一种电器手势控制方法、装置及厨房电器与流程

本发明涉及厨房电器控制技术领域，更具体地说，涉及一种电器手势控制方法、装置及厨房电器。

背景技术：

当前很多电器都是采用接触方式进行控制，而接触必然会导致对按键产生各种各样的污染。这里最常见例如传统的厨房电器，其使用环境为油腻的环境，人在使用过程手部也会有较多的油腻，同时在厨房家电使用过程中，需要对该厨房电器进行频繁的操作，操作过程中，油腻的手多次接触会使按键表面受到污染，很容易的使按键表面产生堆积油污，很难清洗。同时长时间的频繁对按键进行操作，容易造成按键机械性损害。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述部分技术缺陷，提供一种电器手势控制方法、装置及厨房电器。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种电器手势控制方法，包括以下步骤：

获取包含手部及周围环境的原始图像；

对所述原始图像进行二值化处理，以获取包含手部图像的黑白图像；

计算所述手部图像的中心位置，并根据所述中心位置的变化计算手部运动轨迹；

根据所述手部运动轨迹生成对应的控制信号。

优选地，所述对所述原始图像进行二值化处理，以获取包含所述手部图像的黑白图像包括：

对所述原始图形进行二值化处理，使所述黑白图像中所述白色部分对应所述手部图像。

优选地，所述根据所述手部运动轨迹生成对应的控制信号包括：

当所述手部运动轨迹为横轴方向运动时生成第一控制信号；和/或

当所述手部运动轨迹为纵轴方向运动时生成第二控制信号；和/或

当所述手部运动轨迹为旋转运动时生成第三控制信号。

优选地，所述根据所述手部运动轨迹生成对应的控制信号包括：

获取所述手部运动轨迹的距离生成对应的用于连续触发的控制信号；或

根据所述手部运动轨迹生成对应的用于单次触发的控制信号。

优选地，所述方法还包括：

根据所述手部运动轨迹计算手部运动速度，以确认所述手部运动速度在预设阈值范围内。

优选地，所述方法还包括：

当所述手部运动速度不在所述预设阈值范围内，则判断所述手部运动为无效运动，提示为无效动作。

另，本发明还构造一种手势控制装置，包括：图像获取单元，图像处理单元，手势判断单元和手势控制单元；

所述图像获取单元用于获取包含手部及周围环境的原始图像；

所述图像处理单元用于对所述原始图像进行二值化处理，以得到包含手部图像的黑白图像；

所述手势判断单元用于计算所述手部图像的中心位置，并根据所述中心位置的变化计算手部运动轨迹；

所述手势控制单元用于根据所述手部运动轨迹生成对应的控制信号。

优选地，本发明的一种手势控制装置，还包括判断单元，所述判断单元用于根据所述手部运动轨迹计算手部运动速度，以确认所述手部运动速度在预设阈值范围内；和/或

所述图像获取单元包括光源、光学镜头和感光单元，所述感光单元用于经所述光学镜头接收所述光源经手部反射后的光线，形成所述的原始图像。

另，本发明还构造一种手势控制的厨房电器，包括，上面任意一项所述的手势控制装置，并采用上面任意一项所述的电器手势控制方法进行控制。

优选地，所述厨房电器包括厨师机、咖啡机、烤箱、油烟机、洗碗机或热水器。

实施本发明的一种电器手势控制方法、装置及厨房电器，具有以下有益效果：通过非接触的控制方式代替传统的旋钮、按键、触摸屏等，能够减少接触污染，提高电器的使用寿命。同时能够提升使用便利性，符合智能化发展趋势。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明一种电器手势控制方法第一实施例的程序流程图；

