一种采用手势识别的开关控制装置的制造方法

专利名称:一种采用手势识别的开关控制装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种采用手势识别的开关控制装置，包括：设置于同一竖直平面内的、用于发射红外光的M个红外发射器，其中，M不小于3；位于M个红外发射器组成的M边形的内部的、用于实时接收并依据红外光输出对应的模拟信号的红外接收传感器；分别与红外接收传感器、待控制开关以及M个红外发射器相连的、用于控制M个红外发射器按照预设顺序发射红外光并根据模拟信号中出现预设电平时对应的红外发射器的顺序输出相应的开关控制指令至对应的待控制开关的控制器。本实用新型不需要驾驶员与待控制开关进行接触，操作便利，且操作时也不需要驾驶员挪开视线来观察带控制开关的位置，降低了发生车祸的危险，安全性高。
【专利说明】
一种采用手势识别的开关控制装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及手势识别技术领域，特别是涉及一种采用手势识别的开关控制装置。
【背景技术】
[0002]目前汽车内的开关，通常为机械式、电阻式或电容式的开关，操作这些开关时需要与开关进行接触，故驾驶员需要事先知道开关的具体位置，操作不便利，甚至需要驾驶员挪开视线来观察开关的位置才能准确操作，而若驾驶员在驾驶汽车时操纵开关的话，会有安全隐患，甚至会引发车祸，安全性低。
[0003]因此，如何提供一种安全性高且操作便利的采用手势识别的开关控制装置是本领域技术人员目前需要解决的问题。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的是提供一种采用手势识别的开关控制装置，不需要驾驶员与待控制开关进行接触，操作便利，且操作时也不需要驾驶员挪开视线来观察带控制开关的位置，降低了发生车祸的危险，安全性高。
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种采用手势识别的开关控制装置，包括:
[0006]设置于同一竖直平面内的、用于发射红外光的M个红外发射器，其中，M不小于3;
[0007]位于M个所述红外发射器组成的M边形的内部的、用于实时接收并依据所述红外光输出对应的模拟信号的红外接收传感器；
[0008]分别与所述红外接收传感器、待控制开关以及M个所述红外发射器相连的、用于控制M个所述红外发射器按照预设顺序发射所述红外光并根据所述模拟信号中出现预设电平时对应的所述红外发射器的顺序输出相应的开关控制指令至对应的所述待控制开关的控制器。
[0009]优选地，所述开关控制装置包括四个所述红外发射器。
[0010]优选地，两个所述红外发射器位于同一水平线上，其余两个所述红外发射器位于同一竖直线上，且所述竖直线与所述水平线相交;所述红外接收传感器位于所述竖直线与所述水平线的交点处。
[0011]优选地，所述竖直线与所述水平线上的两个所述红外发射器的连线的中心线共线。
[0012]优选地，四个所述红外发射器到所述红外接收传感器的距离相同。
[0013]优选地，四个所述红外发射器到所述红外接收传感器的距离均为2?5mm。
[0014]优选地，所述红外发射器为红外发射二极管。
[0015]优选地，还包括:
[0016]与所述控制器相连的、用于将所述开关控制指令转换为相应的控制信号并发送至对应的所述待控制开关的信号发送单元。
[0017]本实用新型提供了一种采用手势识别的开关控制装置，包括M个红外发射器、位于M个红外发射器组成的M边形内部的红外接收传感器以及控制器，其中，M不小于3。控制器能够通过控制M个红外发射器按预设顺序发射红外光，当驾驶员的手挡住红外光时，红外接收传感器输出的模拟信号中即会出现预设电平，故控制器根据模拟信号中出现预设电平时对应的红外发射器的顺序即可判断出驾驶员的手势类型，从而输出相应的开关控制指令来控制对应的待控制开关。由此可见，本实用新型不需要驾驶员与待控制开关进行接触，而是仅需要驾驶员做出相应的手势即可对待控制开关进行控制，故驾驶员不需要事先知道待控制开关的具体位置，操作便利，且操作时也不需要驾驶员挪开视线来观察带控制开关的位置，降低了发生车祸的危险，安全性高。
【附图说明】

[0018]为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1为本实用新型提供的一种采用手势识别的开关控制装置的结构示意图；
