一种智能手势控制电风扇.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 102192173 A (43)申请公布日 2011.09.21 CN 102192173 A *CN102192173A* (21)申请号 201010119757.4 (22)申请日 2010.03.08 F04D 27/00(2006.01) (71)申请人 艾美特电器 ( 深圳 ) 有限公司 地址 518108 广东省深圳市宝安区石岩镇黄 峰岭工业区 (72)发明人 李君宝 闫立军 潘正祥 (74)专利代理机构 深圳市顺天达专利商标代理 有限公司 44217 代理人 高占元 (54) 发明名称 一种智能手势控制电风扇 (57) 摘要 本发明涉及一种智能手势控制。

2、电风扇， 其包 括 ： 手势控制单元和控制调节单元， 所述手势控 制单元连接所述控制调节单元， 所述控制调节单 元连接电风扇的电机 ； 其中， 所述手势控制单元， 用于接收用户的手势， 对所述手势进行识别判断， 根据所述识别判断的结果指示所述控制调节单元 调节所述电机的启动、 关闭和转速。 利用新的图像 特征提取方法来进行有效的手势识别， 用户可以 对着电风扇， 通过设定好的手势即可实现对电风 扇的一般操作 ： 启动或关闭电风扇， 改变风速， 摇 头或停止等。 操作简单， 使电风扇更加人性化和智 能化。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要。

3、求书 1 页 说明书 3 页 附图 2 页 CN 102192177 A1/1 页 2 1. 一种智能手势控制电风扇， 其特征在于， 包括 ： 手势控制单元和控制调节单元， 所述 手势控制单元连接所述控制调节单元， 所述控制调节单元连接电风扇的电机 ； 其中， 所述手势控制单元， 用于接收用户的手势， 对所述手势进行识别判断， 根据所述 识别判断的结果指示所述控制调节单元调节所述电机的启动、 关闭和转速。 2. 如权利要求 1 所述智能手势控制电风扇， 其特征在于， 所述电机包括调速电机和摇 头转叶电机， 所述控制调节单元包括调速电路和摇头转叶电路， 所述调速电路分别连接所 述手势控制单元和所。

4、述调速电机， 所述摇头转叶电路分别连接所述手势控制单元和所述摇 头转叶电机。 3. 如权利要求 1 所述智能手势控制电风扇， 其特征在于， 所述手势识别单元包括 ： 手势 图像采集模块、 预处理模块， 训练模块、 匹配模块和输出控制模块， 其中 ： 所述手势图像采集模块， 用于采集用户的手势图像 ； 所述预处理模块， 用于将所述手势图像进行预处理 ； 训练模块， 用于将所述经过预处理后的手势图像建立手势图像数据库 ； 匹配模块， 用于接收用户的手势控制命令， 将所述手势控制命令与所示手势图像数据 库中的手势图像进行匹配 ； 输出控制模块， 用于根据所述匹配结果向控制调节单元输出控制信号。 4.。

5、 如权利要求 3 所述智能手势控制电风扇， 其特征在于， 所述训练模块， 用于通过非参 数核判别分析的方法从经过预处理后的手势图像中提取有效的特征建立手势图像数据库。 5. 如权利要求 1 所述智能手势控制电风扇， 其特征在于， 还包括语音提示单元， 所述语 音提示单元连接所述手势控制单元， 用于根据所述手势控制单元接收到的手势图像， 播报 所述手势图像对应的操作信息。 6. 如权利要求 1 所述智能手势控制电风扇， 其特征在于， 还包括语音采取单元， 用于采 取语音、 对所述语音进行处理根据所述处理结果输出控制信号到控制调节单元。 权 利 要 求 书 CN 102192173 A CN 10。

6、2192177 A1/3 页 3 一种智能手势控制电风扇 技术领域 0001 本发明涉及电风扇， 更具体地说， 涉及一种智能手势控制电风扇。 背景技术 0002 电风扇是一种使用非常广泛的家电， 它具有价格低廉， 使用方便的特点， 受到人们 的普遍欢迎。随着生活水平的日益提高， 人们对电风扇的新颖性和智能化的要求也越来越 高。目前现有技术还没有利用手势来控制的风扇。 发明内容 0003 本发明要解决的技术问题在于， 针对现有的电风扇不能用手势来控制的缺陷， 提 供一种智能手势控制电风扇。 0004 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是 ： 0005 一种智能手势控制电风扇， 其包括 ： 手势。

