一种物体运动状态的识别装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种物体运动状态识别装置及方法，该装置包括：传感器模块，至少包括两路测距传感器，利用传感器检测预设范围内待测物体的存在信号，并传送给模数转换模块；模数转换模块，分别与传感器模块以及单片机主控模块相连，获取待测物体的存在信号经模数转换后传送至单片机主控模块；单片机主控模块，通过分辨检测到的待测物体的存在信号的顺序获取待测物体运动的方向参数，通过估算待测物体停留的时间获得待测物体运动的速度参数，通过估算两次待测物体运动之间的间隔时间获得待测物体运动的频率参数，将待测物体运动状态的识别结果传输给外部设备，本发明专利技术装置简单、稳定性高、执行效率高，实现了低功耗休眠工作切换且成本低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及人机交互
，特别是涉及一种物体运动状态的识别装置及方法。
技术介绍
随着现代科学技术的发展，人们在处理与电脑、微处理器相关的信息时，采用的外部输入设备逐渐多样化：键盘、鼠标、手写板、触摸屏等。然而，由于上述输入设备与人的直觉存在一定的差异，它们并非自然、直观的与智能设备交互方式。有鉴于此，人们想开发出新的设备或装置，以便更直观、更自然地与智能设备交互。比如kinect(是微软正式公布的XBOX360体感周边外设)、leap motion(体感控制器，一种新型的交互设备)等以人体姿态和手势作为输入装置来控制智能设备的运行。然而，这些设备通常价格高昂，不适合普通用户使用。现有的手势识别技术主要有基于图像处理的、基于加速度传感器的以及基于触摸屏的。比如，中国专利申请201210397255.7公开了一种“基于异构数据融合的传感器协同手势识别方法及系统”，它是通过摄像头和传感器采集的异构数据处理实现识别多种手部运动的；中国专利200910154018.6公开了“一种基于加速度传感器的手势识别的方法”，它是基于加速度传感器的手势识别来处理三维加速度数据序列数据的；中国专利201220228376.4公开了一种“手势控制的LED照明装置”，利用手势采集模块，所述手势采集模块与所述控制模块连接，对采集区域内的手势动作进行识别，生成相应的控制信号对所述控制模块输出的PWM信号进行调制，进而驱动照明装置；中国专利200410050967.7公开了一种“声音影像控制装置及方法”，该专利是通过手势实现对媒体播放的控制。中国专利申请201210038356.5公开了一种“基于触摸屏的图片显示系统和方法”，它是基于触摸屏的手势识别，通过手的多点运动轨迹判断响应的手势操作，进而反馈到图形系统中的。但是，总的来说，现有的图像手势识别算法较为复杂且对于手部的快速运动难以捕捉；而基于加速度传感器的手势识别又必须附着或穿戴于手部，无法实现非接触式操作；基于触摸屏的图片显示系统也有接触形式上的缺陷。
技术实现思路
为克服上述现有技术存在的不足，本专利技术之目的在于提供一种物体运动状态的识别装置及方法，通过采用两路或多路测距传感器检测物体的运动方向、速度、频率测试，进行物体运动状态的识别，并根据识别的信息控制声音或者灯光信息，实现了无接触的控制，尤其适用于手势识别控制领域。为达上述及其它目的，本专利技术提出一种物体运动状态识别装置，至少包括：传感器模块，至少包括两路测距传感器，利用所述测距传感器检测预设范围内的待测物体的存在信号，并传送给模数转换模块；模数转换模块，分别与所述传感器模块以及单片机主控模块相连，所述模数转换模块采用至少两路模数转换通道分别获取两路测距传感器获得的待测物体的存在信号，经过模数转换后传送至单片机主控模块；单片机主控模块，通过分辨两路测距传感器检测到的待测物体的存在信号的顺序获取待测物体运动的方向参数，通过估算待测物体停留的时间获得待测物体运动的速度参数，通过估算两次待测物体运动之间的间隔时间获得待测物体运动的频率参数，并将待测物体运动状态的识别结果传输给外部设备。进一步地，两路测距传感器间距选取需满足两点要求：不能大于所述待测物体的宽度；不能重叠。进一步地，所述待测物体为人手，所述两路测距传感器的间距介于4到7厘米之间。进一步地，所述识别装置接收所述外部设备的工作指令后进入工作状态，并在接收所述外部设备的停止指令后进入休眠模式。进一步地，所述识别装置还包括声光显示装置，所述声光显示装置连接所述单片机主控模块以获得识别结果，以作为对实施动作者的信息反馈，所述声光显示装置可以是一个或一组喇叭，一盏或一组LED灯，或者其他的发声或发光装置。为达到上述目的，本专利技术还提供一种物体运动状态的识别方法，包括如下步骤：步骤一，利用至少两路测距传感器检测并输出预设范围内的待测物体的存在信号；步骤二，通过分辨两路测距传感器检测到的待测物体的存在信号的顺序获取所述待测物体运动的方向参数，通过估算所述待测物体停留的时间获得所述待测物体运动的速度参数，通过估算两次所述待测物体运动之间的间隔时间获得所述待测物体运动的频率参数，识别和计算该些待测物体的运动参数，获取待测物体运动状态的识别结果。