基于手勢識別的油煙機控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及油煙機控制系統(tǒng)，特別是一種基于手勢識別的油煙機控制系統(tǒng)，適用于家用型油煙機遠(yuǎn)程控制。
【背景技術(shù)】
[0002]油煙機作為我國城鎮(zhèn)化過程中凈化居民廚房環(huán)境的重要廚房電器設(shè)備，它通常安裝于廚房內(nèi)爐灶的上方、下方或者側(cè)方，能將烹飪過程中產(chǎn)生的對人體有害的油煙迅速抽走。油煙機不但具有凈化廚房空氣，美化廚房環(huán)境功能，而且還具有防毒、防爆的安全保障作用。針對各層次用戶，如何設(shè)計油煙機以提高用戶使用的便捷性是目前研究的熱點。
[0003]油煙機控制系統(tǒng)作為油煙機的核心，它對提高油煙機使用的便捷性起到關(guān)鍵作用?？傮w而言，現(xiàn)有油煙機控制技術(shù)可分為兩類:接觸式控制與非接觸式控制。接觸式控制需要用戶按油煙機面板上的按鍵來開關(guān)油煙機、控制其照明、控制其風(fēng)扇加速和減速。由于烹飪過程中用戶往往手上有油或水，因此經(jīng)常按鍵將導(dǎo)致油煙機面板按鍵處油污嚴(yán)重，而且按鍵處存在的間隙將給用戶清理面板帶來一定的不便。雖然采用觸摸式按鍵方式進(jìn)行油煙機控制，避免了按鍵的突起與間隙帶來的不便，但是此方式需要用戶的手較為干凈，然而在廚房做飯時，用戶的手沾滿油、水，另外手上也許同時拿著其他食材，如此用戶要么洗手并妥善放置食材后控制油煙機，要么用臟手控制油煙機，而后再做清理工作，因此兩者均將給用戶帶來不便。
[0004]為克服接觸式油煙機控制技術(shù)的缺點，目前油煙機行業(yè)相繼推出了語音控制等非接觸式油煙機控制技術(shù)與設(shè)備，但在噪聲較大的廚房環(huán)境下，語音識別率將下降，此時語音控制將降低油煙機控制效率。CN 103617722 A公開了“一種基于紅外技術(shù)的非接觸式的抽油煙機控制系統(tǒng)”，其采用了手勢控制模塊實現(xiàn)對抽油煙機的控制，其中手勢控制模塊包括紅外發(fā)射器、紅外接收器及微控制器，其存在如下問題:1、要求紅外發(fā)射器和紅外接收器能夠與油煙機一體化安裝，因此，油煙對信號采集精確度產(chǎn)生較大影響；2、只能識別有限的手勢動作；3、不規(guī)則手勢及手勢與油煙機之間的距離將大大限制此類技術(shù)的實際應(yīng)用。鑒于用戶高便捷性的油煙機控制需求，目前迫切需要一種新型的油煙機控制系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是為了提供一種解決上述問題的使用便捷的基于手勢識別的油煙機控制系統(tǒng)，使用戶可遠(yuǎn)程控制油煙機，同時保證油煙機面板整齊光滑好打理。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0007]—種基于手勢識別的油煙機控制系統(tǒng)，包括中央控制系統(tǒng)、手勢采集與識別系統(tǒng)、控制結(jié)果指示模塊和電機驅(qū)動模塊，所述手勢采集與識別系統(tǒng)與中央控制系統(tǒng)的信號輸入端連接，所述電機驅(qū)動模塊和控制結(jié)果指示模塊分別與中央控制系統(tǒng)的信號輸出端連接，其特征在于:所述手勢采集與識別系統(tǒng)由微處理器、分別與微處理器相連的基于計算機視覺技術(shù)的手勢傳感器及無線信號發(fā)送模塊組成，所述手勢傳感器用于采集油煙機用戶手勢，并將手勢信號傳輸給微處理器，所述微處理器接收手勢傳感器發(fā)送的手勢信號后進(jìn)行識別并將識別出的手勢信號轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