技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种人机交互领域，具体是一种手势识别设备。
相关背景技术
[0002] 伴随人机交互领域的迅猛发展，人们对于人机交互设备尤其是对于手势识别设备的精度要求越来越高，传统的基于摄像头的手势识别设备，更侧重于对摄像头数据的采集，即采集更加清晰的图像信息，但是手部离摄像头的远近以及摄像头本身的角度等信息并未考虑，这样就会造成两种情况，当手离摄像头较远时，精度会下降的很明显；当摄像头角度过于倾斜时，精度也会下降的十分明显，以上这两种情况，在使用基于摄像头的手势识别设备时难免会发生。
[0003] 本技术提出一种新的思路和方法，即综合考虑摄像头与手的距离信息以及当前摄像头的角度信息，用来过滤一些环境干扰，增强手势识别设备的抗干扰性，也在一定程度上，增加了手势识别设备精度提升的上限。实用新型内容
[0004] 本实用新型的目的在于提供一种手势识别设备，该手势识别设备综合考虑距离角度以及图像信息，对比传统的手势识别设备只基于摄像头的设备，改进更加侧重于得到更好的图像信息。
[0005] 本实用新型采用如下技术方案：一种手势识别设备，包括DC12V电源、稳压模块、控制模块、单路运算放大器、处理器芯片、摄像头模块、USB转串口芯片和通讯模块；
[0006] DC12V电源与稳压模块连接，稳压模块拆分为两条电路，一条电路为12V转5V电压电路，一条电路为12V转3V3电压电路；
[0007] 12V转5V电压电路上的稳压模块分别连接控制模块、摄像头模块和通讯模块；
[0008] 12V转3V3电压电路上的稳压模块分别连接单路运算放大器、处理器芯片和USB转串口芯片。
[0009] 进一步的，还包括有陀螺仪模块和红外测距模块，控制模块由两个独立的开关组成，控制模块分别与陀螺仪模块和红外测距模块连接。
[0010] 进一步的，陀螺仪模块与处理器芯片连接，采用IIC通信方式连接，IIC通信方式包括串行时钟线SCL和串行数据线SDA，具体连接关系为：串行时钟线SCL连接电阻R4，电阻R4另一端与12V转3V3电压连接后再与处理器芯片连接，串行数据线SDA连接电阻R3，电阻R3另一端与12V转3V3电压连接后再与处理器芯片连接。陀螺仪模块用于采集摄像头模块角度信息并发送至处理器芯片。
[0011] 进一步的，红外测距模块与单路运算放大器连接，单路运算放大器与处理器芯片连接。红外测距模块将距离信息发送至单路运算放大器，单路运算放大器用于将距离信息发送至处理器芯片。
[0012] 进一步的，处理器芯片分别与USB转串口芯片和通讯模块连接；与USB转串口芯片具体的连接方式为：处理器芯片发送信号线连接电阻R6，电阻R6另一端与12V转3V3电压连接后再与USB转串口芯片连接，处理器芯片接收信号线连接电阻R5，电阻R5另一端与12V转3V3电压连接后再与USB转串口芯片连接。
[0013] 进一步的，摄像头模块与USB转串口芯片连接，摄像头模块采用具有USB接口的摄像头模块，具体连接关系为：摄像头模块发送信号线经过电阻R1与USB转串口芯片连接，摄像头模块接收信号线经过电阻R2与USB转串口芯片连接。
[0014] 本实用新型的有益效果是：该设备可以采集摄像头与手部的距离，摄像头模块的角度以及图像信息，结合距离，角度信息，综合判断得出手部姿态信息，与传统的基于摄像头的设备相比，本实用新型综合考虑距离角度以及图像信息，而传统的基于摄像头的设备改进方法则是更加侧重于得到更好的图像信息。
具体实施方式
[0016] 下面结合图1来说明本实用新型，本实用新型提供了一种手势识别设备，包括DC12V电源、稳压模块、控制模块、单路运算放大器、处理器芯片、摄像头模块、USB转串口芯片和通讯模块；
[0017] DC12V电源与稳压模块连接，稳压模块拆分为两条电路，一条电路为12V转5V电压电路，一条电路为12V转3V3电压电路；
[0018] 12V转5V电压电路上的稳压模块分别连接控制模块、摄像头模块和通讯模块；通讯模块采用WIFI通信，采用ESP8266型号芯片实现。
[0019] 12V转3V3电压电路上的稳压模块分别连接单路运算放大器、处理器芯片和USB转串口芯片。
