一种手势识别装置的制作方法

本实用新型涉及手势识别装置。

背景技术：

现有的家电设备控制方式可以大致分为设备自身开关控制、遥控器控制、移动终端控制、语音控制等，而科技的不断进步和人们生活质量的提高，设备控制的便捷性和通用性更加得到人们的关注。人的肢体动作是最直观、最自然、最灵活的交互方式，通过手部的动作直接与设备进行交互，免除了终端设备的使用，真正解放了人的双手，使得在控制家电设备时实现更自然的交互模式。

目前，手势识别主要分为两大形式，第一种是基于图像实现手势动作的识别，由于人的手部姿态较为复杂，肢体动作具有多样性和差异性，通过摄像设备对手势动作进行捕获只能够局限在特定的范围内，受环境、光线、颜色等影响较大，对设备的使用具有严格的要求；第二种是基于微惯性传感器实现手势的识别，通过获取手部的姿态信号，与手势库进行匹配，即可确定该手势动作对应的信息，能够在较大的范围内使用。

随着微机电系统和计算机技术的不断发展，推动了可穿戴设备的研发，微型化、低功耗的MEMS惯性传感器能够嵌入到各类设备中，为手势识别提供了实现的环境。本文采用整合了三轴加速度、三轴角速度、三轴姿态角的MPU9250模块搭配低功耗wifi模块对人的手部动作信号进行采集并进行相应的运算处理，然后通过wifi模块把信号发送至微处理器进行模数转换，完成手势比对并发送对应的命令给家电设备实现手势的控制；而目前这种装置仍需要手动开启，同时由于安装空间和体积的限制，容易出现开启不便的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型目的是提供一种自动开启或关闭的一种手势识别装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：

一种手势识别装置，包括手势识别器，包括有第一开关单元、热释电传感器以及温感电路；

所述第一开关单元设置于所述手势识别器和电源之间；

所述热释电传感器用于检测附近生物热源，当附近有生物热源时，输出第一信号；

所述温感电路，

包括温度传感器，用于感应温度，并输出采样电压；

基准模块，用于提供一基准电压；

比较模块，耦接于基准模块和温度传感器，当采样电压大于基准电压时，输出第二信号；

所述第一开关单元同时接收所述第一信号和所述第二信号时闭合。

进一步地，所述第一开关单元包括逻辑电路、控制电路和第一开关；

所述逻辑电路包括一与门，所述与门的两个输入端分别耦接于所述热释电传感器和所述温感电路的输出端；

所述控制电路包括第一继电器线圈，所述第一继电器线圈受控于所述与门得电并控制所述第一开关闭合；

所述第一开关耦接于所述手势识别器和所述电源之间。

进一步地，所述第一开关并联设置有第二按钮开关。

进一步地，所述温度传感器设置为空气温度传感器。

进一步地，所述基准模块包括串联设置的第一电阻、第二电阻和第三电阻，所述第一电阻和第二电阻耦接的节点提供所述基准电压。

进一步地，所述第三电阻设置为可调电阻。

进一步地，所述热释电传感器设置有光学滤镜。

本实用新型技术效果主要体现在以下方面：

通过这样设置，正常情况下，手势识别器失电，不会浪费电量，处于待机状态，而低功耗的热释电传感器以及温度传感器工作，当人体接近时，两个传感器同时有响应，则判断进入目标区域，手势识别器工作，较为简单合理，节约电量。

附图说明

图1：本实用新型结构示意图；

图2：本实用新型温感电路电路图；

图3：本实用新型热释电感应电路电路图。

附图标记：100、手势识别装置；200、第一开关单元；201、第一开关；202、逻辑电路；203、控制电路；204、第二按钮开关；300、热释电传感器；301、光学滤镜；311、热释电红外传感器；312、驱动单元；400、温感电路；401、温度传感器；411、基准模块；412、比较模块。

具体实施方式

以下结合附图，对本实用新型的具体实施方式作进一步详述，以使本实用新型技术方案更易于理解和掌握。

参照图1所示，一种手势识别装置100，包括手势识别器，包括有第一开关201单元200、热释电传感器300以及温感电路；所述第一开关201单元200设置于所述手势识别器和电源之间；所述热释电传感器300用于检测附近生物热源，当附近有生物热源时，输出第一信号；所述温感电路包括温度传感器401，用于感应温度，并输出采样电压；基准模块411，用于提供一基准电压；比较模块412，耦接于基准模块411和温度传感器401，当采样电压大于基准电压时，输出第二信号；所述第一开关201单元200同时接收所述第一信号和所述第二信号时闭合。所述第一开关201单元200包括逻辑电路202、控制电路203和第一开关201；所述逻辑电路202包括一与门，所述与门的两个输入端分别耦接于所述热释电传感器300和所述温感电路的输出端；所述控制电路203包括第一继电器线圈，所述第一继电器线圈受控于所述与门得电并控制所述第一开关201闭合；所述第一开关201耦接于所述手势识别器和所述电源之间。所述第一开关201并联设置有第二按钮开关，当无需远程感应时，可以通过手动控制，感应实现控制。所述温度传感器401设置为空气温度传感器401。