[0020]图2为当M取4时本实用新型提供的一种采用手势识别的开关控制装置中红外发射器以及红外接收传感器的位置结构示意图；
[0021]图3为当M取4时本实用新型提供的一种采用手势识别的开关控制装置中第一红外发射器与第二红外发射器的障碍物位置示意图；
[0022]图4为当M取4时本实用新型提供的一种采用手势识别的开关控制装置中第三红外发射器与第四红外发射器的障碍物位置示意图。
【具体实施方式】
[0023]本实用新型的核心是提供一种采用手势识别的开关控制装置，不需要驾驶员与待控制开关进行接触，操作便利，且操作时也不需要驾驶员挪开视线来观察带控制开关的位置，降低了发生车祸的危险，安全性高。
[0024]为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0025]本实用新型提供了一种采用手势识别的开关控制装置，参见图1所示，图1为本实用新型提供的一种采用手势识别的开关控制装置的结构示意图；该装置包括:
[0026]设置于同一竖直平面内的、用于发射红外光的M个红外发射器11，其中，M不小于3;
[0027]位于M个红外发射器11组成的M边形的内部的、用于实时接收并依据红外光输出对应的模拟信号的红外接收传感器12;
[0028]分别与红外接收传感器12、待控制开关以及M个红外发射器11相连的、用于控制M个红外发射器11按照预设顺序发射红外光并根据模拟信号中出现预设电平时对应的红外发射器11的顺序输出相应的开关控制指令至对应的待控制开关的控制器13。
[0029]可以理解的是，当人手或其他障碍物对红外发射器11发射的红外光进行遮挡时，障碍物会对红外光进行反射，使红外发射器11发射的红外光能够尽可能多的被红外接收传感器12接收，故有障碍物时红外接收传感器12接收到的光强大于没有障碍物时红外接收传感器12接收到的光强。
[0030]其中，当人手或其他障碍物对红外发射器11发射的红外光进行遮挡时，红外接收传感器12输出的模拟信号所处的电平即为预设电平。
[0031]进一步可知，当红外接收传感器12接收到的红外光的光强超出预设阈值时，红外接收传感器12会输出低电平(例如0V)，反之，输出高电平，即此时预设电平为低电平。当然，本实用新型对预设阈值的大小以及当红外接收传感器12接收到的红外光的光强超出预设阈值时输出的模拟信号的电平大小均不做限定。
[0032]可以理解的是，红外接收传感器12位于M边形的内部，目的是为了能够对M个红外发射器11发射的红外光进行接收。且本实用新型仅采用了一个红外接收传感器12即实现了手势识别的目的，相比一个红外接收传感器12与一个红外发射器11配对使用的结构，本实用新型减少了红外接收传感器12的个数，降低了成本。
[0033]其中，这里的红外接收传感器12带有模拟输出接口。
[0034]作为优选地，这里的开关控制装置包括四个红外发射器11。参见图2所示，图2为当M取4时本实用新型提供的一种采用手势识别的开关控制装置中红外发射器以及红外接收传感器的位置结构示意图；
[0035]进一步的，两个红外发射器11位于同一水平线上，其余两个红外发射器11位于同一竖直线上，且竖直线与水平线相交;红外接收传感器12位于竖直线与水平线的交点处。
[0036]可以理解的是，采用四个红外发射器11且按照如上位置设置时，相比三个红外发射器11，红外光覆盖的范围更大，即能够对处于上下左右的障碍物均进行识别，识别范围大;且四个红外发射器11已经能够充分反映障碍物的运动轨迹，与采用五个及以上红外发射器11的结构相比，成本更低。
[0037]进一步的，竖直线与水平线上的两个红外发射器11的连线的中心线共线。
[0038]进一步的，四个红外发射器11到红外接收传感器12的距离相同。
[0039]其中，四个红外发射器11到红外接收传感器12的距离均为2?5mm。当然，该距离可通过实验或仿真结果得到，本实用新型对该距离的具体数值不做特别限定。
[0040]另外，这里的红外发射器11为红外发射二极管。该红外发射二极管能够发射波长为850nm的红外光，发射角为正负25度时的单位光强0.005cd(cd是光强单位:坎德拉)。
[0041]可以理解的是，由于红外发射器11仅用作发射红外光，并不需要具有其他作用，故采用红外发射二极管即可实现目的，而二极管的价格低廉，减小了成本。当然，本实用新型对红外发射器11的具体类型不作限定。
