人机界面的控制装置、方法及电气设备的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种人机界面的控制装置、方法及电气设备，控制装置包括：至少一摄像头、距离传感器、亮度检测模块、人脸识别模块、至少一LED和主控制器；主控制器用于：在距离传感器检测到的距离大于一距离阈值时制所述人机界面进入屏保模式，在距离传感器检测到的距离不大于所述距离阈值时控制所述人机界面退出屏保模式并调用亮度检测模块，以及在亮度检测模块检测到的亮度大于亮度阈值时调用所述人脸识别模块，在亮度检测模块检测到的亮度不大于亮度阈值时导通该些LED并调用人脸识别模块。本发明弥补了现有的人机界面只有与操作者产生物理接触时才能退出屏保模式且安全性不高的不足，能够自动唤醒人机界面，提高人机界面的操作的安全性。
【专利说明】人机界面的控制装置、方法及电气设备
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种人机界面的控制方法、装置及电气设备，尤其涉及一种工业领域的人机界面的控制方法、装置及电气设备。
【背景技术】
[0002]在工业领域中，各种设备往往都包括人机界面，操作者通过人机界面输入指令、操作等以实现对设备的控制，也就是说，人机界面作为操作者与设备之间进行信息传递的接口，对设备的控制起到了重要的作用。
[0003]现有的人机界面通常采用手动控制的方式，若人机界面在一时间段内都没有被操作，人机界面往往会进入屏保模式，在操作者与人机界面产生物理接触(如按压人机界面的键盘或者触摸人机界面的触摸屏等)时人机界面再退出屏保模式，等待操作者的操作。
[0004]现有的人机界面还利用设置密码等手段防止没有操作权限的操作者操作人机界面，进而控制相应设备。这种方式导致人机界面的安全性较低，使得设备具有被误操作的风险。尤其是对于存在一定危险性的电气设备，其人机界面的操作安全性显得更为重要。
【发明内容】
[0005]本发明解决的技术问题是现有技术中的人机界面只有与操作者产生物理接触时才能退出屏保模式且安全性较低的缺陷，提供一种能够自动唤醒人机界面且保证操作者具有操作权限的人机界面的控制装置、方法及电气设备。
[0006]本发明是通过下述技术方案解决上述技术问题的:
[0007]本发明提供的一种人机界面的控制装置，其特点是，包括:至少一摄像头、一距离传感器、一亮度检测模块、一人脸识别模块、至少一 LED (发光二极管)和一主控制器；
[0008]该些摄像头用于采集所述人机界面的前方的图像信息；
[0009]所述距离传感器用于检测所述人机界面的前方的物体与所述人机界面之间的距离；
[0010]所述亮度检测模块用于检测该些摄像头的所处环境的亮度是否大于一亮度阈值；
[0011]所述人脸识别模块用于通过该些摄像头采集的图像信息识别所述人机界面的前方的物体的身份；
[0012]所述主控制器用于:在所述距离传感器检测到的距离大于一距离阈值时制所述人机界面进入屏保模式，在所述距离传感器检测到的距离不大于所述距离阈值时控制所述人机界面退出屏保模式并调用所述亮度检测模块；以及在所述亮度检测模块检测到的亮度大于所述亮度阈值时调用所述人脸识别模块，在所述亮度检测模块检测到的亮度不大于所述亮度阈值时导通该些LED并调用所述人脸识别模块。
[0013]在本技术方案中，操作者无需与所述人机界面进行物理接触就能自动控制所述人机界面是否进入屏保模式，减少了操作者对人机界面的操作步骤，进而缩短了操作时间。同时，所述控制装置利用人脸识别技术提高了操作的安全性，该些LED还能起到补充光源、增加人脸识别的清晰度和准确性的作用。
[0014]较佳的，所述距离传感器通过获取发射和接收光脉冲的时间差计算所述人机界面的前方的物体与所述人机界面之间的距离。所述距离传感器具有检测准确的优点，进而有利于所述主控制器准确地控制人机界面是否进入屏保模式。
[0015]较佳的，所述亮度检测模块通过一光强检测器或从该些摄像头中选取一个摄像头实现；
[0016]所述光强检测器用于检测该些摄像头的所处环境的光强，当检测到的光强大于一光强阈值时判定所处环境的亮度大于所述亮度阈值，当检测到的光强不大于所述光强阈值时判定所处环境的亮度不大于所述亮度阈值；