热释电传感器300，热释电传感器300包括热释电红外传感器311和驱动单元312，热释电红外传感器用于检测附近生物热源，当热释电红外传感器检测到生物热源时，驱动单元312输出第一触发信号控制被控开关闭合。热释电红外传感器包括壳体、光学滤镜301、场效应管Q1和热释电元件，壳体上设有通孔，光学滤镜301卡接于通孔中，场效应管Q1和热释电元件位于热释电红外传感器的壳体内部，热释电元件接于场效应管Q1的栅极和地端之间，场效应管Q1漏极接于驱动单元312。结型场效应管Q1漏极与地端设有滤波电容C1。场效应管Q1栅极与地端设有偏置电阻R1。并通过光学滤镜301感应外部热辐射。光学滤镜301的主要作用是只允许波长在10μm左右的红外线(人体发出的红外线波长)通过，而将灯光、太阳光及其他辐射滤掉，以抑制外界的干扰。红外感应源通常由两个串联或者并联的热释电元件(PZT1和PZT2)组成，这两个热释电元件(PZT1和PZT2)的电极相反，环境背景辐射对两个热释电元件(PZT1和PZT2)几乎具有相同的作用，使其产生的热释电效应相互抵消，输出信号接近为零。一旦有人侵入探测区域内，人体红外辐射通过部分镜面聚焦，并被热释电元件接收，由于角度不同，两片热释电元件接收到的热量不同，热释电能量也不同，不能完全抵消，经处理电路处理后输出控制信号。热释电效应同压电效应类似，是指由于温度的变化而引起晶体表面电荷的现象。热释电红外传感器由陶瓷氧化物或压电晶体元件组成，在元件两个表面做成电极，在传感器监测范围内温度有△T的变化时，热释电效应会在两个电极上产生电荷△Q，即在两电极之间产生一微弱的电压△V。由于它的输出阻抗极高，在传感器中有一个场效应管Q1进行阻抗变换。热释电效应所产生的电荷△Q会被空气中的离子所结合而消失，即当环境温度稳定不变时，△T＝O，传感器无输出。人体或者体积较大的动物都有恒定的体温，一般在37度，所以会发出特定波长10μm左右的红外线，当人体进入检测区，因人体温度与环境温度有差别，人体发射的10μm左右的红外线通过菲涅耳透镜滤光片增强后聚集到红外感应源(热释电元件)上，红外感应源在接收到人体红外辐射时就会失去电荷平衡，向外释放电荷，进而产生△T并将△T向外围电路输出，就可以以“0”和“1”的逻辑输出至驱动单元312。释电红外传感器通过目标与背景的温差来探测目标，其工作原理是利用热释电效应，即在钛酸钡一类晶体的上、下表面设置电极，在上表面覆以黑色膜，若有红外线间歇地照射，其表面温度上升△T，其晶体内部的原子排列将产生变化，引起自发极化电荷，在上下电极之间产生电压△U；其主要工作参数有工作电压(常用的热释电红外传感器112工作电压范围为3～15V)、工作波长(通常为7.5～14μm)、源极电压(通常为0.4～1.1V，R＝47kΩ)、输出信号电压(通常大于2.0V)两个热释电元件(PZT1和PZT2)串联设置，等常用的热释电红外线光敏元件的材料有陶瓷氧化物和压电晶体，如钛酸钡、钽酸锂、硫酸三甘肽及钛铅酸铅等。

还包括温感电路400，温感电路400包括一温度传感器401、温度比较模块420，温度传感器401用于检测汽车应急电源温度并输出一温度采样电压，温度比较模块420配置有一基准电压，当驱动电压大于基准电压时，温感电路400模块输出第二触发信号控制被控开关闭合。温度传感器401的安装方向与LED灯230的安装方向相背，以免LED灯230开启瞬间改变温度传感器401的采样电压，使得手势识别器100重新关闭，产生反复动作的情况影响使用寿命。被控开关设置有复位单元，当被控开关未接受到第一触发信号或第二触发信号时，复位单元带动被控开关动作以使被控开关断开。复位单元可以设置为弹性件，保证被控开关设置为常开触点。而弹性力小于继电器线圈K1的吸合力，保证在吸合力消失时，被控开关才会被断开，所以也不会出现误开启的情况，因为必须满足开关按钮被按下的同时，温度较低或人在附近，在会开启手势识别器100，这样设置，较为合理，且温度检测和热释电传感器311的工作都受控于开关按钮，也就是说，在开关按钮断开时，被控开关是不会闭合的，进一步降低了检测耗电成本。温度比较模块420包括基准单元、比较器，基准单元用于形成基准电压，包括依次串联设置的第一电阻R11、第二电阻R12和第三可调电阻R13，第一电阻和第二电阻耦接的节点提供基准电压，同样较为简单合理，比较器耦接基准单元和温度传感器401。

当然，以上只是本实用新型的典型实例，除此之外，本实用新型还可以有其它多种具体实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求保护的范围之内。