进一步地，步骤一还包括如下步骤：假设所述两路测距传感器为左右传感器，判断是否有传感器测距小于预设阈值；若右传感器测距小于所述预设阈值，则继续判断左传感器测距是否小于最大预设阈值，若是，则在判定左传感器测距大于最小预设阈值后，输出右；若左传感器小于所述预设阈值，则继续判断右传感器测距是否小于最大预设阈值，若是，则在判定右传感器测距大于最小预设阈值后，输出左。进一步地，在步骤二之后还包括将所述待测物体运动状态的识别结果送至声光显示装置的步骤。进一步地，在步骤一之前，还包括接收所述外部设备的工作指令进入工作状态的步骤，在将所述待测物体运动状态的识别结果送至外部设备之后，还包括接收所述外部设备的停止指令后进入休眠模式的步骤。进一步地，所述测距传感器测距过程如下，将测距传感器检测到的待测物体位置的数字信号i利用下式进行转换：d＝(676200/(i*613-900))+4，其中，d即为距离值。与现有技术相比，本专利技术一种物体运动状态的识别装置及方法通过采用两路或多路测距传感器检测物体的运动方向、速度、频率测试，进行物体运动状态的识别，并根据识别的信息控制声音或者灯光信息，实现了无接触式的控制，尤其适用于手势识别控制领域，本专利技术装置简单、稳定性高、执行效率高，同时实现了低功耗休眠工作切换、成本低。附图说明图1为本专利技术一种物体运动状态的识别装置的系统架构图；图2为本专利技术较佳实施例中两路测距传感器的设置示意图；图3A为本专利技术手向右运动示意图；图3B为本专利技术手向左运动示意图；图4为本专利技术一种物体运动状态的识别方法的步骤流程图；图5为本专利技术较佳实施例中两路测距传感器检测及输出手存在信号的流程图。具体实施方式以下通过特定的具体实例并结合附图说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本专利技术的其它优点与功效。本专利技术亦可通过其它不同的具体实例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不背离本专利技术的精神下进行各种修饰与变更。图1为本专利技术一种物本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种物体运动状态识别装置，至少包括：传感器模块，至少包括两路测距传感器，利用所述测距传感器检测预设范围内的待测物体的存在信号，并传送给模数转换模块；模数转换模块，分别与所述传感器模块以及单片机主控模块相连，所述模数转换模块采用至少两路模数转换通道分别获取两路测距传感器获得的待测物体的存在信号，经过模数转换后传送至单片机主控模块；单片机主控模块，通过分辨两路测距传感器检测到的待测物体的存在信号的顺序获取待测物体运动的方向参数，通过估算待测物体停留的时间获得待测物体运动的速度参数，通过估算两次待测物体运动之间的间隔时间获得待测物体运动的频率参数，并将待测物体运动状态的识别结果传输给外部设备。

【技术特征摘要】
1.一种物体运动状态识别装置，至少包括：
传感器模块，至少包括两路测距传感器，利用所述测距传感器检测预设范
围内的待测物体的存在信号，并传送给模数转换模块；
模数转换模块，分别与所述传感器模块以及单片机主控模块相连，所述模
数转换模块采用至少两路模数转换通道分别获取两路测距传感器获得的待测物
体的存在信号，经过模数转换后传送至单片机主控模块；
单片机主控模块，通过分辨两路测距传感器检测到的待测物体的存在信号
的顺序获取待测物体运动的方向参数，通过估算待测物体停留的时间获得待测
物体运动的速度参数，通过估算两次待测物体运动之间的间隔时间获得待测物
体运动的频率参数，并将待测物体运动状态的识别结果传输给外部设备。
2.如权利要求1所述的一种物体运动状态识别装置，其特征在于，两路测
距传感器间距选取需满足两点要求：不能大于所述待测物体的宽度；不能重叠。
3.如权利要求2所述的一种物体运动状态识别装置，其特征在于:所述待
测物体为人手，所述两路测距传感器的间距介于4到7厘米之间。
4.如权利要求3所述的一种物体运动状态识别装置，其特征在于:所述识别
装置接收所述外部设备的工作指令后进入工作状态，并在接收所述外部设备的
停止指令后进入休眠模式。
5.如权利要求4所述的一种物体运动状态识别装置，其特征在于:所述识
别装置还包括声光显示装置，所述声光显示装置连接所述单片机主控模块以获
得识别结果，以作为对实施动作者的信息反馈，所述声光显示装置可以是一个
或一组喇叭，一盏或一组LED灯，或者其他的发声或发光装置。
6.一种物体运动状态的识别方法，包括如下步骤：
步骤一，利用至少两路测距传感器检测并输出预设...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤金鹏，迟冬祥，高海，范凯凯，
申请(专利权)人：上海电机学院，
类型：发明
国别省市：上海;31