器APDS-9960。参见图2，所述微处理器101采用SAMSUNG公司的基于S3C2410的ARM嵌入式系统，所述无线信号发送模块103采用XBEE无线发送模块，Kinect手势敏感器与微处理器101通过USB端口连接，XBEE无线发送模块103与微处理器101通过UART串口连接。参见图8，所述微控制器301也采用SAMSUNG公司的基于S3C2410的ARM嵌入式系统，所述无线信号接收模块102采用XBEE无线接收模块，XBEE无线接收模块与微控制器301通过UART串口连接，照明单元4、控制结果指示模块5分别与微控制器301的GP1F、GP1 G端口相连，电机驱动模块2与微控制器301的DAC端口相连。XBEE无线接收模块接收来自于手势采集与识别系统1无线发出的控制指令，并将此控制指令发送给中央控制系统3中的基于S3C2410的ARM嵌入式系统，此ARM嵌入式系统根据控制指令类别分别通过向GP1 F与GP1 G端口写入高电平控制照明单元4与控制结果指示模块5，若接收到风速加速/减速等控制指令，则此时中央控制系统3中的ARM嵌入式系统将根据相应控制算法通过DAC端口向电机驱动模块2发送参数模拟信号，驱动电机控制风速大小等。
[0031]参见图9，所述手势采集与识别系统1的微处理器101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。油烟机安装结束后进入基于S3C2410的ARM嵌入式系统的油烟机手势采集与识别系统初始化人机界面，并进入手势自定义设置。点击手势自定义设置菜单，用户站在手势传感器102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。请参见如下自定义流程:单击“开机”设置菜单，用户站在Kinect手势敏感器前完成如图3所示的“上举”手势；单击“关机”设置菜单，用户站在Kinect手势敏感器前完成如图4所示的“平放”手势；单击“开灯”设置菜单，用户站在Kinect手势敏感器前完成如图5或图6所示的“由平放转化为向上直放”手势，以及单击“关灯”设置菜单，用户站在Kinect手势敏感器前完成“由平放转化为向下直放”手势；单击“风速增大”设置菜单，用户站在Kinect手势敏感器前完成如图7所示的“略微抬起并顺旋转”手势；以及单击“风速减小”设置菜单，用户站在Kinect手势敏感器前完成“略微抬起并逆旋转”手势。当用户完成上述所有手势定义后，该油烟机手势采集与识别系统1将自动保存用户所定义的手势，结束手势用户自定义操作。
[0032]所述手势采集与识别系统1具体的工作流程为:当Kinect手势敏感器采集到如图3所示的用户两手“上举”手势时，ARM嵌入式系统则根据算法识别出此手势表示用户需要打开油烟机，从而转化为开机控制指令，并把指令通过XBEE无线发送模块无线发送；当Kinect手势敏感器采集到如图4所示的用户两手做“平放”手势时，ARM嵌入式系统则根据算法识别出此手势表示用户需要关闭油烟机，从而转化为关机控制指令，并把指令通过XBEE无线发送模块无线发送；当Kinect手势敏感器采集到如图5所示的用户左手做“由平放转化为向上/向下直放”手势时，ARM嵌入式系统则根据算法识别出此手势表示用户需要打开/关闭油烟机左照明灯，从而转化为开/关左照明灯控制指令，并把指令通过XBEE无线发送模块无线发送；当Kinect手势敏感器采集到如图6所示的用户右手做“由平放转化为向上/向下直放”手势时，ARM嵌入式系统则根据算法识别出此手势表示用户需要打开/关闭油烟机右照明灯，从而转化为开/关右照明灯控制指令，并把指令通过XBEE无线发送模块无线发送；当Kinect手势敏感器采集到如图7所示的用户右手做“略微抬起并顺/逆时针旋转”手势时，ARM嵌入式系统则根据算法识别出此手势表示用户需要加速/减速油烟机风速，从而转化为风速加速/减速控制指令，并把指令通过XBEE无线发送模块无线发送。当Kinect手势敏感器无手势输入时，ARM嵌入式系统工作于待机的低功耗模式，保证油烟机待机功耗小。
[0033]所述控制结果指示模块5包含红色LED灯与绿色LED灯，当手势采集与识别系统1成功采集到正确的用户手势时，中央控制系统3向连接控制结果指示模块5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1未成功采集到正确的用户手势时，中央控制系统3向连接控制结果指示模块5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。
[0034]综上可见，本发明可保证用户通过手势控制油烟机开关机、照明以及油烟机风速，无需用户用手指去碰触烟机按键或触摸屏，大大提高了油烟机使用的便捷性，保证了油烟机面板不再有按键、按钮或触摸屏，整齐光滑好打理。
【主权项】
1.一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。2.根据权利要求1所述的基于手势识别的油烟机控制系统，其特征在于: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。3.根据权利要求1所述的基于手势识别的油烟机控制系统，其特征在于: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。4.根据权利要求1所述的基于手势识别的油烟机控制系统，其特征在于:所述微处理器采用基于S3C2410的ARM嵌入式系统。5.根据权利要求1所述的基于手势识别的油烟机控制系统，其特征在于:所述微控制器采用基于S3C2410的ARM嵌入式系统。6.根据权利要求1所述的基于手势识别的油烟机控制系统，其特征在于: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。7.根据权利要求1所述的基于手势识别的油烟机控制系统，其特征在于: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。8.根据权利要求1所述的基于手势识别的油烟机控制系统，其特征在于: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。
【专利摘要】本发明涉及一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，其特征在于：手势采集与识别系统由微处理器、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，手势传感器将手势信号传输给微处理器，微处理器将识别出的手势信号转化为相应的控制指令，无线信号发送模块将微处理器发送的控制指令无线发送于中央控制系统；中央控制系统由微控制器和无线信号接收模块组成，无线信号接收模块接收手势采集与识别系统发送的控制指令，微控制器将控制指令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。其使用便捷，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。
【IPC分类】G08C17/02, G05B19/042
【公开号】CN105373037
【申请号】CN201510727570
【发明人】肖冰, 张志强, 霍星, 张爱华, 费英
【申请人】渤海大学
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2015年11月2日