图2是本发明一种电器手势控制方法第二实施例的程序流程图；

图3是本发明一种电器手势控制装置第一实施例的电路原理图；

图4是本发明一种电器手势控制装置第二实施例的电路原理图。

具体实施方法

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法。

如图1所示，在本发明的一种电器手势控制方法第一实施例中，包括以下步骤：

s1、获取包含手部及周围环境的原始图像；具体的，当手部在感应区域移动时，连续的获取感应区对应的图像，这里的图像是包括手部和感应区周围环境的多张原始图像，其获取过程也是按照预设时间规则进行连续的获取，其数量根据具体移动情况进行设置。

s2、对原始图像进行二值化处理，以获取包含手部图像的黑白图像；具体的，对获取到的多张原始图像分别进行二值化处理，对其像素进行黑白化处理，这样就形成了可以区分手部图像和周围环境图像的黑白图像，以方便提取手部图像。

s3、计算手部图像的中心位置，并根据中心位置的变化计算手部运动轨迹；具体的，根据获取到的手部图像，计算手部图像的中心位置，根据多张图像的手部的中心位置的变化可以获得手部的运动轨迹。

s4、根据手部运动轨迹生成对应的控制信号。具体的，通过手部的运动轨迹对手部的运动信息进行判定，例如手部的运动方向，这样，就可以根据运动方向的不同产生不同的控制信号，实现对电器的对应的控制。最终实现对电器的非接触式控制，减少对电器的各种按钮的接触式污染和机械式操作时，带来的机械式磨损，减少由于按钮或者按键损坏带来的电器使用寿命减少。同时也能够提升使用便利性，符合智能化发展趋势，另外由于该手势识别算法不需要像传统的手势识别算法一样需要在带操作系统的平台上运行图像处理程序，可以实现低成本，低功耗。

进一步的，对原始图像进行二值化处理，以获取包含手部图像的黑白图像包括：对原始图形进行二值化处理，使黑白图像中白色部分对应手部图像。具体的，这里通过二值化处理获取黑白图像的过程，可以采用对原始图像中环境部分的图像进行黑像素处理，对手部图像进行白像素处理，这里具体的可以通过设置某个rgb或hsv阈值对手部图像像素和环境图像图像像素进行区分，以得到黑白图像中白色部分与手部图像对应，其后续的手部信息的计算可以基于白色部分进行计算。

进一步的，根据手部运动轨迹生成对应的控制信号，可以包括当手部运动轨迹为横轴方向运动时生成第一控制信号；还可以包括当手部运动轨迹为纵轴方向运动时生成第二控制信号；还可以包括当手部运动轨迹为旋转运动时生成第三控制信号。当然，也可以包括上述三种的任意组合。具体的，在一实施例中，当通过手部运动轨迹判定手部为横轴方向运动时，可以生成第一控制信号，电器对应为第一个控制状态，例如，当手势为左右移动(对应横轴方向)时，可以设定控制状态为调节时间，第一控制信号对应时间控制信号，可以理解，在左右方向上运动时，可以设定向左方向运动时对应时间减少，其向右方向运动时对应时间增加。在一实施例中，当通过手部运动轨迹判定手部为纵轴方向运动时，可以生成第二控制信号，对应电器的第二个控制状态，例如，当手势的上下移动(对应纵轴方向)时，可以设定控制状态为调节温度，第二控制信号对应温度调节信号。还可以理解，在上下方向上运动时，可以设定向上运动时对应的温度增加，向下运动时对应的温度减小。在一实施例中，当通过手部运动轨迹判定手部为旋转运动时，可以生成第三控制信号，对应电器的第三个控制状态，例如，当手势的旋转时，可以设定控制状态为调节转速，第三控制信号对应转速调节信号，进一步可以理解，在旋转时，可以设定顺时针旋转时对应的转速增加，逆时针旋转时时对应的转速减小。这里不局限于上述对工作状态的限制说明，可以根据需要进行各种组合的置换和调整。