[0042]可以理解的是，当驾驶员的手或其他障碍物对红外发射器11发射的红外光进行遮挡时，，红外接收传感器12输出的模拟信号会处于预设电平，故控制器13通过对模拟信号中出现预设电平时对应的红外发射器11的顺序进行判断即可得到驾驶员的手势类型，从而输出相应的开关控制指令来控制对应的待控制开关。
[0043]其中，当红外发射器11与红外接收传感器12处于图2位置时，参见图3和图4所示，图3为当M取4时本实用新型提供的一种采用手势识别的开关控制装置中第一红外发射器与第二红外发射器的障碍物位置示意图；图4为当M取4时本实用新型提供的一种采用手势识别的开关控制装置中第三红外发射器与第四红外发射器的障碍物位置示意图。
[0044]另外，图中所示的L为四个红外发射器11至红外接收传感器12的距离，H为障碍物距离红外接收传感器12的垂直距离(即进行手势识别时，人手与红外接收传感器12之间的垂直距离)，该垂直距离所处的范围的判断标准为:当人手超出该范围后，人手反射的红外光的光强不足以使红外接收传感器12输出的模拟信号的电平等于预设电平。该垂直距离所处的范围一般设置为5?200mm，当然，该范围可由实验得出，本实用新型对H的具体数值不做特别限定。
[0045]可以理解的是，在手势识别过程中，当控制器13控制第一红外发射器101发射红外光时，若控制器13接收到的模拟信号的电平为预设电平，则表明此时人手位于第一障碍物201的位置。当控制器13控制第二红外发射器102发射红外光时，若控制器13接收到的模拟信号的电平为预设电平，则表明此时人手位于第二障碍物202的位置。当控制器13控制第三红外发射器103发射红外光时，若控制器13接收到的模拟信号的电平为预设电平，则表明此时人手位于第三障碍物203的位置。当控制器13控制第四红外发射器104发射红外光时，若控制器13接收到的模拟信号的电平为预设电平，则表明此时人手位于第四障碍物204的位置。
[0046]为方便对本实用新型方案的理解，在图2的基础上，下面就本实用新型提供的开关控制装置工作时的具体手势识别情况做简单介绍:
[0047]此时，本实用新型可以识别出如下几种操作手势:从左至右的平移、挥动手势；从右至左的平移、挥动手势；从上至下的平移、挥动手势；从下至上的平移、挥动手势；从左至右的斜上平移、挥动手势；从右至左的斜上平移、挥动手势；从左至右的斜下平移、挥动手势;从右至左的斜下平移、挥动手势;接近手势。
[0048]控制器13按照预设顺序(例如按照第一红外发射器101-第二红外发射器102-第三红外发射器103-第四红外发射器104的顺序)循环轮流控制四个红外发射器11发射红外光；
[0049]手势一:若控制器13首先检测到人手位于第一障碍物201的位置处，然后检测到人手位于第三障碍物203或第四障碍物204的位置处，且在预设时间内又检测到人手位于第二障碍物202的位置处时，则判定该手势为从左至右的平移、挥动手势；
[0050]手势二:若控制器13首先检测到人手位于第二障碍物202的位置处，然后检测到人手位于第三障碍物203或第四障碍物204的位置处，且在预设时间内又检测到人手位于第一障碍物201的位置处时，则判定该手势为从右至左的平移、挥动手势；
[0051]手势三:若控制器13首先检测到人手位于第四障碍物204的位置处，然后检测到人手位于第一障碍物201或第二障碍物202的位置处，且在预设时间内又检测到人手位于第三障碍物203的位置处时，则判定该手势为从下至上的平移、挥动手势；
[0052]手势四:若控制器13首先检测到人手位于第三障碍物203的位置处，然后检测到人手位于第一障碍物201或第二障碍物202的位置处，且在预设时间内又检测到人手位于第四障碍物204的位置处时，则判定该手势为从上至下的平移、挥动手势；
[0053]手势五:若控制器13首先检测到人手位于第一障碍物201或第四障碍物204的位置处，然后检测到人手位于第二障碍物202或第三障碍物203的位置处时，则判定该手势为从左至右的斜上平移、挥动手势；
[0054]手势六:若控制器13首先检测到人手位于第二障碍物202或第三障碍物203的位置处，然后检测到人手位于第一障碍物201或第四障碍物204的位置处时，则判定该手势为从右至左的斜下平移、挥动手势；
[0055]手势七:若控制器13首先检测到人手位于第一障碍物201或第三障碍物203的位置处，然后检测到人手位于第二障碍物202或第四障碍物204的位置处时，则判定该手势为从左至右的斜下平移、挥动手势；
[0056]手势八:若控制器13首先检测到人手位于第二障碍物202或第四障碍物204的位置处，然后检测到人手位于第一障碍物201或第三障碍物203的位置处时，则判定该手势为从右至左的斜上平移、挥动手势；
