一种基于虚拟显示技术的智能家电控制系统的制作方法

本实用新型涉及智能家居领域，具体地涉及一种基于虚拟显示技术的智能家电控制系统。

背景技术：

随着电子技术的不断发展，智能家居的发展也越发迅速，而针对智能家电的控制方案也层出不穷。其中，最为常见的智能家电控制方案主要有以下两种：

1)通过按键或遥控器直接给家电下命令(可以是语音命令)，家电根据接收到的命令开始工作。

2)用户通过智能手机等移动设备与智能家电联网，然后通过智能手机上的APP给家电下指令，家电收到指令后开始工作。

但是，本申请发明人在实现本实用新型的过程中发现，现有智能家电控制方案，需要用户通过手或语音来对智能家电进行控制，而当用户无法充分使用双手时(如用户手部受伤等情况)，则会给家电操控带来不便，且当使用语音操控时，若环境充满噪声，则语音操控会面临操作失灵的危机。

因此，需要有新的智能家电控制方案来解决上述问题。

技术实现要素：

本实用新型实施例的目的是提供一种基于虚拟显示技术的智能家电控制系统，以提供相对于现有智能家电控制方案更为可靠的操控方式。

为了实现上述目的，本实用新型实施例提供一种基于虚拟显示技术的智能家电控制系统，且所述智能家电控制系统包括：虚拟显示设备，与实际家电设备通信，被配置为生成并向用户呈现与所述实际家电设备相对应的虚拟家电设备；以及采集装置，佩戴于用户头部，被配置为采集人脑针对所述虚拟家电设备产生的脑电波信号，并基于该脑电波信号生成虚拟操作指令，并将所述虚拟操作指令发送至所述虚拟显示设备；其中，所述虚拟显示设备还被配置为将所述虚拟操作指令映射成实际操作指令以控制对应的实际家电设备。

可选地，所述虚拟显示设备还与用于控制所有实际家电设备的中心控制器通信，且被配置为将所述虚拟操作指令映射成实际操作指令，并发送至所述中心控制器以控制对应的实际家电设备。

可选地，所述实际家电设备包括智能固定家电和智能移动设备，且所述智能移动设备包括智能手机、笔记本电脑、平板电脑和/或可穿戴设备。

可选地，所述虚拟显示设备包括：三维立体显示单元，被配置为生成并以三维立体图像显示方式向用户呈现与所述实际家电设备相对应的虚拟家电设备；以及第一数字信号处理器，被配置为将所述虚拟操作指令映射成针对实际家电设备的实际操作指令以控制对应的实际家电设备。

可选地，所述虚拟显示设备为虚拟现实VR设备、增强现实AR设备和混合现实MR设备中的任意一者或多者。

可选地，所述虚拟显示设备与所述采集装置集成为能够佩戴于用户头部的一体化装置。

可选地，所述采集装置包括：脑电波传感器，被配置为采集人脑针对所述虚拟家电设备产生的脑电波信号；以及第二数字信号处理器，被配置为对所述脑电波信号进行处理以生成虚拟操作指令。

可选地，所述虚拟显示设备和所述采集装置中均配置有相适配的无线通讯模块和有线通讯模块，以对应实现所述虚拟显示设备和所述采集装置之间的无线通信或有线通信。

可选地，所述中心控制器中配置有无线通讯模块以实现所述智能家电与所述虚拟显示设备之间的无线通信。

可选地，所述无线通讯模块为Wifi模块、蓝牙模块、近场通信NFC模块和Zigbee模块中的任意一者或多者。

通过上述技术方案，本实用新型实施例的有益效果是：通过本实用新型实施例的智能家电控制系统，用户无需靠近和接触智能家电，在一定的距离范围内即可对智能家电进行有效的控制，更加便利了智能家电与用户进行有效交互沟通，是人机交互方式的重大改进。

本实用新型实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起被配置为解释本实用新型实施例，但并不构成对本实用新型实施例的限制。在附图中：

图1是本实用新型实施例的智能家电控制系统的结构示意图；

图2是本实用新型实施例的虚拟显示设备的结构示意图；

图3是本实用新型实施例的采集装置的结构示意图；

图4是本实用新型实施例的智能家电控制系统的通信方式示意图；以及

图5是本实用新型实施例的智能家电控制系统的示例控制流程示意图。

附图标记说明

100 智能家电系统 200 虚拟显示设备

300 采集装置

101 实际家电设备 102 中心控制器

201 三维立体显示单元 202 第一数字信号处理器

301 脑电波传感器 302 第二数字信号处理器

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅被配置为说明和解释本实用新型实施例，并不被配置为限制本实用新型实施例。

