非接触式手势识别创新电子产品设计
非接触式智能指纹身份识别系统设计
非接触式智能指纹身份识别系统设计随着科技的快速发展和社会需求的变化，传统的身份识别技术面临一些限制和挑战。
近年来，非接触式智能指纹身份识别系统逐渐受到人们的关注和使用。
这种系统基于指纹识别技术，利用无线通信、智能感应和图像处理等先进技术，实现了更安全、高效且便捷的身份验证方式。
本文将围绕任务名称描述的内容需求，探讨非接触式智能指纹身份识别系统的设计原理和关键技术。
一、非接触式智能指纹身份识别系统的设计原理非接触式智能指纹身份识别系统是一种基于生物特征的身份识别技术，其设计原理如下：1.指纹特征提取：系统采用触摸式或光学传感器获取用户的指纹信息，并通过图像处理技术对指纹图像进行处理和分析。
这一部分主要包括预处理、特征提取和特征匹配等步骤。
其中，预处理步骤主要包括图像增强、滤波和去噪等操作，以提高指纹图像的质量；特征提取步骤则通过算法或深度学习进行指纹特征的提取，通常采用的方法包括Minutiae（细节点）特征提取和基于模式的特征提取等。
2.特征匹配和模式识别：在指纹特征提取后，系统会与已有的指纹库中的特征进行匹配和比对，从而确定用户的身份。
特征匹配方法通常包括基于Minutiae的匹配、基于核相关性的匹配等。
匹配结果将通过模式识别算法进行判断和分析，判断用户的指纹是否与已有的指纹信息匹配。
3.数据传输和处理：非接触式智能指纹身份识别系统通过无线通信技术（如NFC、RFID等）将用户的指纹特征数据传输到服务器或云端进行处理；在服务器或云端，系统会进行进一步的识别和验证，并返回验证结果给终端设备。
4.系统安全和性能优化：为了保证系统的安全性和性能优化，非接触式智能指纹身份识别系统通常会加入安全算法和深度学习技术，用于加密和保护用户的指纹特征数据，并提高系统的识别准确率和效率。
二、非接触式智能指纹身份识别系统的关键技术非接触式智能指纹身份识别系统的设计和实施离不开一系列关键技术的支持，其中包括以下几个方面：1.生物特征采集技术：非接触式指纹识别系统采用不接触的方式获取指纹信息，因此需要利用光学传感器或其他无线感应设备进行指纹图像的采集。
非接触式手势识别与控制系统设计与实现
非接触式手势识别与控制系统设计与实现在现代技术的迅速发展和智能化的需求下，非接触式手势识别与控制系统成为一项备受关注的技术。
该技术能够通过传感器识别手势动作，并将其转换为相应的控制信号，实现人机交互的便捷和智能化。
本文将介绍非接触式手势识别与控制系统的设计原理和实现方法。
一、设计原理非接触式手势识别与控制系统的设计原理主要包括传感器选择、手势动作识别算法和控制信号转换。
1. 传感器选择传感器是实现手势识别的关键设备。
选择合适的传感器能够有效地提高手势识别的准确性和灵敏度。
常见的传感器有摄像头、红外线传感器、超声波传感器等。
摄像头是一种常用的传感器，能够通过拍摄手势动作的视频并提取关键信息用于手势识别。
红外线传感器可以测量物体与传感器之间的距离，从而实现非接触式手势识别。
超声波传感器则是利用声音的回波来确定物体与传感器之间的距离。
2. 手势动作识别算法手势动作识别算法是实现手势识别的核心部分。
通过对传感器采集到的数据进行处理和分析，能够准确地识别手势动作。
常用的手势动作识别算法有模式识别算法、机器学习算法和深度学习算法等。
模式识别算法是一种常用的手势动作识别方法，通过统计和比较不同手势动作样本的特征，根据相似度判断手势动作的类别。
机器学习算法利用训练数据集对手势动作进行分类和预测，从而实现手势识别。