[0057]手势九:若控制器13检测到人手几乎同时位于第一障碍物201、第二障碍物202、第三障碍物203以及第四障碍物204的位置时，则判定该手势为接近手势。
[0058]其中，这里的预设顺序与预设时间均可由工作人员自行决定，本实用新型对此不作限定。
[0059]另外，本实用新型中的待控制开关可以为汽车中的中控娱乐系统开关、天窗开关或门控开关等。工作人员可根据实际需要来选择合适的开关作为待控制开关，本实用新型对待控制开关的种类与数量均不作限定。
[0060]可以理解的是，相同的手势对于不同的待控制开关可能具有不同的作用，本实用新型中的控制器13具体能够识别哪些手势类型以及每个手势对应的开关控制动作(例如对于中控娱乐系统，可以定义从左至右的挥动手势是切换到下一首歌曲；接近手势是暂停、开始音乐的播放等)均可由工作人员自行设定，本实用新型对此不作特别限定。
[0061]作为优选地，该装置还包括:
[0062]与控制器13相连的、用于将开关控制指令转换为相应的控制信号并发送至对应的待控制开关的信号发送单元14。
[0063]本实用新型提供了一种采用手势识别的开关控制装置，包括M个红外发射器、位于M个红外发射器组成的M边形内部的红外接收传感器以及控制器，其中，M不小于3。控制器能够通过控制M个红外发射器按预设顺序发射红外光，当驾驶员的手挡住红外光时，红外接收传感器输出的模拟信号中即会出现预设电平，故控制器根据模拟信号中出现预设电平时对应的红外发射器的顺序即可判断出驾驶员的手势类型，从而输出相应的开关控制指令来控制对应的待控制开关。由此可见，本实用新型不需要驾驶员与待控制开关进行接触，而是仅需要驾驶员做出相应的手势即可对待控制开关进行控制，故驾驶员不需要事先知道待控制开关的具体位置，操作便利，且操作时也不需要驾驶员挪开视线来观察带控制开关的位置，降低了发生车祸的危险，安全性高。
[0064]需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0065]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
【主权项】
1.一种采用手势识别的开关控制装置，其特征在于，包括: 设置于同一竖直平面内的、用于发射红外光的M个红外发射器，其中，M不小于3; 位于M个所述红外发射器组成的M边形的内部的、用于实时接收并依据所述红外光输出对应的模拟信号的红外接收传感器； 分别与所述红外接收传感器、待控制开关以及M个所述红外发射器相连的、用于控制M个所述红外发射器按照预设顺序发射所述红外光并根据所述模拟信号中出现预设电平时对应的所述红外发射器的顺序输出相应的开关控制指令至对应的所述待控制开关的控制器。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述开关控制装置包括四个所述红外发射器。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，两个所述红外发射器位于同一水平线上，其余两个所述红外发射器位于同一竖直线上，且所述竖直线与所述水平线相交;所述红外接收传感器位于所述竖直线与所述水平线的交点处。4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述竖直线与所述水平线上的两个所述红外发射器的连线的中心线共线。5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，四个所述红外发射器到所述红外接收传感器的距离相同。6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，四个所述红外发射器到所述红外接收传感器的距离均为2?5mm。7.根据权利要求1-6中任一项所述的装置，其特征在于，所述红外发射器为红外发射二极管。8.根据权利要求1-6中任一项所述的装置，其特征在于，还包括: 与所述控制器相连的、用于将所述开关控制指令转换为相应的控制信号并发送至对应的所述待控制开关的信号发送单元。
【文档编号】G08C23/04GK205722395SQ201620290300
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年4月8日
【发明人】唐先红, 高登科
【申请人】科世达（上海）管理有限公司, 上海科世达-华阳汽车电器有限公司