[0020] 在本实施例中，稳压模块包括两条独立的电路，采用AMS1117‑5.0芯片实现DC12V转5V电路，采用AMS1117‑3.3芯片实现DC12V转3V3电路，AMS1117‑5.0芯片和AMS1117‑3.3芯片是一种线性稳压芯片，主要用于电子设备的电源管理，相比于其他的芯片有高效稳压，小体积，低功耗，温度保护等优点。
[0021] 进一步的，DC12V电源用于输出DC12V电压，DC12V电源与稳压模块连接，对于稳压模块来说，输入为DC12V电源，输出为二种电压5V和3V3，稳压模块负责提供稳定的两路电压（5V和3V3）给其他模块供电。
[0022] 进一步的，还包括有陀螺仪模块和红外测距模块，控制模块由两个独立的开关组成，开关的型号为直插卧式小微型电源开关，控制模块分别与陀螺仪模块和红外测距模块连接。当感觉不需要格外采集角度信息或者距离信息时，可以通过控制模块将陀螺仪模块或者红外测距模块关闭。
[0023] 进一步的，陀螺仪模块与处理器芯片连接，采用IIC通信方式连接，IIC通信方式包括串行时钟线SCL和串行数据线SDA，具体连接关系为：串行时钟线SCL连接电阻R4，电阻R4另一端与12V转3V3电压连接后再与处理器芯片连接，串行数据线SDA连接电阻R3，电阻R3另一端与12V转3V3电压连接后再与处理器芯片连接。陀螺仪模块用于采集摄像头模块角度信息并发送至处理器芯片。
[0024] 在本实施例中，陀螺仪模块用到的是IIC通信接口，具体采用MPU6050型号的芯片，MPU6050型号的芯片是一款常用的6轴陀螺仪模块，具有高集成度，高精度，低功耗，快速响应等优点。
[0025] 进一步的，红外测距模块与单路运算放大器连接，单路运算放大器与处理器芯片连接。红外测距模块将距离信息发送至单路运算放大器，单路运算放大器用于将距离信息发送至处理器芯片。
[0026] 在本实施例中，红外测距模块采用GP2Y0E03芯片，GP2Y0E03芯片是一种红外测距传感器芯片，适用于非接触式测量物体与传感器之间的距离，GP2Y0E03芯片的测距范围是10cm至120cm。单路运算放大器采用MCP606T‑I/OT芯片。
[0027] 进一步的，处理器芯片分别与USB转串口芯片和通讯模块连接；与USB转串口芯片具体的连接方式为：处理器芯片发送信号线连接电阻R6，电阻R6另一端与12V转3V3电压连接后再与USB转串口芯片连接，处理器芯片接收信号线连接电阻R5，电阻R5另一端与12V转3V3电压连接后再与USB转串口芯片连接。
[0028] 在本实施例中，处理器芯片采用RK3566芯片，RK3566芯片具有超低功耗的优点，通讯模块采用WIFI通讯，采用ESP8266芯片，USB转串口芯片采用CP2102芯片。
[0029] 进一步的，摄像头模块与USB转串口芯片连接，摄像头模块采用具有USB接口的摄像头模块，具体连接关系为：摄像头模块发送信号线经过电阻R1与USB转串口芯片连接，摄像头模块接收信号线经过电阻R2与USB转串口芯片连接。
[0030] 在本实施例中，摄像头采用型号为WHEELTEC RGB相机C100。
[0031] 本实用新型处理器芯片采用公开的目标检测算法、摄像机标定方法和手势识别算法，先将角度，距离信息做一次摄像机标定，以使数据对应，之后将图像信息输入至公开的目标检测算法，之后利用标定之后的距离角度信息过滤到不需要的图像信息，再将图像信息输入至公开的手势识别算法中，得到最终结合距离，角度信息的手势识别信息，值得注意的是，摄像头标定法或采用张氏标定法，该方法操作简单，而且精度较高，可以满足大部分场合，目标检测算法或用到YOLO系列算法，YOLO系列算法是一类典型的one‑stage目标检测算法，其利用anchor box将分类与目标定位的回归问题结合起来，从而做到了高效、灵活和泛化性能好。
[0032] 本实用新型组装好后，可以实现的效果为：摄像头模块采集图像信息，陀螺仪模块采集角度信息，红外测距模块采集手部离设备的距离信息，综合考虑这三者的信息，对于手势识别给出更加精准的判断，当外部环境足够稳定时，也可以通过控制模块将陀螺仪模块或者红外测距模块关闭，从而达到个性化处理。并不会增加额外的负担。
[0033] 以上对本实用新型及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。本实用新型专利的保护范围不包括对软件和算法的改进。