深度学习算法是一种基于神经网络的手势动作识别方法，可以通过反向传播算法学习和提取特征，从而实现高精度的手势识别。
3. 控制信号转换控制信号转换是将手势动作识别结果转换为对设备或系统的控制信号。
根据不同的应用需求，可以将手势动作转换为机器指令、图形界面操作、声音或光信号等。
二、系统实现在设计原理的基础上，我们可以通过以下步骤实现非接触式手势识别与控制系统。
1. 系统硬件搭建根据设计需求选择合适的传感器，并进行硬件的搭建和连接。
如果选择使用摄像头作为传感器，需要将摄像头连接到计算机或嵌入式系统中。
如果选择使用红外线传感器或超声波传感器，需要将传感器固定在适当的位置，并连接到计算机或嵌入式系统。
一种非接触式的手势识别方法和系统[发明专利]
![一种非接触式的手势识别方法和系统[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/83112ecabcd126fff6050b83.png)
专利名称：一种非接触式的手势识别方法和系统专利类型：发明专利
发明人：金海焱,廖丹,陆川,杨乐辉
申请号：CN201611003899.8
申请日：20161115
公开号：CN106774825A
公开日：
20170531
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种非接触式的手势识别方法和系统。
其中，所述系统包括信号发射接收模块、注入锁相正交接收模块和手势识别模块。
本发明通过信号发射接收模块向被检测物发射无线信号并接收回波信号；由注入锁相正交接收模块对所述无线信号的相位进行锁定，对所述回波信号和锁相后的无线信号进行正交解调，输出同相支路解调得到的第一基带信号以及正交支路解调得到的第二基带信号；进而由手势识别模块根据所述第一基带信号以及第二基带信号的信号幅度变化来判断所述被检测物的移动方向。
由此实现非接触式的手势识别，本发明无需摄像头和复杂的算法，降低了成本，适用范围广。
申请人：康佳集团股份有限公司
地址：518053 广东省深圳市南山区高新技术产业园区科技南十二路28号康佳研发大厦23层国籍：CN
代理机构：深圳市君胜知识产权代理事务所(普通合伙)
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基于手势识别的智能手控电视遥控器设计
基于手势识别的智能手控电视遥控器设计现代科技的进步使得人们能够通过手势来实现电视遥控器的操作。
基于手势识别的智能手控电视遥控器为用户提供了更加便捷和直观的操控方式。
本文将探讨基于手势识别的智能手控电视遥控器的设计原理和创新特点。
首先，基于手势识别的智能手控电视遥控器通过利用摄像头或者红外传感器来实时获取用户的手势动作。
这些手势动作可以是简单的手势，例如用手掌向上划动表示音量增大，用手掌向下划动表示音量减小；或者是复杂的手势，例如用食指画圈表示切换频道，用中指向左滑动表示快进等。
通过比对用户手势和预设手势模型，系统能够准确地识别用户的手势，并将其转化为相应的电视遥控信号。
设计基于手势识别的智能手控电视遥控器时，需要考虑以下几个关键问题。
首先是手势识别算法的设计。
手势识别算法是基于图像识别和模式识别技术的，其目的是将用户手势从实时采集的图像中准确地提取出来。
为了提高手势识别的准确性和鲁棒性，可以采用深度学习算法，例如卷积神经网络（CNN）。
同时，也可以结合其他传感器信息来进一步提高手势识别的准确性，例如加速度传感器和陀螺仪等。