[0017]被选取的摄像头用于采集一张所述人机界面的前方的图像信息并解析该图像信息的亮度值，当解析出的亮度值大于一亮度值阈值时判定所处环境的亮度大于所述亮度阈值，当解析出的亮度值不大于所述亮度值阈值时判定所处环境的亮度不大于所述亮度阈值。
[0018]通过光强检测器实现所述亮度检测模块具有检测准确的优点，通过摄像头实现所述亮度检测模块具有成本低的优点。
[0019]较佳的，所述人脸识别模块用于将该些摄像头中一个摄像头采集的图像信息生成相应的面纹，并将生成的面纹与一头像库中存储的面纹做匹配，获取所述头像库中与生成的面纹相匹配的面纹所具有的操作权限，将所述人机界面的操作权限设定为获取到的操作权限；
[0020]或者，所述人脸识别模块用于将该些摄像头采集的图像信息分别生成相应的面纹，并从生成的面纹中提取面纹特征组合成一新的面纹，将新的面纹与一头像库中存储的面纹做匹配，获取所述头像库中与新的面纹相匹配的面纹所具有的操作权限，将所述人机界面的操作权限设定为获取到的操作权限；
[0021]所述主控制器还用于在所述人脸识别模块识别出身份后记录所述人机界面的操作过程。
[0022]本技术方案中，所述人脸识别模块通过多张图像信息组合成一张面纹，能够全面的采集人机界面的前方的物体的特征，保证身份识别的准确性。
[0023]较佳的，该些摄像头的数量与该些LED的数量相同，每个摄像头分别与一个所述LED相邻设置并且分散设置于所述人机界面的周围。
[0024]本技术方案的LED能够高效率地为摄像头补充光源，有利于图像信息的采集。
[0025]本发明提供的一种电气设备，其特点是，包括上述各优选条件任意组合的控制装置及上述人机界面。
[0026]本发明提供的一种人机界面的控制方法，其特点是，利用如上述控制装置实现，包括以下步骤:
[0027]S1、检测所述人机界面的前方的物体与所述人机界面之间的距离，在检测到的距离大于所述距离阈值时制所述人机界面进入屏保模式，在所述距离传感器检测到的距离不大于所述距离阈值时控制所述人机界面退出屏保模式并执行S2 ；
[0028]S2、检测该些摄像头的所处环境的亮度是否大于所述亮度阈值，在所述亮度检测模块检测到的亮度大于所述亮度阈值时执Rs3，在所述亮度检测模块检测到的亮度不大于所述亮度阈值时导通该些LED并执行S3 ；
[0029]S3、通过该些摄像头采集所述人机界面的前方的图像信息识别所述人机界面的前方的物体的身份。
[0030]较佳的，S1还包括通过获取发射和接收光脉冲的时间差计算所述人机界面的前方的物体与所述人机界面之间的距离。
[0031 ] 较佳的，S2还包括S21或S22:
[0032]S21、检测该些摄像头的所处环境的光强，当检测到的光强大于所述光强阈值时判定所处环境的亮度大于所述亮度阈值，当检测到的光强不大于所述光强阈值时判定所处环境的亮度不大于所述亮度阈值；
[0033]S22、从该些摄像头中选取一个摄像头采集一张所述人机界面的前方的图像信息并解析该图像信息的亮度值，当解析出的亮度值大于亮度值阈值时判定所处环境的亮度大于所述亮度阈值，当解析出的亮度值不大于所述亮度值阈值时判定所处环境的亮度不大于所述亮度阈值。
[0034]较佳的，S3包括:S31或S32 ；
[0035]S31、将该些摄像头中一个摄像头采集的图像信息生成相应的面纹，并将生成的面纹与一头像库中存储的面纹做匹配，获取所述头像库中与生成的面纹相匹配的面纹所具有的操作权限，将所述人机界面的操作权限设定为获取到的操作权限；
[0036]S32、将该些摄像头采集的图像信息分别生成相应的面纹，从生成的面纹中提取面纹特征组合成一新的面纹，将新的面纹与一头像库中存储的面纹做匹配，获取所述头像库中与新的面纹相匹配的面纹所具有的操作权限，将所述人机界面的操作权限设定为获取到的操作权限；
[0037]所述控制方法还包括在S3之后执行S4:记录所述人机界面的操作过程。
[0038]在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
[0039]本发明的积极进步效果在于:本发明的人机界面的控制方法、装置及电气设备能够自动唤醒人机界面，减少了操作者对人机界面的操作步骤，进而缩短了操作时间。同时，还提高了人机界面的操作的安全性，保证操作者具有控制人机界面的操作权限。另外，该些LED还能起到补充光源、增加人脸识别的清晰度和准确性的作用。
