使用手势识别进行照明控制的方法，手势识别装置，以及灯具与流程

1.本发明属于涉及照明控制领域，具体为一种应用于照明控制的手势识别装置。


背景技术：

2.人机交互技术的发展大大增强了应用系统的智能化设计，手势识别也逐渐成为人机交互的核心技术。随着人机界面技术和设计理念的进步，红外线接近感应器正逐渐成为非接触式手势识别用户界面的创新点。
3.业界通常做法是用两颗发光led实现两个方向的识别算法，这种布局要求手势的动作方向要尽量与led连线平行，这样才能保证两组相位的有效区分。但是由于实际应用中，很难要求用户必须按此规范操作，同时也极大影响使用感受。此外，当前的手势识别算法对误操作没有很好的辨别方法，识别准确率较低。


技术实现要素：

4.本发明的目的，就是解决现有技术中存在的问题，提出了一种新型的应用于照明控制的手势识别装置。
5.本发明的技术方案一：一种使用手势识别进行照明控制的方法，其使用接收设备接收红外发光led发出的红外信号，所述接收设备具有至少三个接收通道，方法包括：当检测到挥手动作后，将接收到的红外信号加入到接收信号队列中，并持续接收红外信号；如果接收设备的每个通道接收到的红外信号均存在连续m次上升沿相位、下降沿相位，则根据接收到的红外信号控制驱动电路进行调光；如果接收设备的每个通道接收到的红外信号不存在连续m次上升沿相位、下降沿相位，则判断在预设的n个周期内用户手势是否保持不动；如果在预设的n个周期内用户手势保持不动，则判断后续是否有上升或下降手势；如果后续有上升或下降手势，则根据接收到的红外信号控制驱动电路进行调光。
6.进一步的，所述检测到挥手动作，包括，接收设备的至少一个通道接收到的红外信号大于挥手门限值threshold s，则认为存在挥手动作。
7.进一步的，所述如果接收设备的每个通道接收到的红外信号均存在连续m次上升沿相位、下降沿相位，则根据接收到的红外信号进行调光，包括：如果接收设备的每个通道接收到的红外信号均存在连续m次上升沿相位、下降沿相位，则将红外信号转换为用户手势，再将用户手势转换成调光对应的信号，进行调光。
8.进一步的，所述接收设备的每个通道接收到的红外信号均存在连续m次上升沿相位、下降沿相位，包括：接收设备的每个通道接收到的红外信号强度形成m个连续的先上升再下降的曲线。
9.进一步的，所述在预设的n个周期内用户手势是否保持不动，包括：在预设的n个周期内红外信号的抖动系数小于预设值。
10.进一步的，所述有上升或下降手势，包括：用户手势上升，即每个通道都检测到红外信号强度值同时迅速增大；用户手势下降，即每个通道检测到红外信号强度值同时迅速
降低。
11.进一步的，所述每个通道都检测到红外信号强度值同时迅速增大，包括，每个通道连续三次检测到的红外信号强度值rssi1、rssi2、rssi3，rssi2-rssi1>门限值，rssi3-rssi2> 门限值；每个通道检测到红外信号强度值同时迅速降低，包括，每个通道连续三次检测到的红外信号强度值rssi1、rssi2、rssi3，rssi1-rssi2>门限值，rssi2-rssi3>门限值。
12.进一步的，如果在预设的n个周期内用户手势未保持不动，则清空接收信号队列，接收设备重新接收红外信号。
13.技术方案二：一种应用于照明控制的手势识别装置，包括处理器；所述处理器配置为执行如下程序：当检测到挥手动作后，将接收到的红外信号加入到接收信号队列中，并持续接收红外信号；如果接收设备的每个通道接收到的红外信号均存在连续m次上升沿相位、下降沿相位，则根据接收到的红外信号控制驱动电路进行调光；如果接收设备的每个通道接收到的红外信号不存在连续m次上升沿相位、下降沿相位，则判断在预设的n个周期内用户手势是否保持不动；如果在预设的n个周期内用户手势保持不动，则判断后续是否有上升或下降手势；如果后续有上升或下降手势，则根据接收到的红外信号控制驱动电路进行调光。
14.进一步的，所述应用于照明控制的手势识别装置还包括，至少三个红外发光led，以及红外光接收器；所述处理器分别与红外发光led，以及红外光接收器连接；所述红外发光 led配置为根据处理器的设置发出红外光；所述红外光接收器配置为接收经过反射的多个红外发光led发出的红外光，并将接收的红外信号发送给处理器。
15.进一步的，当所述红外发光led的数量为三个时，该三个红外发光led呈等边三角形分布。
16.进一步的，所述红外光接收器包括多个通道，通道数量和红外发光led数量相同。
17.进一步的，所述应用于照明控制的手势识别装置还包括，存储器；所述存储器配置为存储接收的红外信号，以及手势组合和调光内容的对应关系。
18.技术方案三：一种应用手势识别进行调光的灯具，包括，驱动电路，光源模组，以及前述的应用于照明控制的手势识别装置。
19.进一步的，所述应用于照明控制的手势识别装置内的处理器将调光信号发送给驱动电路；所述驱动电路根据调光信号对光源模组进行调光。
