[发明专利]一种基于单片机的汽车手势控制装置及其控制方法

说明书

本发明提出了一种基于单片机的汽车手势控制装置及其控制方法，本发明采用单片机作为主控单元，使用红外补光灯投出红外光，使用带有红外滤波片的单目摄像头捕捉用户手势图像，并传送给单片机模块，单片机模块对用户手势图像进行分析处理与识别，并控制设备控制模块操作汽车设备，从而实现对汽车设备的手势控制。本发明单片机模块具有优秀的扩展性，可根据实际需求连接不同的设备驱动模块，驱动不同的汽车设备，达到使用手势控制多种车内设备的目的。同时本发明采用红外补光器搭配单目摄像头，可于低照度条件下使用，更适合应用于车内，尤其夜间行车无日光照明时，仍可正常使用。

技术领域

本发明属于手势识别技术领域，特别是涉及一种基于单片机的汽车手势控制装置及其控制方法。

背景技术

汽车附属设备的最常见控制方式是物理按压式按键或旋钮式按键。按压式按键，在不受外力作用时，按键触点处于分离状态，按压后按键触电闭合，以此来判断按键按下，进而控制汽车内的附属设备，例如：调节汽车后视镜角度，开关车门锁等。旋钮式按键，通常有一个“公共端”，当旋钮旋转一个固定的档位时，使得当前和“公共端”连通的触点断开，而使得该档位的触点与“公共端”导通，以区别不同的档位，从而控制汽车内的附属设备，例如:调节车内空调等。

在目前人工智能为大趋势的形势下，许多汽车厂商推出了使用手势控制汽车的方式，汽车手势控制现有技术从原理上可分为基于电磁感应、基于双目视觉、基于三维图像等；

基于电磁感应的控制方案主要依赖于固定在车内的电磁感应设备，当人手接近后对设备原有电磁场产生扰动，通过对电磁场变化的监测实现手势控制。

基于双目视觉的控制方案是利用两个摄像头传感器所拍摄的两幅或多幅二维图像，依据其中包含的几何关系将场景的三维信息重构出来。通过分析构建出的三维信息，来判断用户手势姿态，进而实现手势控制。

基于三维图像的常用方式包括结构光、光飞时间及多角度成像等，通过计算目标与视频捕获装置间的距离信息，结合二维图像相关处理分析方法实现手势的识别。

传统的按压式按键以及旋钮式按键方案，需要人手接触指定的按键，且施加一定力度，操作方式老旧，且繁琐费力；手势控制方案比传统物理按键控制方式更加新颖，操作便捷，且节省空间，不再需要实体按键，无需人手触摸控制设备；但目前的电磁感应方案，操作距离很近，并且只能识别简单的手势，对复杂的手势识别比较困难，灵敏度低；而双目视觉及三维图像处理方案的计算量较大，对平台要求较高，成本高，且不易于集成和维护。

发明内容

本发明为了解决现有的技术问题，提出一种基于单片机的汽车手势控制装置及其控制方法。

本发明的目的通过以下技术方案实现：一种基于单片机的汽车手势控制装置，包括图像采集模块、单片机模块和设备控制模块；

所述图像采集模块包括红外补光器和带有滤波片的摄像头，所述红外补光器用于向前方照射固定波段的红外光，从而增强识别用户手势的亮度；所述摄像头的滤波片用于过滤除与红外补光器相同波长的光以外的其他波长的光线，所述摄像头用于捕捉与红外补光器相同波长的光通过滤波片形成的用户手势图像；

所述单片机模块用于调用图像采集模块捕获用户手势图像并保存图像采集模块捕获的用户手势图像，并对用户手势图像进行处理和分析以及向设备控制模块发送控制命令；

所述设备控制模块用于接收所述单片机模块发送的控制命令，从而根据所述控制命令驱动汽车内设备，所述汽车内设备执行相应的命令动作。

进一步地，所述单片机模块包括调用单元、图像存储单元、图像处理单元、手势识别单元和设备控制命令单元；

所述调用单元用于初始化底层硬件设备，启动图像采集设备，调用图像采集模块，捕获用户手势图像；