在本实用新型实施例中所提到的“第一、第二”等仅被配置为描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。

本实用新型实施例提供了一种基于虚拟显示技术的智能家电控制系统，如图1所示，所述智能家电控制系统主要目的在于对包括若干实际家电设备 101的智能家电系统100进行控制，且该智能家电系统可以包括：虚拟显示设备200，与实际家电设备101通信，被配置为生成并向用户呈现与所述实际家电设备101相对应的虚拟家电设备；以及采集装置300，佩戴于用户头部，被配置为采集人脑针对所述虚拟家电设备产生的脑电波信号，并基于该脑电波信号生成虚拟操作指令，并将所述虚拟操作指令发送至所述虚拟显示设备200；其中，所述虚拟显示设备200进一步将所述虚拟操作指令映射成实际操作指令以控制对应的实际家电设备。

其中，智能家电系统一般包括有很多实际家电设备，而为了实现对众多实际家电设备的统一管控，智能家电系统通常还配置有被配置为控制若干实际家电设备101的中心控制器102，该中心控制器102可向各实际家电设备 101发送操作指令以控制相应的实际家电设备的运行。在该情形下，所述虚拟显示设备200还与用于控制所有实际家电设备的中心控制器通信，且可以被配置为将所述虚拟操作指令映射成实际操作指令，并发送至所述中心控制器102以控制对应的实际家电设备。

进一步地，本实用新型实施例所涉及的实际家电设备可以包括智能固定家电和智能移动设备，其中智能固定家电是指安装方式相对较为固定的家电设备，例如目前常见的智能冰箱、智能洗衣机、智能电饭煲等具有通讯能力 (无线通讯能力或有线通讯能力)、且相对较为固定地安装在房间中的智能型家用电器，而所述智能移动设备则可以包括智能手机、笔记本电脑、平板电脑和/或可穿戴设备，这些智能移动设备可作为智能家电系统的一部分，但因具有的可移动性，有时也会移出智能家电系统以作他用。

在优选的实施方式中，如图2所示，所述虚拟显示设备200可以包括：三维立体显示单元201，被配置为生成并以三维(以下简称为3D)立体图像显示方式向用户呈现与所述实际家电设备相对应的虚拟家电设备；以及第一数字信号处理器202，被配置为将所述虚拟操作指令映射成针对实际家电设备的实际操作指令，并发送至所述中心控制器102以控制对应的实际家电设备101。

对于三维立体显示单元201，其能够以3D维立体图像的形式向用户呈现虚拟家电设备，以使人眼能够实时观察到家电运行情况。

据此，可知本实用新型实施例的虚拟显示设备200所需要实现的功能主要是3D立体虚拟图像呈现及简单的数字信号处理。因此，在另一优选的实施方式中，所述虚拟显示设备200可以是VR(Virtual Reality)设备、 AR(Augmented Reality，增强现实)设备和MR(Mix Reality，混合现实)设备中的任意一者或多者。

其中，VR设备、AR设备和MR设备都具有模拟环境的功能，其模拟的环境是由计算机生成的、实时动态的3D立体逼真图像，即能够实现三维立体显示单元201的功能，且使用者不仅可以通过其感受到客观物理世界中所经历的“身临其境”的逼真性，而且可以突破空间、时间以及其它客观限制，感受到在真实世界中无法亲身经历的体验。另外，现有的VR设备、AR 设备和MR设备也都具有一定的信号处理能力，即可以实现第一信号处理器 202所执行的信号处理功能。这里，本实用新型实施例中可用的VR设备例如可以是Oculus虚拟现实头戴设备，可用的AR设备例如可以是微软出品的 Hololens眼镜，可用的MR设备例如可以是阿里投资开发中的Magic leap产品。

需说明的是，本实用新型实施例中三维立体显示单元可直接利用现有虚拟显示设备中相应的功能模块来实现(例如VR设备中的成像模块)，第一数字信号处理器也可通过常规控制器来实现，且其所实现的是常规的数据处理功能。因此，本实用新型实施例中由三维立体显示单元和第一数字信号处理器构成的虚拟显示设备可通过现有技术中的常规部件来实现，并不涉及对程序的实质改进。

在更为优选的实施方式中，所述虚拟显示设备200与所述采集装置300 可以集成为能够佩戴于用户头部的一体化装置。例如，将采集装置300设计为头盔式装置，则可将虚拟显示设备200也集成至该头盔式装置中(如设计为头盔式装置上的VR眼镜)，形成既具有脑电波采集功能，又具有虚拟图像显示功能的一体化头盔式装置。