【专利附图】
【附图说明】
[0040]图1为本发明的实施例1的人机界面的控制装置的示意图。
[0041]图2为本发明的实施例1的人机界面的控制装置的部分安装示意图。
[0042]图3为本发明的实施例1的人机界面的控制方法的流程图。
[0043]图4为本发明的实施例2的人机界面的控制装置的部分安装示意图。
[0044]图5为本发明的实施例2的人机界面的控制方法的流程图。
【具体实施方式】
[0045]下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
[0046]实施例1
[0047]一种人机界面O的控制装置，参见图1，包括:一摄像头101、一距离传感器102、一亮度检测模块103、一人脸识别模块104、两个LED105和一主控制器106。如图2所示，所述摄像头101设置于所述人机界面O的上方，两个LED105分别设置于所述摄像头101的两侦U。另外，所述距离传感器102与所述人机界面O设置在同一平面上。
[0048]所述摄像头101用于采集所述人机界面O的前方的图像信息。
[0049]所述距离传感器102采用“飞行时间法”测量所述人机界面与前方的物体之间的距离，具体是，通过获取发射和接收光脉冲的时间差计算所述人机界面O的前方的物体与所述人机界面O之间的距离。
[0050]所述亮度检测模块103用于检测所述摄像头101的所处环境的亮度是否大于一亮度阈值。具体的，所述亮度检测模块103通过一光强检测器实现:
[0051]所述光强检测器用于检测所述摄像头101的所处环境的光强，当检测到的光强大于一光强阈值时判定所处环境的亮度大于所述亮度阈值，当检测到的光强不大于所述光强阈值时判定所处环境的亮度不大于所述亮度阈值。
[0052]所述人脸识别模块104用于将所述摄像头101采集的图像信息生成相应的面纹，将生成的面纹与一头像库中存储的面纹做匹配，获取所述头像库中与生成的面纹相匹配的面纹所具有的操作权限，将所述人机界面O的操作权限设定为获取到的操作权限。
[0053]所述主控制器106用于:在所述距离传感器102计算出的距离大于一距离阈值时制所述人机界面O进入屏保模式，在所述距离传感器102计算出的距离不大于所述距离阈值时控制所述人机界面O退出屏保模式并调用所述亮度检测模块103 ;以及在所述亮度检测模块103检测到的亮度大于所述亮度阈值时调用所述人脸识别模块104，在所述亮度检测模块103检测到的亮度不大于所述亮度阈值时导通该些LED105并调用所述人脸识别模块104 ;以及在所述人脸识别模块104识别出身份后记录所述人机界面O的操作过程。
[0054]本实施例的电气设备包括所述控制装置及所述人机界面0，所述人机界面O为所述电气设备的操作屏幕。
[0055]本实施例的人机界面O的控制方法，利用所述控制装置实现，参见图3，包括以下步骤:
[0056]步骤201、通过获取发射和接收光脉冲的时间差计算所述人机界面O的前方的物体与所述人机界面O之间的距离，并判断计算出的距离是否大于所述距离阈值，若是，执行步骤202，若否，执行步骤203。
[0057]步骤202、控制所述人机界面O进入屏保模式并返回步骤201。
[0058]步骤203、控制所述人机界面O退出屏保模式并执行步骤204。
[0059]步骤204、检测所述摄像头101的所处环境的光强是否大于所述光强阈值，若是，执行步骤205，若否，执行步骤206。
[0060]步骤205、将所述摄像头101采集的图像信息生成相应的面纹，将生成的面纹与一头像库中存储的面纹做匹配，获取所述头像库中与生成的面纹相匹配的面纹所具有的操作权限，将所述人机界面O的操作权限设定为获取到的操作权限，然后执行步骤207。
[0061]步骤206、导通两个LED105，然后执行步骤205。
[0062]步骤207、记录所述人机界面O的操作过程。
[0063]所述控制方法能够在有物体进入所述人机界面O的前方的某一区域范围时控制人机界面O退出屏保模式，以及通过光强判断是否需要导通LED105用以为人机识别模块补充光源，还能够待物体操作完所述人机界面O并退出该区域范围后控制所述人机界面O重新进入屏保模式。
[0064]实施例2
[0065]本实施例的人机界面O的控制装置与实施例1的控制装置基本相同，不同之处在于:
[0066]参见图4，本实施例的控制装置包括的摄像头101的数量为8个，LED105的数量为8个。如图4所示，8个摄像头101均匀地分散设置于所述人机界面O的周围，其中，所述人机界面O的四个角分别设置一个摄像头101，所述人机界面O的侧边的中心还分别设置一个摄像头101，此外，每个摄像头101的旁边还分设置一个LED105。
[0067]本实施例的该些摄像头101分别用于采集所述人机界面O的前方的图像信息。由于该些摄像头101的安装位置不同，该些摄像头101可以从不同角度采集所述人机界面O的前方的图像，能够全面的获取所述人机界面O的前方的状态信息。
[0068]本实施例的亮度检测模块103通过从该些摄像头101中选取一个摄像头实现:如选取设置于所述人机界面O左上角的摄像头，被选取的摄像头用于采集一张所述人机界面O的前方的图像信息并解析该图像信息的亮度值，当解析出的亮度值大于一亮度值阈值时判定所处环境的亮度大于所述亮度阈值，当解析出的亮度值不大于所述亮度值阈值时判定所处环境的亮度不大于所述亮度阈值。
[0069]本实施例的人脸识别模块104用于将该些摄像头101采集的图像信息分别生成相应的面纹，并从生成的面纹中提取面纹特征组合成一新的面纹，将新的面纹与一头像库中存储的面纹做匹配，获取所述头像库中与新的面纹相匹配的面纹所具有的操作权限，将所述人机界面O的操作权限设定为获取到的操作权限。
[0070]本实施例的电气设备包括本实施例的控制装置及所述人机界面O。
[0071]本实施例的控制方法与实施例1的控制方法的区别在于，参见图5，本实施例的控制方法利用本实施例的控制装置实现，并且将步骤204替换为步骤401:
[0072]步骤401、选取设置于所述人机界面O左上角的摄像头采集一张所述人机界面O的前方的图像信息并解析该图像信息的亮度值，然后执行步骤402。
[0073]步骤402、判断解析出的亮度值是否大于所述亮度值阈值，若是，执行步骤403，若否，执行步骤407。
[0074]步骤403、将该些摄像头采集的图像信息分别生成相应的面纹，然后执行步骤404。
[0075]步骤404、从生成的面纹中提取面纹特征组合成一新的面纹，然后执行步骤405。
[0076]步骤405、将新的面纹与所述头像库中存储的面纹做匹配，获取所述头像库中与新的面纹相匹配的面纹所具有的操作权限，然后执行步骤406。
[0077]步骤406、将所述人机界面O的操作权限设定为获取到的操作权限，然后执行步骤207。
[0078]步骤407、导通8个LED，然后执行步骤401。
[0079]综上可得，实施例2的控制装置与实施例1的控制装置主要不同是:在检测所述摄像头的所处环境的光强时，实施例1是通过光强检测器实现的，而实施例2是通过摄像头实现的；在人脸识别模块识别所述人机界面O的前方的物体的身份时，实施例1是通过一个摄像头采集的图像识别的，实施例2是先将8个摄像头采集的图像组合成新的图像再识别的。
[0080]虽然以上描述了本发明的【具体实施方式】，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种人机界面的控制装置，其特征在于，包括:至少一摄像头、一距离传感器、一亮度检测模块、一人脸识别模块、至少一 LED和一主控制器； 该些摄像头用于采集所述人机界面的前方的图像信息； 所述距离传感器用于检测所述人机界面的前方的物体与所述人机界面之间的距离； 所述亮度检测模块用于检测该些摄像头的所处环境的亮度是否大于一亮度阈值； 所述人脸识别模块用于通过该些摄像头采集的图像信息识别所述人机界面的前方的物体的身份； 所述主控制器用于:在所述距离传感器检测到的距离大于一距离阈值时控制所述人机界面进入屏保模式，在所述距离传感器检测到的距离不大于所述距离阈值时控制所述人机界面退出屏保模式并调用所述亮度检测模块；以及在所述亮度检测模块检测到的亮度大于所述亮度阈值时调用所述人脸识别模块，在所述亮度检测模块检测到的亮度不大于所述亮度阈值时导通该些LED并调用所述人脸识别模块。
2.如权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述距离传感器通过获取发射和接收光脉冲的时间差计算所述人机界面的前方的物体与所述人机界面之间的距离。