20.本发明的有益效果为：本发明中的一种使用手势识别进行照明控制的方法，使用三颗红外发光led发射红外光，保障了手势识别时的准确性；此外，本方法优化了识别算法，采用了多次手势的组合，降低了对误操作的识别，提升手势识别的准确度，对使用体验是一种极大的改进。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1为本发明实施例优选的应用于照明控制的手势识别装置结构示意图；
23.图2为本发明实施例优选的应用于照明控制的手势识别装置调光电路示意图；
24.图3为本发明实施例优选的根据手势进行调光的方法流程示意图。
具体实施方式
25.为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
26.下面结合附图对本发明作进一步说明。
27.实施例一
28.图1为本发明实施例优选的应用于照明控制的手势识别装置结构示意图。
29.如图1所示，应用于照明控制的手势识别装置1包括三个红外发光led a,b,c，以及一个红外光接收器d。其中，三个红外发光led呈三角形分布，优选的，为了更好地检测用户的手势，三个红外发光led呈等边三角形分布。红外光接收器d在三角形内中心位置，红外光接收器d接收三个红外发光led a,b,c发出的经过反射的红外光。可将三个红外发光 led a,b,c和红外光接收器d设置在天花板上，三个红外发光led a,b,c的发光方向朝下，红外光接收器d的接收方向也朝下。也可将三个红外发光led a,b,c和红外光接收器d设置在桌面上，三个红外发光led a,b,c的发光方向朝上，红外光接收器d的接收方向也朝上。本发明以三个红外发光led a,b,c和红外光接收器d设置在天花板上为例。
30.图2为本发明实施例优选的应用于照明控制的手势识别装置调光电路示意图。
31.如图2所示，应用于照明控制的手势识别装置1包括电源模组11图2是电源模组、处理器12、红外发光led 13、红外光接收器14，以及存储器15。此外，处理器12外接灯具 2内的驱动电路21，驱动电路21再与光源模组22连接。图2中的红外发光led 13即为图 1中的红外发光led a,b,c。另外，应用于照明控制的手势识别装置1可以外设于灯具2，也可以作为灯具2内的一部分。
32.其中，电源模组11外接市电，并将市电转换为直流电给处理器12、红外发光led13、以及红外光接收器14供电，处理器12分别和红外发光led13、以及红外光接收器14连接，处理器12控制多个红外发光led13的发光时间、周期，红外光接收器14将接收到的红外光信号存储到存储器15内。处理器12再从存储器15内获取红外光信号，由处理器12根据接收到的红外光信号，生成对应的调光信号，处理器12再将调光信号发送给驱动电路21 进行调光。
33.图3为本发明实施例优选的根据手势进行调光的方法流程示意图。
34.如图3所示，根据手势进行调光的方法步骤如下：
35.s11、启动应用于照明控制的手势识别装置1，红外发光led13发出红外光线、红外光接收器14接收红外信号；同时处理器12将存储器15内的接收信号队列清空；
36.其中，将存储器15内的接收信号队列清空的目的是为了重新启动照明控制的手势识别装置1后，用户的手势会使红外光接收器14接收到红外信号，处理器12需要根据一连串的红外信号判断用户手势表达的意思，因此需要将之前存储的接收信号队列清空。
37.s12、判断是否检测到挥手动作；
38.由于应用于照明控制的手势识别装置1中包括三个红外发光led a,b,c，因此在红外光接收器14内存在三个通道分别对应三个红外发光led a,b,c，每个通道接收一个红外发光 led的红外信号。在无手势状态时，每个通道通过连续采样8次检测值计算平均数，将此作为下一次手势过程的基准值。本实施例中设计动态基准值概念，即当前一段时间内环境反射的红外光接收器14的检测值。用于手势识别算法输入的检测值需要应用公式(检测值＝实际检测值
–
环境基准值)得到，即挥手过程的红外光接收器14检测增量。
39.处理器12主要根据红外光接收器14接收到的红外信号的强度判断是否有挥手动作，如三个红外发光led a,b,c中至少一个红外发光led发出的红外光被反射后的强度大于预设门限值threshold s，则认为存在挥手动作。
40.s13、如果检测到挥手动作，则将接收到红外信号加入到接收信号队列中，并持续接收红外信号；如果接收到的红外信号不符合挥手动作的强度要求则丢弃该接收到的红外信号，重新检测是否有挥手动作。
41.s14、处理器12判断三个通道是否均存在连续两次的上升沿相位和下降沿相位；
42.具体的，如果用户的手势是在三个红外发光led a,b,c下方左扫或右扫，右扫代表用户手势从远离a,b,c形成的三角形区域，向右扫过进入三角形区域，并继续向右出离三角形区域，在上述右扫的过程中，三个通道接收到的红外信号强度值是先从很弱上升到波峰值threshold m，再由波峰值threshold m下降到很弱的值。左扫时三个通道接收到的红外信号强度值的变化和右扫时的变化趋势相同。如果三个通道在采样周期内均存在连续的上升沿相位和下降沿相位，则认为用户的操作时左扫或右扫。