的控制指令，所述無線信號發(fā)送模塊用于將微處理器發(fā)送的控制指令無線發(fā)送于中央控制系統(tǒng)；所述中央控制系統(tǒng)由微控制器和與其相連接的無線信號接收模塊組成，所述無線信號接收模塊用于接收手勢采集與識別系統(tǒng)無線發(fā)送的控制指令，所述微控制器獲取無線信號接收模塊接收的控制指令后，將其轉(zhuǎn)化為控制信號發(fā)送給電機驅(qū)動模塊控制油煙機電機轉(zhuǎn)動；所述控制結(jié)果指示模塊用于指示用戶手勢是否正確，并指示油煙機電機是否成功地響應(yīng)用戶手勢。
[0008]上述的基于手勢識別的油煙機控制系統(tǒng)，所述中央控制系統(tǒng)的信號輸出端另連接有照明單元，所述照明單元用于響應(yīng)中央控制系統(tǒng)發(fā)送的控制指令控制油煙機照明。
[0009]上述的基于手勢識別的油煙機控制系統(tǒng)，所述手勢傳感器采用Kinect手勢敏感器、Sensortek手勢感應(yīng)傳感器或帶有手勢識別功能的光線距離傳感器APDS-9960。
[0010]上述的基于手勢識別的油煙機控制系統(tǒng)，所述微處理器采用基于S3C2410的ARM嵌入式系統(tǒng)。
[0011]上述的基于手勢識別的油煙機控制系統(tǒng)，所述微控制器采用基于S3C2410的ARM嵌入式系統(tǒng)。
[0012]上述的基于手勢識別的油煙機控制系統(tǒng)，所述無線信號發(fā)送模塊采用XBEE無線發(fā)送模塊，所述無線信號接收模塊采用XBEE無線接收模塊。
[0013]上述的基于手勢識別的油煙機控制系統(tǒng)，所述手勢采集與識別系統(tǒng)的微處理器設(shè)有初始化人機界面，所述初始化人機界面上設(shè)有油煙機開機、關(guān)機、開燈、關(guān)燈、風(fēng)速增大與風(fēng)速減小手勢自定義設(shè)置菜單，點擊手勢自定義設(shè)置菜單，用戶站在手勢傳感器前依次完成對應(yīng)油煙機開機、關(guān)機、開燈、關(guān)燈、風(fēng)速增大與風(fēng)速減小命令的自設(shè)手勢，所述微處理器自動保存用戶所定義的手勢并結(jié)束用戶自定義操作過程。
[0014]上述的基于手勢識別的油煙機控制系統(tǒng)，所述控制結(jié)果指示模塊包含紅色LED燈與綠色LED燈，當(dāng)手勢采集與識別系統(tǒng)成功采集到正確的用戶手勢時，中央控制系統(tǒng)向連接控制結(jié)果指示模塊的端口管腳寫入高電平點亮綠色LED燈，指示用戶手勢正確且油煙機成功地響應(yīng)用戶控制手勢；當(dāng)手勢采集與識別系統(tǒng)未成功采集到正確的用戶手勢時，中央控制系統(tǒng)向連接控制結(jié)果指示模塊的端口管腳寫入低電平點亮紅色LED燈，指示用戶手勢不正確且油煙機控制失敗，提示用戶重新手勢操作。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:
[0016]1、本申請基于手勢識別設(shè)計而成，與采用諸如按鍵等接觸式油煙機控制系統(tǒng)相比，保證了油煙機面板不再有按鍵、按鈕與觸摸屏等，實現(xiàn)了遠(yuǎn)程便捷控制，使油煙機面板整齊光滑好打理，與采用語音控制的油煙機相比，本發(fā)明能夠保證油煙機在廚房強噪聲環(huán)境下正?？煽抗ぷ?；
[0017]2、與現(xiàn)有采用紅外技術(shù)的油煙機紅外手勢控制系統(tǒng)相比，本申請采用基于計算機視覺技術(shù)的手勢傳感器，可識別各種手勢，并且各手勢動作可根據(jù)用戶自行定義油煙機控制操作，用戶通過手勢可控制油煙機開關(guān)機、控制其風(fēng)速等操作，而無需用戶觸摸油煙機面板，為用戶提供更好、更便捷的油煙機操作體驗，而基于紅外技術(shù)的手勢傳感器只能識別有限的手勢動作；