其次是手势操作与电视遥控的映射。
在设计手势识别的智能手控电视遥控器时，需要建立一套手势和电视遥控命令之间的映射关系。
这个映射关系可以通过用户自定义来实现，例如用户可以在系统菜单中选择自己喜欢的手势和对应的遥控命令。
另外，也可以根据用户的使用习惯和智能算法的学习，自动为用户建立合适的映射关系。
第三是用户界面的设计。
用户界面是用户与智能手控电视遥控器进行交互的媒介，其设计直接影响用户体验。
在基于手势识别的智能手控电视遥控器中，可以采用触摸屏或者语音交互等先进的交互方式。
此外，还可以设计一些辅助功能和界面个性化的设置，以满足不同用户的需求。
基于手势识别的智能手控电视遥控器的设计具有一些创新特点。
首先，它能够实现非触摸控制。
传统的电视遥控器需要通过按键来完成操作，而基于手势识别的智能手控电视遥控器通过手势的方式来实现操控，用户可以不用触摸屏幕，直接通过手势动作来操控电视。
非接触式手势识别技术研究及应用
非接触式手势识别技术研究及应用随着信息技术的不断发展，我们的生活也发生了很大的改变。
而其中一个最具代表性的领域就是计算机科学与人机交互技术的发展。
因为计算机科学与人机交互技术的发展，我们现在可以利用更加智能化的设备来完成更为高效和便捷的任务，而非接触式手势识别技术就是这些技术中的一种。
所谓非接触式手势识别技术，指的是通过使用特定的传感器，实现对人体手势的识别，从而实现人机交互的目标。
非接触式手势识别技术有很广泛的应用场景，比如可穿戴设备、智能家居、智能电视等等。
而随着非接触式手势识别技术的不断完善和发展，这些应用场景也不断得到拓展和扩展。
在可穿戴设备领域，非接触式手势识别技术被广泛应用。
因为可穿戴设备的特殊性，需要充分考虑到用户的使用体验和舒适度。
而非接触式手势识别技术正是在这方面取得了很大的突破。
利用它，我们可以实现手势控制电子设备的目标，同时也可以降低佩戴设备的不适感。
在智能家居领域，非接触式手势识别技术也有着广泛的应用。
传统的家居设备需要通过按下开关等方式来控制，这样使用起来很不方便。
而利用非接触式手势识别技术，则可以实现更为自然和方便的控制方式。
比如，我们可以通过手势控制灯光的亮度和颜色，通过手势控制家庭音响的播放和暂停等等。
这样，我们就可以通过更加方便的方式来享受智能家居带来的便利。
除了智能家居，非接触式手势识别技术在智能电视领域也有着广泛的应用。
随着智能电视的不断发展，我们的观看体验也得到大大的提升。
而非接触式手势识别技术则可以为我们带来更加智能和周到的服务。
比如，我们可以通过手势来控制电视的开关以及调整声音大小等等。
这样一来，我们不仅可以享受智能电视带来的高清画面和高质音效，还可以直接通过手势来操作，从而提升观看体验。
因为非接触式手势识别技术在人机交互领域具有广泛的应用前景，所以在国内外也有很多研究机构和技术企业在进行研究和开发。
在研究方面，目前已经有很多学者通过利用计算机视觉、深度学习等技术，建立了大量的手势识别模型，并且在精度和速度上都得到了很大的进展。
基于非接触式3D红外手势识别控制的油烟机_CN209431507U
( 54 )实用新型名称 基于非接触式 3D红 外手势识别控 制的 油烟
机 ( 57 )摘要