7、控制单元和控制调节单元， 所述手势控制 单元连接所述控制调节单元， 所述控制调节单元连接电风扇的电机 ； 0006 其中， 所述手势控制单元， 用于接收用户的手势， 对所述手势进行识别判断， 根据 所述识别判断的结果指示所述控制调节单元调节所述电机的启动、 关闭和转速。 0007 其中， 优选的， 所述电机包括调速电机和摇头转叶电机， 所述控制调节单元包括调 速电路和摇头转叶电路， 所述调速电路分别连接所述手势控制单元和所述调速电机， 所述 摇头转叶电路分别连接所述手势控制单元和所述摇头转叶电机。 0008 其中， 优选的， 所述手势识别单元包括 ： 手势图像采集模块、 预处理模块， 训练模 。

8、块、 匹配模块和输出控制模块， 其中 ： 0009 所述手势图像采集模块， 用于采集用户的手势图像 ； 0010 所述预处理模块， 用于将所述手势图像进行预处理 ； 0011 训练模块， 用于将所述经过预处理后的手势图像建立手势图像数据库 ； 0012 匹配模块， 用于接收用户的手势控制命令， 将所述手势控制命令与所示手势图像 数据库中的手势图像进行匹配 ； 0013 输出控制模块， 用于根据所述匹配结果向控制调节单元输出控制信号。 0014 其中， 优选的， 所述训练模块， 用于通过非参数核判别分析的方法从经过预处理后 的手势图像中提取有效的特征建立手势图像数据库。 0015 其中， 优选的。

9、， 所述智能手势控制电风扇， 其特征在于， 还包括语音提示单元， 所述 语音提示单元连接所述手势控制单元， 用于根据所述手势控制单元接收到的手势图像， 播 报所述手势图像对应的操作信息。 0016 其中， 优选的， 所述智能手势控制电风扇， 还包括语音采取单元， 用于采取语音、 对 所述语音进行处理根据所述处理结果输出控制信号到控制调节单元。 0017 实施本发明的技术方案， 具有以下有益效果 ： 利用新的图像特征提取方法来进行 有效的手势识别， 用户可以对着电风扇， 通过设定好的手势即可实现对电风扇的一般操作 ： 说 明 书 CN 102192173 A CN 102192177 A2/3 。

10、页 4 启动或关闭电风扇， 改变风速， 摇头或停止等。电风扇在接收到手势命令后， 执行相应的操 作， 这样方便了人们的生活， 人们可以更加方便快捷的使用该风扇。由于在手势识别模块 中， 采用了NKDA(非参数核判别分析)特征提取方法， 所以手势识别率高， 操作也更加简单， 使电风扇更加人性化和智能化。 附图说明 0018 下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明， 附图中 ： 0019 图 1 为本发明实施例提供的智能手势控制电风扇的结构示意图 ； 0020 图 2 为本发明实施例提供的之能手势控制电风扇的控制流程图。 具体实施方式 0021 为了使本发明的目的、 技术方案及优点更加清楚明白。

11、， 以下结合附图及实施例， 对 本发明进行进一步详细说明。 应当理解， 此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明， 并 不用于限定本发明。 0022 本发明实施例提供一种智能手势控制电风扇， 如图 1 所示， 该电风扇包括 ： 手势控 制单元 110 和控制调节单元 120， 所述手势控制单元 110 连接所述控制调节单元 120， 所述 控制调节单元 120 连接电风扇的电机 130 ； 0023 其中， 所述手势控制单元 110， 用于接收用户的手势图像， 对所述手势图像进行识 别判断， 根据所述识别判断的结果指示所述控制调节单元120调节所述电机130的启动、 关 闭和转速。在具体的实施。

12、例中， 所述电机 130 包括调速电机 131 和摇头转叶电机 132， 所述 控制调节单元120包括调速电路121和摇头转叶电路122， 所述调速电路121分别连接所述 手势控制单元110和所述调速电机131， 所述摇头转叶电路122分别连接所述手势控制单元 110 和所述摇头转叶电机 132。 0024 进一步的的实施例中， 所述手势识别单元 110 包括 ： 手势图像采集模块 111、 预处 理模块 112、 训练模块 113、 匹配模块 114 和输出控制模块 115， 其中 ： 0025 所述手势图像采集模块 111， 用于采集用户的手势图像， 该手势图像采集模块可以 是摄像头 ； 。

