基于手势识别的油烟机控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及油烟机控制系统，特别是一种基于手势识别的油烟机控制系统，适用于家用型油烟机远程控制。
【背景技术】
[0002]油烟机作为我国城镇化过程中净化居民厨房环境的重要厨房电器设备，它通常安装于厨房内炉灶的上方、下方或者侧方，能将烹饪过程中产生的对人体有害的油烟迅速抽走。油烟机不但具有净化厨房空气，美化厨房环境功能，而且还具有防毒、防爆的安全保障作用。针对各层次用户，如何设计油烟机以提高用户使用的便捷性是目前研究的热点。
[0003]油烟机控制系统作为油烟机的核心，它对提高油烟机使用的便捷性起到关键作用。总体而言，现有油烟机控制技术可分为两类:接触式控制与非接触式控制。接触式控制需要用户按油烟机面板上的按键来开关油烟机、控制其照明、控制其风扇加速和减速。由于烹饪过程中用户往往手上有油或水，因此经常按键将导致油烟机面板按键处油污严重，而且按键处存在的间隙将给用户清理面板带来一定的不便。虽然采用触摸式按键方式进行油烟机控制，避免了按键的突起与间隙带来的不便，但是此方式需要用户的手较为干净，然而在厨房做饭时，用户的手沾满油、水，另外手上也许同时拿着其他食材，如此用户要么洗手并妥善放置食材后控制油烟机，要么用脏手控制油烟机，而后再做清理工作，因此两者均将给用户带来不便。
[0004]为克服接触式油烟机控制技术的缺点，目前油烟机行业相继推出了语音控制等非接触式油烟机控制技术与设备，但在噪声较大的厨房环境下，语音识别率将下降，此时语音控制将降低油烟机控制效率。CN 103617722 A公开了“一种基于红外技术的非接触式的抽油烟机控制系统”，其采用了手势控制模块实现对抽油烟机的控制，其中手势控制模块包括红外发射器、红外接收器及微控制器，其存在如下问题:1、要求红外发射器和红外接收器能够与油烟机一体化安装，因此，油烟对信号采集精确度产生较大影响；2、只能识别有限的手势动作；3、不规则手势及手势与油烟机之间的距离将大大限制此类技术的实际应用。鉴于用户高便捷性的油烟机控制需求，目前迫切需要一种新型的油烟机控制系统。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是为了提供一种解决上述问题的使用便捷的基于手势识别的油烟机控制系统，使用户可远程控制油烟机，同时保证油烟机面板整齐光滑好打理。
[0006]本发明的技术方案是:
[0007]—种基于手势识别的油烟机控制系统，包括中央控制系统、手势采集与识别系统、控制结果指示模块和电机驱动模块，所述手势采集与识别系统与中央控制系统的信号输入端连接，所述电机驱动模块和控制结果指示模块分别与中央控制系统的信号输出端连接，其特征在于:所述手势采集与识别系统由微处理器、分别与微处理器相连的基于计算机视觉技术的手势传感器及无线信号发送模块组成，所述手势传感器用于采集油烟机用户手势，并将手势信号传输给微处理器，所述微处理器接收手势传感器发送的手势信号后进行识别并将识别出的手势信号转化为相应的控制指令，所述无线信号发送模块用于将微处理器发送的控制指令无线发送于中央控制系统；所述中央控制系统由微控制器和与其相连接的无线信号接收模块组成，所述无线信号接收模块用于接收手势采集与识别系统无线发送的控制指令，所述微控制器获取无线信号接收模块接收的控制指令后，将其转化为控制信号发送给电机驱动模块控制油烟机电机转动；所述控制结果指示模块用于指示用户手势是否正确，并指示油烟机电机是否成功地响应用户手势。
[0008]上述的基于手势识别的油烟机控制系统，所述中央控制系统的信号输出端另连接有照明单元，所述照明单元用于响应中央控制系统发送的控制指令控制油烟机照明。
[0009]上述的基于手势识别的油烟机控制系统，所述手势传感器采用Kinect手势敏感器、Sensortek手势感应传感器或带有手势识别功能的光线距离传感器APDS-9960。
[0010]上述的基于手势识别的油烟机控制系统，所述微处理器采用基于S3C2410的ARM嵌入式系统。
[0011]上述的基于手势识别的油烟机控制系统，所述微控制器采用基于S3C2410的ARM嵌入式系统。
[0012]上述的基于手势识别的油烟机控制系统，所述无线信号发送模块采用XBEE无线发送模块，所述无线信号接收模块采用XBEE无线接收模块。