进一步的，根据手部运动轨迹生成对应的控制信号可以包括获取手部运动轨迹的距离生成对应的用于连续触发的控制信号；还可以包括根据手部运动轨迹生成对应的用于单次触发的控制信号。具体的，在一实施例中，在根据手部运动轨迹生成控制信号的过程中，可以获取通过手部运动轨迹获取手部运动距离，可以生成与距离对应的连续触发的控制信号，例如，当左右滑动手部时，根据手部滑动的距离大小来确认时间调节幅度，以向右滑动为例，在滑动过程中，根据距离进行连续的调节，当确认滑动的距离为一个长距离时，时间调节幅度大，例如连续调节两个或者三个档位，当滑动的距离短时，时间调节幅度小，例如只调节一个档位。在另一实施例中，在根据手部运动轨迹生成控制信号的过程中，只需要对手部运动的轨迹方向进行判断，确认其运动方向后，生成一个固定档位的调节信号，例如，在左右滑动过程中，还是以向右滑动为例，当判定手部为向右滑动时，生成一个档位的时间控制信号，至调节一个档位，当需要调节多个档位的时候，可以多次向右滑动，每次滑动都生成一个单次触发的控制信号。

进一步的，如图2所示，在上面的基础上，本发明的一种电器手势控制方法还包括：

s31、根据手部运动轨迹计算手部运动速度，以确认手部运动速度在预设阈值范围内。具体的，在一些使用场景中，为了保证控制的准确性和稳定性，在手部运动轨迹的计算过程中，增加对手部运动轨迹的有效性的计算，例如，可以根据手部运动轨迹计算手部运动速度，通过手部运动速度来判定该手部运动为用来进行电器控制的手部运动，因为通常有意识的控制，其手部运动必然是规律的或者接近匀速的，其持续时间也是满足一定要求的，这里可以根据实际情况设定一个预设阈值，手部运动速度在该预设阈值内，则可以判定手部是在做控制手势，然后生成对应的控制信号，当速度过快或者过慢，那么就可能是无效动作，这样以剔除误操作，提高手势控制的准确性。此外，这里在速度计算过程中，也考虑时间的因素，计算一个有效时间内的手部运动轨迹，以获取对应的速度，以尽量获取匀速的速度，提高手势判断的准确性。

进一步的，在上面的基础上，本发明的一种电器方法还包括：当手部运动速度不在预设阈值范围内，则判断手部运动为无效运动，提示为无效动作。具体的，当判定为无效运动时，可以通过提示界面提示为无效动作，或者通过特殊声音提示，当然也可以不做任何反应。

另，如图3所示，本发明的一种手势控制装置，包括：图像获取单元10，图像处理单元20，手势判断单元30和手势控制单元40；

图像获取单元10用于获取包含手部及周围环境的原始图像；

图像处理单元20用于对原始图像进行二值化处理，以得到包含手部图像的黑白图像；

手势判断单元30用于计算手部图像的中心位置，并根据中心位置的变化计算手部运动轨迹；

手势控制单元40用于根据手部运动轨迹生成对应的控制信号。

具体的，这里手势控制装置各单元之间具体的配合操作过程具体可以参照上述手势控制方法，这里不再赘述。

进一步的，如图4所示，在上面的基础上，本发明的一种手势控制装置，还包括判断单元，判断单元用于根据手部运动轨迹计算手部运动速度，以确认手部运动速度在预设阈值范围内；在另一实施例中，图像获取单元10包括光源11、光学镜头12和感光单元13，感光单元13用于经光学镜头12接收光源11经手部反射后的光线，形成的原始图像。具体的，这里判断单元的配合操作过程具体可以参照上述手势控制方法，这里不再赘述。这里图像获取单元10可以通过光源10发出的光经过手的反射穿过光学镜头12在感光单元13例如cmos芯片上形成图像，该实时图像通过其后的各个单元处理后最后输出对应的控制信号。这里的光源10可以采用红外光源，通过上面的图像获取单元的设计，整个图像处理算法无需运行在有操作系统的平台上，其成本和功耗都比较低，能够很好的满足厨房电器的成本控制要求。

另，本发明的一种手势控制的厨房电器，包括，上面任意一项的手势控制装置，并采用上面任意一项的电器手势控制方法进行控制。具体的，通过在厨房电器上设置上面描述的手势控制装置，然后通过上面描述的垫手手势控制方法进行控制操作。