43.优选的，一个采样周期包括32次采样数据，如果在一个采样周期内，先采样到波峰值 threshold m，再采样到手势结束门限值threshold e(门限值threshold e<threshold m), 则表示用户在左扫或右扫。其中，门限值threshold e表明这是挥手动作结束位置，当三个通道的采样值都小于该门限值时，表明此次手势动作结束。
44.在判断三个通道均存在一次连续的上升沿相位和下降沿相位后，再判断后续是否又存在一次连续的上升沿相位和下降沿相位；需要两次连续的上升沿相位和下降沿相位的目的是设置用户两次左扫，两次右扫、一次左扫加一次右扫为一个完整的手势，如果只有一次左扫或右扫的手势可能是用户的误操作，而设置两次连扫作为一个完整的手势能够大大降低误操作率。当只存在一次连续的上升沿相位和下降沿相位时，进入步骤s11，清空接收信号队列，红外光接收器14重新接收红外信号；当存在两次连续的上升沿相位和下降沿相位时，进入步骤s15。
45.s15、根据用户操作转换成调光指令进行调光；
46.手势组合和调光的对应关系保存在存储器15内，用户可自行设置对应关系。可选的，设置手势组合和调光的对应关系为：
47.a)开/关：右扫+左扫或者左扫+右扫
48.b)色温+：连续左扫
49.c)色温-：连续右扫
50.用户在三个红外发光led a,b,c下挥动时，三个通道接收到的红外信号变化的趋势类似，可根据哪个通道先达到波峰值threshold m，确定用户使先从该红外发光led下挥动。因此表示左扫的相位时序，具体如下：1)a->b->c，2)b->c->a，3)c->a->b；表示右扫的相
位时序具体如下：1)a->c->b，2)b->a->c，3)c->b->a。
51.如果用户第一次的手势是a->b->c，第二次的手势还是a->b->c，则代表用户连续左扫，调光信号是色温+；如果用户第一次的手势是a->b->c，第二次手势是b->c->a，或c->a->b，则不能认为用户使连续左扫，因为同一个用户连续左扫时动作是大致相同的，出现第一次 a->b->c，第二次b->c->a，或c->a->b很有可能是误操作的情况，此时不执行调光操作。
52.如果用户第一次的手势是a->b->c，第二次的手势是c->b->a，则代表用户的手势是左扫+右扫，调光信号是开/关。第一次的手势是a->b->c，第二次的手势是a->c->b，b->a->c 则认定为是误操作，不执行调光操作。
53.当处理器12根据用户手势转换为调光信号后，处理器12将调光信号发送给驱动电路 21，驱动电路21根据调光信号对光源模组22进行调光。
54.s16、在s14的判断过程中，如果三个通道不是均存在一次连续的上升沿相位和下降沿相位，则进入步骤s16，处理器12判断在预设的n个采样周期内用户手势是否保持hold。优选的，可将n设为3，即用户在3个采样周期内，用户的手势为伸入到三个红外发光led a,b,c的下方，且采样数据的抖动系数小于10％。当用户的手势满足该条件后，进入步骤s17；如果用户的手势不满足该条件，则进入步骤s11，清空接收信号队列，红外光接收器14重新接收红外信号。
55.步骤s17、判断用户手势hold n个周期后是否有上升或下降操作；
56.具体的，例如用户手势保持3个周期不动的操作后，用户手势上升，即三个通道检测到红外信号强度值同时迅速增大；用户手势下降，即三个通道检测到红外信号强度值同时迅速降低。如果满足用户手势hold n个周期后上升或下降的条件，则将进入步骤s16；如果不满足该条件，则进入步骤s11，清空接收信号队列，红外光接收器14重新接收红外信号。其中，所述三个通道检测到红外信号强度值同时迅速增大，包括，通道连续检测到的红外信号强度值rssi1、rssi2、rssi3，rssi2-rssi1>门限值，rssi3-rssi2>门限值，该门限值例如设置为30dbm。所述三个通道检测到红外信号强度值同时迅速降低，包括，通道连续检测到的红外信号强度值rssi1、rssi2、rssi3，rssi1-rssi2>门限值，rssi2-rssi3> 门限值，该门限值例如设置为30dbm。
57.s16、根据用户操作转换成调光指令进行调光；
58.手势组合和调光内容的对应关系保存在存储器15内，用户可自行设置对应关系。可选的，设置手势组合和调光的对应关系为：
59.a)亮度+：hold+接近
60.b)亮度-：hold+远离
61.处理器12根据用户的手势，转换成调光信号，并将调光信号发送给驱动电路21，驱动电路21根据调光信号对光源模组22进行调光。
62.尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
63.显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围
之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。