[0013]上述的基于手势识别的油烟机控制系统，所述手势采集与识别系统的微处理器设有初始化人机界面，所述初始化人机界面上设有油烟机开机、关机、开灯、关灯、风速增大与风速减小手势自定义设置菜单，点击手势自定义设置菜单，用户站在手势传感器前依次完成对应油烟机开机、关机、开灯、关灯、风速增大与风速减小命令的自设手势，所述微处理器自动保存用户所定义的手势并结束用户自定义操作过程。
[0014]上述的基于手势识别的油烟机控制系统，所述控制结果指示模块包含红色LED灯与绿色LED灯，当手势采集与识别系统成功采集到正确的用户手势时，中央控制系统向连接控制结果指示模块的端口管脚写入高电平点亮绿色LED灯，指示用户手势正确且油烟机成功地响应用户控制手势；当手势采集与识别系统未成功采集到正确的用户手势时，中央控制系统向连接控制结果指示模块的端口管脚写入低电平点亮红色LED灯，指示用户手势不正确且油烟机控制失败，提示用户重新手势操作。
[0015]本发明的有益效果是:
[0016]1、本申请基于手势识别设计而成，与采用诸如按键等接触式油烟机控制系统相比，保证了油烟机面板不再有按键、按钮与触摸屏等，实现了远程便捷控制，使油烟机面板整齐光滑好打理，与采用语音控制的油烟机相比，本发明能够保证油烟机在厨房强噪声环境下正常可靠工作；
[0017]2、与现有采用红外技术的油烟机红外手势控制系统相比，本申请采用基于计算机视觉技术的手势传感器，可识别各种手势，并且各手势动作可根据用户自行定义油烟机控制操作，用户通过手势可控制油烟机开关机、控制其风速等操作，而无需用户触摸油烟机面板，为用户提供更好、更便捷的油烟机操作体验，而基于红外技术的手势传感器只能识别有限的手势动作；
[0018]3、通过无线技术发送手势控制指令，从而保证手势传感器能够与油烟机分离安装，从而规避了油烟等对手势传感器信号采集精确度的影响，放宽了手势与油烟机之间的距离最小限制要求，保证油烟机适应厨房长期油烟污染环境。
【附图说明】
[0019]图1是本发明的结构框图；
[0020]图2是本发明的手势采集与识别系统的结构框图；
[0021]图3是本发明的用户控制油烟机工作的手势图一；
[0022]图4是本发明的用户控制油烟机工作的手势图二 ；
[0023]图5是本发明的用户控制油烟机工作的手势图三；
[0024]图6是本发明的用户控制油烟机工作的手势图四；
[0025]图7是本发明的用户控制油烟机工作的手势图五；
[0026]图8是本发明的中央控制系统的结构框图；
[0027]图9是本发明的手势采集与识别系统的微处理器初始化人机界面示意图。
【具体实施方式】
[0028]如图1所示，该基于手势识别的油烟机控制系统，由中央控制系统3、手势采集与识别系统1、控制结果指示模块5、电机驱动模块2和照明单元4组成，所述手势采集与识别系统1与中央控制系统3的信号输入端连接，所述电机驱动模块2、控制结果指示模块5、照明单元4分别与中央控制系统3的信号输出端连接。
[0029]其中:所述手势采集与识别系统1由微处理器101、分别与微处理器101相连的基于计算机视觉技术的手势传感器102及无线信号发送模块103组成，所述手势传感器102用于采集油烟机用户手势，并将手势信号传输给微处理器101，所述微处理器101用于接收手势传感器102发送的手势信号，根据算法进行识别并将识别出的手势信号转化为控制指令，所述无线信号发送模块103用于将微处理器101发送的控制指令无线发送于中央控制系统3。所述中央控制系统3由微控制器301和与其相连接的无线信号接收模块302组成，所述无线信号接收模块302用于接收手势采集与识别系统1无线发送的控制指令，所述微控制器301用于获取无线信号接收模块103接收的控制指令，并根据相应的算法转化为控制信号发送给电机驱动模块2控制油烟机电机转动。所述控制结果指示模块5用于指示用户手势是否正确，并指示油烟机电机是否成功地响应用户控制手势。所述照明单元4用于响应中央控制系统3发送的控制指令控制油烟机照明。
[0030]本实施例中，所述手势传感器102采用微软公司的Kinect手势敏感器进行用户手势采集，出于避免油烟对Kinect手势敏感器的污染，Kinect手势敏感器与油烟机本体分离安装于与油烟机相对的墙壁顶端，确保使用油烟机时用户在Kinect手势敏感器的2-4米视场工作范围内。也可采用Sensortek手势感应传感器或Avago公司带有手势识别功能的光线距离传感