基于非接触式 3D红 外手势识别控 制的 油烟 机 ，包括集烟罩 ，集烟罩内设置有驱动控制模组 ， 集烟罩前侧壁板开设安装孔，安装孔内嵌设安装 有安装盒，安装盒内设置有手势红外传感器阵列 控 制装置 ，安装盒前 侧面为透明板 ，手势红外传 感器阵列控制装置的信号输出端与驱动控制模 组的信号输入端连接。本实用新型通过手势红外 传感器阵列控制装置来识别所定义的多种手势 动作，从而控制油烟机的电源通断、风机转速、照 明 灯光亮 度调节 和油烟机自 清洗功能 开 启等一 系列操作。对 油烟机各功能 进行非接触式 操控 ， 从而杜绝了用户对油烟机触控界面的直接接触， 进而有效地减少将油渍脏污、细菌等污渍残留于 触控界 面 难以 清洗 及由 于交 叉 污染 影响所烹 饪 食物健康的问题。
3 .根据权利要求2所述的基于非接触式3D红外手势识别控制的油烟机，其特征在于：集 烟罩前 侧壁上设置有触摸控制面板或按钮开关 ，触摸控制面板或按钮开关与MCU主控模块 的信号输入端连接。
4 .根据权利要求1或2所述的基于非接触式3D红外手势识别控制的油烟机，其特征在 于：集烟罩内部设置有自清洗装置，自清洗装置与驱动控制模组的信号输出端连接。
( 19 )中华人民 共和国国家知识产权局
( 12 )实 用新型专利
(21)申请号 201920092683 .6
(22)申请日 2019 .01 .21
(73)专利权人 焦作市兔比科技有限公司 地址 454002 河南省焦作市山阳区焦辉路 3033号科创中心四楼401室
(72)发明人 李彦鑫 胡宇 王圳
2 .根据权利要求1所述的基于非接触式3D红外手势识别控制的油烟机，其特征在于：手 势红外传感器阵列控制装置包括MCU主控模块、基于位置及相位的多手势感应识别处理单 元、红外接收传感器和红外LED发射阵列，红外LED发射阵列的信号输出端和红外接收传感 器的信号输出端均与基于位置及相位的多手势感应识别处理单元的信号输入端连接，基于 位置及相位的多手势感应识别处理单元的信号输出端与MCU主控模块的信号输入端连接， 红外LED发射阵列设置在透明板的后侧。
手势传感器使非接触操作可穿戴设备成为现实
手势传感器使非接触操作可穿戴设备成为现实
目前，在可穿戴设备层面，传感器可以说绝对是大头。
市面上比较多的传感器包括加速度传感器、陀螺仪、磁传感器、气压传感器以及温湿度传感器等，利用这些传感器可以完成各种距离、位置，压力、温湿度等指标的识别，帮助消费者实现智能化可穿戴设备应用。
本文要介绍的则是能让这些设备智能化更进一步的，用于实现非接触式用户界面的手势传感器。
世强代理的APDS-9960 是一款采用单个8 引脚封装的数字RGB、环境光、近程和手势传感器装置。
该装置具有与I2C 兼容的接口，为红色、绿色、蓝色、透明（RGBC），近程和手势感测配有红外LED。
APDS-9960的手势功能是它的一个亮点，尤其在可穿戴设备上应用可以优化用户体验。
主要表现如下：
1、避免指纹触摸屏幕，可穿戴设备屏幕较小，采用手势控制更为方便。
2、避免用湿/脏手触摸设备。
非接触式手势识别智能控制器设计
非接触式手势识别智能控制器设计
刘怡明;王伟明;张雯薏
【期刊名称】《电子测试》
【年(卷),期】2018(000)024
【摘要】在使用防静电、保密或者有生物安全性要求的精密仪器设备时,接触式操作容易给操作者或者仪器设备带来损害.设计了非接触式手势识别智能控制器.首先由9个红外手势传感器APDS-9960构成手势传感器阵列;其次,利用STM32F103单片机对传感器阵列数据进行采集并存储为状态矩阵;然后,设计了手势智能识别算法实现对手势滑动和捏合等动作的识别.最后,以2个照明灯为被控对象,利用本文设计的手势识别控制器实现对其开关控制.结果表明:该控制器运行稳定,识别率高,没有误动作,满足设计要求.