进一步的，厨房电器包括厨师机、咖啡机、烤箱、油烟机、洗碗机或热水器。具体的，这里厨房电器可以包括各种常用的厨房电器，这里不局限于上述的举例，这里控制信号根据厨房电器的不同属性生成不同的控制信号。

在一个厨师机实施例中，厨师机正对用户的区域设置红外光源、光学镜头和cmos感光芯片，光源和光学镜头正对着感光区域。当人手在感光区域移动时，红外光源会发出红外光，红外光经手部反射后通过光学镜头进入cmos感光芯片感光形成的原始图像。这里根据预设的速度，对移动中的手部进行捕捉，获取多张原始图像。这里的原始图像有些时候包括手部图像，很多时候会包含部分周围环境图像，cmos感光芯片会将形成的原始图像送入与其连接的处理器，通过处理器对原始图像进行二值化处理，对像素进行黑白处理，这里可以根据手部的颜色特征将与手部相关的像素点二值化为白色像素，将环境颜色二值化为黑色颜色，这里可以每捕获一张原始图像就进行一次处理，也可以在捕获完所有的图像后，对图像进行初步的判断，提取其中满足一定要求的图像进行二值化处理，以采用最少的图像就可获取到手部的运动轨迹。当获取到手部图像后，计算手部图像的中心位置，然后根据手部的中心位置的变化计算手部运动的轨迹。然后根据手部运动来控制厨师机，当手部左右移动时，每移动一次，厨师机就调一次时间，向右移动一次，厨师机设置时间增加一个档位，例如0.5h。手部再从左边开始向右移动一次，厨师机设置时间再增加一个档位，例如0.5h，这里时间增加次数不是无限的，当增加到厨师机的最大时间限度时，再次向右移动时，厨师机时间不变同时发出提示告警声音。手部从右边开始往左边移动一次时，厨师机设置时间减少一个档位，例如0.5h，再从右边往左边移动一次时，时间会再减少一个档位，例如0.5h。当时间设置到厨师机的最小值，再次从右往左移动时，厨师机时间不变同时发出提示告警声音。同样的，当手从下往上移动，每移动一次，温度上升一个挡位，例如100度。当温度超过最大值时，当手从下往上再移动时，厨师机温度不变，同时发出提示告警声音，当用户手从上往下移动，每移动一次，温度下降一个挡位，例如100度，当温度超过最低值时，手从上往下移动，厨师机温度不变，同时发出提示告警声音。用户手部做旋转运动来控制厨师机转速，当用户手部顺时针旋转时，每旋转一圈，其转速增加一个等级，当增加到最大转速时，厨师机转速不再增加，同时会发出提示告警声音，当用户手部逆时针旋转时，每旋转一周，其转速降低一个等级，当转速降低到最小转速时，初始转速不再降低，同时会发出提示告警声音。这里，厨师机对用户手部旋转移动的判定，不需要完全为一个整圆周，通过用户手部转动速度和习惯，在一个接近完整圆周的范围内，获取手部图像来判断用户的手部在做正时针或者逆时针运动即可。

在油烟机的实施例中，在油烟机的面对用户的区域设置感光区，用来获取用户手部移动的图像，并在其内部设置图像处理电路进行对应的图像处理，获取对应的控制信号。例如可以通过左右的手势控制油烟机的开关，当手势向右移动时，油烟机开机，当手势向左移动时，油烟机关机。可以通过上下手势来控制油烟机的照明灯的开关，当手势向上移动时，照明灯开，当手势向下移动时，照明灯关。还可以通过旋转手势来控制抽风的大小，顺时针旋转时，抽风转速增加，当逆时针旋转时，抽风转速减少，这里在调节抽风大小时，可以通过多次正时针或者逆时针旋转来进行调节，当调节到最大或者最小抽风大小时，再次调节时，抽风大小将不会再进行调节，油烟机发出声音告警。

可以理解的，以上实施例仅表达了本发明的优选实施方法，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围；因此，凡跟本发明权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。