[0018]3、通過無線技術(shù)發(fā)送手勢控制指令，從而保證手勢傳感器能夠與油煙機分離安裝，從而規(guī)避了油煙等對手勢傳感器信號采集精確度的影響，放寬了手勢與油煙機之間的距離最小限制要求，保證油煙機適應(yīng)廚房長期油煙污染環(huán)境。
【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖；
[0020]圖2是本發(fā)明的手勢采集與識別系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0021]圖3是本發(fā)明的用戶控制油煙機工作的手勢圖一；
[0022]圖4是本發(fā)明的用戶控制油煙機工作的手勢圖二 ；
[0023]圖5是本發(fā)明的用戶控制油煙機工作的手勢圖三；
[0024]圖6是本發(fā)明的用戶控制油煙機工作的手勢圖四；
[0025]圖7是本發(fā)明的用戶控制油煙機工作的手勢圖五；
[0026]圖8是本發(fā)明的中央控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0027]圖9是本發(fā)明的手勢采集與識別系統(tǒng)的微處理器初始化人機界面示意圖。
【具體實施方式】
[0028]如圖1所示，該基于手勢識別的油煙機控制系統(tǒng)，由中央控制系統(tǒng)3、手勢采集與識別系統(tǒng)1、控制結(jié)果指示模塊5、電機驅(qū)動模塊2和照明單元4組成，所述手勢采集與識別系統(tǒng)1與中央控制系統(tǒng)3的信號輸入端連接，所述電機驅(qū)動模塊2、控制結(jié)果指示模塊5、照明單元4分別與中央控制系統(tǒng)3的信號輸出端連接。
[0029]其中:所述手勢采集與識別系統(tǒng)1由微處理器101、分別與微處理器101相連的基于計算機視覺技術(shù)的手勢傳感器102及無線信號發(fā)送模塊103組成，所述手勢傳感器102用于采集油煙機用戶手勢，并將手勢信號傳輸給微處理器101，所述微處理器101用于接收手勢傳感器102發(fā)送的手勢信號，根據(jù)算法進(jìn)行識別并將識別出的手勢信號轉(zhuǎn)化為控制指令，所述無線信號發(fā)送模塊103用于將微處理器101發(fā)送的控制指令無線發(fā)送于中央控制系統(tǒng)3。所述中央控制系統(tǒng)3由微控制器301和與其相連接的無線信號接收模塊302組成，所述無線信號接收模塊302用于接收手勢采集與識別系統(tǒng)1無線發(fā)送的控制指令，所述微控制器301用于獲取無線信號接收模塊103接收的控制指令，并根據(jù)相應(yīng)的算法轉(zhuǎn)化為控制信號發(fā)送給電機驅(qū)動模塊2控制油煙機電機轉(zhuǎn)動。所述控制結(jié)果指示模塊5用于指示用戶手勢是否正確，并指示油煙機電機是否成功地響應(yīng)用戶控制手勢。所述照明單元4用于響應(yīng)中央控制系統(tǒng)3發(fā)送的控制指令控制油煙機照明。
[0030]本實施例中，所述手勢傳感器102采用微軟公司的Kinect手勢敏感器進(jìn)行用戶手勢采集，出于避免油煙對Kinect手勢敏感器的污染，Kinect手勢敏感器與油煙機本體分離安裝于與油煙機相對的墻壁頂端，確保使用油煙機時用戶在Kinect手勢敏感器的2-4米視場工作范圍內(nèi)。也可采用Sensortek手勢感應(yīng)傳感器或Avago公司帶有手勢識別功能的光線距離傳感