PCB板在红外接收管和红外发射管处设有对应的开孔，用于从PCB板正面发射和接收红外线，所述红外补偿管向PCB板内部发射红外线。

【技术特征摘要】
1.一种红外手势识别装置，其特征在于，包括集成于一PCB板上的红外接收管、红外补偿管、驱动模块、控制模块和多个红外发射管，所述控制模块分别连接驱动模块和红外接收管，所述驱动模块分别连接红外补偿管和多个红外发射管，所述红外接收管、红外发射管、红外补偿管分别设于PCB板背面，所述PCB板在红外接收管和红外发射管处设有对应的开孔，用于从PCB板正面发射和接收红外线，所述红外补偿管向PCB板内部发射红外线。2.根据权利要求1所述的红外手势识别装置，其特征在于，所述控制模块包括单片机和LDO电源电路，所述单片机分别连接驱动模块、LDO电源电路和红外接收管。3.根据权利要求2所述的红外手势识别装置，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：王涛，柯福华，
申请(专利权)人：上海永亚智能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31