在优选的实施方式中，如图3所示，所述采集装置300可以包括：脑电波传感器301，被配置为采集人脑针对所述虚拟家电设备产生的脑电波信号；以及第二数字信号处理器302，被配置为对所述脑电波信号进行处理以生成虚拟操作指令。

其中，用户可以根据虚拟显示设备102观察到虚拟家电设备的运行情况，如空调的当前温度，以在大脑中形成相应意念，如“调高空调温度”，如此脑电波传感器301检测到用户的脑电波信号，并通过第二数字信号处理器 302将该脑电波信号转换成指示调高空调温度的虚拟操作指令。需说明的是，此处的“虚拟操作指令”是表明相关指令是针对虚拟家电设备产生的，并不是指指令本身是虚拟的。

进一步地，对于第二数字信号处理器302，其可以采用本领域常规的DSP 控制器进行配置，主要目的在于对脑电波信号进行降噪、比对分析等。另外，为便于第二数字信号处理器302进行信号处理，还可以在第二数字信号处理器302之前配置放大器303和滤波器304，以对信号进行前置放大、滤波处理。需说明的，将脑电波信号转号成控制指令的具体过程，可参考本领域关于脑电波传感器等技术的说明，在此则不再赘述。另外，前述的第一数字信号处理器202在此所实现的功能与该第二数字信号处理器302相近，在此也不进行赘述。

因此，根据上文，可知智能家电系统、虚拟显示设备和采集装置都是实质存在的实体结构型产品，且三者之间的通信可通过无线方式(如Wifi)实现，也可通过有线方式(如数据线)实现。对此，如图4所示，可在所述虚拟显示设备200和所述采集装置300中均配置相适配的无线通讯模块和有线通讯模块，其中所述无线通讯模块可以为Wifi模块、蓝牙模块、近场通信 NFC模块和Zigbee模块中的任意一者或多者，从而可使虚拟显示设备200 与采集装置300能够通过Wifi、蓝牙等方式进行无线连接，也能够通过数据线等进行有线连接。需说明的是，在优选实施方式中，本实用新型实施例的智能家电控制系统可以包括上述的智能家电系统100。

另外，虚拟显示设备200与智能家电系统100之间以及中心控制器102 与实际家电设备101之间也需要能够进行通信以传输指令。但是，用户往往需要对实际家电设备进行远程过程，在该情况下，明显不适于采用有线连接。因此，本实用新型实施例中在所述中心控制器中配置有无线通讯模块以实现所述智能家电与所述虚拟显示设备之间的无线通信，以及实现中心控制器与各个实际家电设备之间的无线通信。这里，各个部分之间的通信是双向的，例如虚拟显示设备200可以向中心控制器102传输指令，中心控制器102可以向虚拟显示设备200反馈家电数据。

根据上文，可知智能家电系统和虚拟显示设备都是实质存在的实体结构型产品，且两者之间的通信可通过无线方式(如Wifi)实现，也可通过有线方式(如数据线)实现。

下面具体介绍关于上述智能家电控制系统的示例控制流程，如图5所示，所述示例控制流程可以包括以下步骤：

步骤S501，启动相关设备，进行虚拟显示设备、智能家电系统及采集装置之间的配网。

其中，优选为通过无线通讯模块来进行配网，以实现设备之间的双向无线通讯。

步骤S502，通过虚拟显示设备生成并向用户呈现与实际家电设备相对应的虚拟家电设备。

步骤S503，通过脑电波传感器采集人脑针对所述虚拟家电设备产生的脑电波信号，并基于该脑电波信号生成虚拟操作指令。

步骤S504，通过所述虚拟显示设备将所述虚拟操作指令映射成实际操作指令，并发送至智能家电的中心控制器以控制对应的实际家电设备。

这里，当实际家电设备执行完实际操作指令后，还可以向虚拟显示设备反馈执行情况，以便人眼能够实时观察到家电反馈回来的信息。

通过本实用新型实施例的智能家电控制系统，用户无需靠近和接触智能家电，在一定的距离范围内通过“意念”即可对智能家电进行有效的控制，更加便利了智能家电与用户进行有效交互沟通，是人机交互方式的重大改进。

以上结合附图详细描述了本实用新型实施例的可选实施方式，但是，本实用新型实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型实施例的技术构思范围内，可以对本实用新型实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型实施例的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。

本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

此外，本实用新型实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型实施例的思想，其同样应当视为本实用新型实施例所公开的内容。