13、0026 所述预处理模块 112， 用于将所述手势图像进行预处理， 如进行采取、 去噪等 ； 0027 训练模块 113， 用于将所述经过预处理后的手势图像建立手势图像数据库 ； 具体 的， 所述训练模块 113， 用于通过非参数核判别分析 (NDKA) 的方法从经过预处理后的手势 图像中提取有效的特征建立手势图像数据库， 在训练阶段通过训练模块 113 将采集并预处 理后的手势图像建立一个数据库， 例如， 伸出一个食指， 表示要一级风， 两个手指表示要二 级风， 拳头代表关机等， 这样， 可以在控制操作阶段时， 通过用户发出的手势与数据库中的 这些手势相比较， 如果比较能够对应上， 根据在训。

14、练阶段对应的指示， 发出控制信号， 控制 电机， 即可以达到控制电风扇的目的， 。 0028 匹配模块 114， 用于接收用户的手势控制命令， 将所述手势控制命令与所示手势图 像数据库中的手势图像进行匹配 ； 0029 输出控制模块 115， 用于根据所述匹配结果向控制调节单元 120 输出控制信号。 0030 其中， 通过 NDKA 的具体运算过程 ： 说 明 书 CN 102192173 A CN 102192177 A3/3 页 5 0031 输入训练样本 x1， x2， .， xM， 其中 W 为样本总数 0032 步 骤 一、计 算 权 矩 阵其 中 N(xil， j， k) 表示来。

15、自第 i 类第 l 个样本 xil相对第 j 类的第 k 个最近邻样本。 0033 步骤二、 计算矩阵 B，其中， B(i， j， k， l) K1(i， j， k， l)TK1(i， j， k， l)， 步 骤 三、计 算 矩 阵 W，其 中W(i， k， l) K2(i， k， l)TK2(i， k， l)， 0034 步骤四、 计算矩阵 W 的特征矩阵 及相应特征值矩阵 ； 0035 步骤五、 将 B 转换为 0036 步骤六、 计算 BK， 的特征矩阵 及特征值矩阵 。 0037 步骤七、 计算映射矩阵 0038 步骤八、 对于输入 x， 计算特征向量 y WTk(x1， x)， k(。

16、x1， x)， .， k(xM， x)。 0039 可以用预先设定好的手势来控制风扇， 为了提高手势识别的正确识别率和稳定 性， 该发明中基于 NKDA 的手势识别算法， 以利于更准确的控制风扇。 0040 另外， 在进一步的实施例中， 所述智能手势控制电风扇， 还包括语音提示单元， 所 述语音提示单元连接所述手势控制单元， 用于根据所述手势控制单元接收到的手势图像， 播报所述手势图像对应的操作信息。 0041 在进一步的实施例中， 所述智能手势控制电风扇， 还包括语音采取单元， 用于采取 语音、 对所述语音进行处理根据所述处理结果输出控制信号到控制调节单元， 如果用户语 音命令为自动定向送风。

17、， 则通过语音采取单元进行音源定位处理， 然后对语音信号进行降 噪处理， 以减少环境噪音对定位的影响， 然后通过计算语音信号到达两个声音传感器的时 间差距， 进而可计算出声音的偏移角度， 最后再输出相应的控制信号到控制调节单元。 0042 图 2 为本发明实施例提供的之能手势控制电风扇的控制流程图， 该控制流程包 括 ： 训练阶段和控制阶段， 先通过训练阶段建立手势图像数据库， 某个手势动作对应某个操 作， 然后通过 NKDA 的方法进行特征提取， 还可以根据需要更新数据库的模式 ； 0043 控制阶段通过摄像头采集手势图像， 然后将该手势图像进行预处理后进行特征提 取 ； 0044 将控制阶段进行特征提取后的手势图像与通过 NKDA 的方法进行特征提取建立的 数据库中的手势图像进行匹配， 如果相匹配， 则输出该手势对应的控制信号。 0045 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已， 并不用以限制本发明， 凡在本发明的精 神和原则之内所作的任何修改、 等同替换和改进等， 均应包含在本发明的保护范围之内。 说 明 书 CN 102192173 A CN 102192177 A1/2 页 6 图 1 说 明 书 附 图 CN 102192173 A CN 102192177 A2/2 页 7 图 2 说 明 书 附 图 CN 102192173 A 。