3.如权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述亮度检测模块通过一光强检测器或从该些摄像头中选取一个摄像头实现； 所述光强检测器用于检测该些摄像头的所处环境的光强，当检测到的光强大于一光强阈值时判定所处环境的亮度大于所述亮度阈值，当检测到的光强不大于所述光强阈值时判定所处环境的亮度不大于所述亮度阈值； 被选取的摄像头用于采集一张所述人机界面的前方的图像信息并解析该图像信息的亮度值，当解析出的亮度值大于一亮度值阈值时判定所处环境的亮度大于所述亮度阈值，当解析出的亮度值不大于所述亮度值阈值时判定所处环境的亮度不大于所述亮度阈值。
4.如权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述人脸识别模块用于将该些摄像头中一个摄像头采集的图像信息生成相应的面纹，并将生成的面纹与一头像库中存储的面纹做匹配，获取所述头像库中与生成的面纹相匹配的面纹所具有的操作权限，将所述人机界面的操作权限设定为获取到的操作权限； 或者，所述人脸识别模块用于将该些摄像头采集的图像信息分别生成相应的面纹，并从生成的面纹中提取面纹特征组合成一新的面纹，将新的面纹与一头像库中存储的面纹做匹配，获取所述头像库中与新的面纹相匹配的面纹所具有的操作权限，将所述人机界面的操作权限设定为获取到的操作权限； 所述主控制器还用于在所述人脸识别模块识别出身份后记录所述人机界面的操作过程。
5.如权利要求1所述的控制装置，其特征在于，该些摄像头的数量与该些LED的数量相同，每个摄像头分别与一个所述LED相邻设置并且分散设置于所述人机界面的周围。
6.—种电气设备，其特征在于，包括如权利要求1-5中任意一项所述的控制装置及权利要求1中的人机界面。
7.—种人机界面的控制方法，其特征在于，利用如权利要求1所述的控制装置实现，包括以下步骤: S1、检测所述人机界面的前方的物体与所述人机界面之间的距离，在检测到的距离大于所述距离阈值时控制所述人机界面进入屏保模式，在所述距离传感器检测到的距离不大于所述距离阈值时控制所述人机界面退出屏保模式并执行S2 ； s2、检测该些摄像头的所处环境的亮度是否大于所述亮度阈值，在所述亮度检测模块检测到的亮度大于所述亮度阈值时执行s3，在所述亮度检测模块检测到的亮度不大于所述亮度阈值时导通该些LED并执行S3 ； S3、通过该些摄像头采集所述人机界面的前方的图像信息识别所述人机界面的前方的物体的身份。
8.如权利要求7所述的控制方法，其特征在于，&还包括通过获取发射和接收光脉冲的时间差计算所述人机界面的前方的物体与所述人机界面之间的距离。
9.如权利要求7所述的控制方法，其特征在于，S2还包括S21或S22: S21、检测该些摄像头的所处环境的光强，当检测到的光强大于所述光强阈值时判定所处环境的亮度大于所述亮度阈值，当检测到的光强不大于所述光强阈值时判定所处环境的亮度不大于所述亮度阈值； s22、从该些摄像头中选取一个摄像头采集一张所述人机界面的前方的图像信息并解析该图像信息的亮度值，当解析出的亮度值大于亮度值阈值时判定所处环境的亮度大于所述亮度阈值，当解析出的亮度值不大于所述亮度值阈值时判定所处环境的亮度不大于所述亮度阈值。
10.如权利要求7所述的控制方法，其特征在于，S3包括:S31或S32； . 531、将该些摄像头中一个摄像头采集的图像信息生成相应的面纹，并将生成的面纹与一头像库中存储的面纹做匹配，获取所述头像库中与生成的面纹相匹配的面纹所具有的操作权限，将所述人机界面的操作权限设定为获取到的操作权限；. 532、将该些摄像头采集的图像信息分别生成相应的面纹，从生成的面纹中提取面纹特征组合成一新的面纹，将新的面纹与一头像库中存储的面纹做匹配，获取所述头像库中与新的面纹相匹配的面纹所具有的操作权限，将所述人机界面的操作权限设定为获取到的操作权限； 所述控制方法还包括在s3之后执行s4:记录所述人机界面的操作过程。
【文档编号】G06F21/32GK104376244SQ201410549407
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年10月16日 优先权日:2014年10月16日
【发明者】汪鑫 申请人:上海嘉炽自动化系统工程有限公司