3d手势旋钮模块和智能控制终端的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及人机交互领域，尤其涉及一种3D手势旋钮模块和智能控制终端。
【背景技术】
[0002]传统旋钮是用手控转的手动元件。传统旋钮可根据功能要求分为定位旋转和连续多次旋转，旋转角度可达到360°。还可根据旋钮头的形状可分为圆形旋钮、多边旋钮、指针旋钮、手动转盘等。还可根据实现方式分为接触式旋钮、电位器旋钮和旋转编码器旋钮；其中，接触式旋钮是一个触头和多个触点，通过触头与触点的接触来判断旋转值；电位器旋钮设有三个引出端和阻值可按某种变化规律调节的电阻元件，通过判断元件的电阻值区别旋转值；旋转编码器用于配合PWM技术以实现快速测量旋转值。
[0003]传统旋钮从其结构来看，其必须配置一个旋钮头，从而破坏了结构的完整性与美观性，更加影响了整机的电气性能，在整机制造过程中需进行防潮防电防灰等设计；而且因其结构缺陷，在灰尘多、潮湿、油性大等环境都不适合长期使用。从功能上来看，传统旋钮存在精度低、易损坏、有噪音、功能单一等不足。
[0004]随着触控屏技术的不断推广，用户已经适应并逐渐熟悉了与机器的互动，当前人机互动技术已迈上更高的台阶，进入手势识别时代，而且手势识别技术长期一直以来采用2D手势识别技术，未能向3D手势识别发展，不能解决当前传统旋钮存在的不足。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的缺陷，提供一种3D手势旋钮模块和智能控制终端。
[0006]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种3D手势旋钮模块，包括电极传感单元与所述电极传感单元相连的处理器单元；
[0007]所述电极传感单元，包括电极发射端和与所述电极发射端配合以形成准静态电磁场的至少四个电极接收端；
[0008]所述处理器单元，用于采集用户手势在所述准静态电磁场中的电场失真变化信息，并根据所述电场失真变化信息确定所述用户手势对应旋钮功能。
[0009]优选地，所述处理器单元包括信息处理子单元和手势识别子单元(122)，所述信息处理子单元用于采集用户手势在所述准静态电磁场中的电场失真变化信息；所述手势识别子单元用于存储电场失真变化信息与旋钮功能对应关系的旋钮手势关系表，所述信息处理子单元还用于根据接收到的所述电场失真变化信息查询所述旋钮手势关系表以确定所述用户手势对应旋钮功能。
[0010]优选地，所述用户手势包括划动手势，所述划动手势包括在所述准静态电磁场中单方向划动的若干单向划动手势，每一单向划动手势对应一旋钮功能。
[0011 ] 优选地，所述用户手势包括画圈手势，所述画圈手势包括在所述准静态电磁场中沿顺时针或逆时针方向画圈的若干画圈手势，每一画圈手势的画圈方向和圈数的结合对应一旋钮功能。
[0012]优选地，所述用户手势包括触摸手势，所述触摸手势包括短触摸、长触摸、单击或双击中的任一种。
[0013]本发明还提供一种智能控制终端，包括壳体、设置在所述壳体内的主控模块、前述的3D手势旋钮模块，所述主控模块与所述3D手势旋钮模块电性连接。
[0014]优选地，所述3D手势旋钮模块与所述主控模块放置在同一平面。
[0015]优选地，所述壳体包括触控面板，所述3D手势旋钮模块集成到所述触控面板的ITO导电玻璃层中。
[0016]本发明与现有技术相比具有如下优点:实施本发明，通过采用3D手势旋钮模块，可保护外观的完整性，在灰尘多、潮湿、油性大环境下也能长期使用；而且可提高手势识别的分辨率，不易损坏，无噪音，功能更多样化。
【附图说明】
[0017]下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中:
[0018]图1是本发明一实施例中3D手势旋钮模块的原理框图。
[0019]图2a是模拟准静态电磁场的示意图。
[0020]图2b是模拟人体对进入准静态电磁场的示意图。
[0021]图3是本发明一实施例中3D手势旋钮模块的原理图。
[0022]图4是本发明一实施例中智能控制终端的原理框图。
[0023]图中:100、3D手势旋钮模块；110、电极传感单元；111、电极发射端；112、电极接收端；120、处理器单元；121、信息处理子单元；122、手势识别子单元；123、通信子单元；200、主控模块；300、壳体。
【具体实施方式】
[0024]为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的【具体实施方式】。
[0025]如图1所示，本实施例中的3D手势旋钮模块100包括电极传感单元110与电极传感单元I1相连的处理器单元120。
[0026]具体地，电极传感单元110包括电极发射端111和与电极发射端111配合以形成准静态电磁场的至少四个电极接收端112;四个电极接收端112可以设置在电极发射端111的四个角上。可以理解地，该3D手势旋钮模块100主要利用准静态电磁场(E-field)进行高级接近传感，可通过检测、跟踪和分类用户的手或手指在自由空间中的移动(即手势)来实现新用户界面应用。
[0027]具体地，准静态电磁场由电荷产生，分布在表面带电荷的三维空间。对电极发射端111施加直流电压(DC)会产生持续电场；施加交流电压(AC)时电荷会随着时间变化，从而产生准静态电磁场。图2a模拟准静态电磁场的示意图，图2b模拟人体对进入准静态电磁场的示意图。当电荷随着频率f按照正弦曲线变化时，产生的电磁波特性波长λ =c/f，其中c是波速一一真空中的光速。如图2a所示，在波长比电极几何大小大很多的情况下，磁分量实际为零，且不会传播电波；此时形成准静态电磁场，可用于感应如人体等导电物体。例如:当电极发射端111使用10kHz范围内的发送(Tx)频率，会反射出大约3km的波长；电极几何大小通常小于14 X 14cm，相比而言波长较大。如图2b所示，在人手或手指进入电场时，人体的接近会导致等电位线的压缩，使其电场会失真；由于人体本身的导电性，因此电场线会沿着手部分流到地面，使其三维电场减小，此时可通过电极接收端112将接收到的电极信号电平转为较低的可能值，以便于测量。本实施例中，使用最少4个电极接收器(Rx)检测不同位置的电场变化，以测量电场失真的根源，即偏离所接收到的电场失真变化信息；处理器单元120对该电场失真变化信息进行计算位置、跟踪移动和分类移动模式(即手势识别)处理。
[0028]如图3所示，电极传感单元110包括电极发射端eTx、电极接收端eRx、连接在电极发射端eTx和电极接收端eRx之间的电容CRxTx，其中，电极发射端eTx通过电容CTxG接地，电极接收端eRx分别通过电容CRx和可变电容CH接地；可以理解地，电极发射端eTx与交流电VTx相连，电极接收端eRx与处理器单元120相连，当交流电VTx给电极发射端eTx供电时，电极发射端eTx与电极接收端eRx之间形成准静态电磁场，人的手或手指靠近准静态电磁场并在准静态电磁场上运动时，产生电场失真变化信息并通过电极接收端eRx发送给处理器单元120。
[0029]处理器单元120，用于采集用户手势在准静态电磁场中的电场失真变化信息接收电场失真变化信息，并根据电场失真变化信息确定用户手势对应旋钮功能。具体地，所述处理器单元120包括信息处理子单元121和手势识别子单元122和通信子单元123。信息处理子单元121用于采集用户手势在准静态电磁场中的电场失真变化信息；手势识别子单元122用于存储电场失真变化信息与旋钮功能对应关系的旋钮手势关系表，信息处理子单元121还用于根据接收到的电场