【总页数】3页(P13-15)
【作者】刘怡明;王伟明;张雯薏
【作者单位】石家庄市第二中学,河北石家庄,050000;石家庄铁道大学,河北石家庄,050043;石家庄市第二中学,河北石家庄,050000
【正文语种】中文
【相关文献】
1.基于红外的非接触式手势识别系统设计 [J], 杨晋芳;卫建华;刘琪;齐攀
2.一种非接触式的手势识别装置 [J], 罗于恒;王洋;刘伟;;;
3.一种非接触式的手势识别装置 [J], 罗于恒;王洋;刘伟
4.电容传感器非接触式手势识别系统 [J], 瞿惠琴; 吴孔培; 叶倩
5.非接触式静态手势识别与判决系统设计 [J], 张伟岗; 李友子; 王佳航
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手势识别系统技术设计方案
手势识别系统技术设计方案背景介绍手势识别技术已经逐渐应用到各种领域，如智能家居、医疗、工业等。
本文旨在设计一款简单易用的手势识别系统，实现手势控制电脑/电视等设备的功能。
技术方案1. 硬件设备：对于手势识别系统，需要使用深度研究摄像头或者Infrared Depth Sensor进行识别。
以前者为例，可以选择Intel RealSenseD435等产品；2. 手势识别模型：使用深度研究技术，先在数据集上进行训练，得到模型。
手势识别模型常见的有CNN、RNN等模型，可以选择较为简单的结构，使得模型运行速度较快。
同时，应注意对手势数据进行前处理，以去除噪声等；3. 后台开发：将手势识别模型部署在后台，通过API接口与前端进行通信。
在后台可以实现多种手势控制，例如通过手势控制鼠标/光标移动、点击等；4. 前端界面：使用现有工具库，如React或Vue.js等，开发用户友好的前端交互界面。
用户可以通过手势控制触发前端事件，如改变页面内容、调整音量等。
实现步骤1. 前期准备：购买深度研究摄像头，编写数据集，完成数据预处理和模型训练等；2. 搭建后台：使用Tensorflow等框架，将模型部署在后台，并实现API接口；3. 前端设计：使用React或Vue.js等框架，设计手势控制界面；4. 整合测试：将前后端进行整合，并进行测试、调试。
结论本文介绍了一种手势识别系统的技术设计方案，旨在实现手势控制电脑/电视等设备的功能。
通过对硬件设备、手势识别模型、后台开发、前端界面等方面的设计，可以设计出简单易用的手势识别系统。
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非接触式手势识别促进创新型电子产品设计
过去的十年间，人机交互技术发生了显著的变化，大大增强了用户界面与智能化设计。
这些变化中的大多数聚焦于高精度、低功耗的电容式触摸屏，特别在手机市场更是如此。
随着人机界面技术和设计的进步，红外线接近感应器正逐渐成为新一代非接触式手势识别用户界面的创新点。
传统的红外线接近感应系统由老式光电探测器和光电断路器组成，它们各自基于是否移动或中断而触发。
这些接近感应解决方案广泛应用于自动门控制和卫生间冲洗系统，然而这些应用也受感应器尺寸、功耗和可配置性的限制。
更先进的主动式接近感应器为消费类电子和工业产品带来耳目一新的特性和增强体验。
新一代红外线感应器产品面世，如Silicon Labs Si114x系列产品，不仅体积更小、功耗更低，并且也可以驱动多个红外线发光二极管（LED），从而可实现高级的多维手势输入功能。
从单-LED到多-LED的系统演进
单-LED驱动器的接近感应器已用于触摸屏手机多年了，在接近感应器市场的份额也最大，但它们的使用并非没有问题。
例如，虽然接近感应器常用于手机通话过程中关闭触摸屏，消除了脸颊的意外接触，但如果进行网络搜索会发现许多最终用户对他们手机中接近感应器的表现并不满意。
意外的通话静音、启动电话会议和电话挂断，这些频繁出现的事故都是由接近感应器操作失误而引起的。
为什么一个看似简单的接近感应系统故障却如此频繁呢？答案在于感应器的设计和配置，以及伴随的机械原理。
许多红外线接近感应器只不过是：基于接收的信号来输出原始数据的最基本的感应器。
这些感应器没有内置的智能来帮助区分系统噪声和实际信号，而且他们很难在高红外线含量的环境（例如日光或有白炽光的室内）下运作。
此外，尽管工业设计在现代电子系统设计中的重要性日益增强，但这些接近感应器不适于在非常暗的覆盖物下运行，覆盖物限制了外部可见光和红外光线到达感应器的能量。
最新一代的接近感应器，如Silicon Labs的Si114x系列产品，克服了传统接近感应器运行的相关缺点。
Si114x感应器的高级架构如图1所示，具有多个高灵敏度光电二极管和一个高精度模拟数字转换器（ADC），能比其他感应器花更少的时间（25.6ms）测量打开的红外线LED。
较短的LED打开时间使传感器能对周围环境中的红外线强度进行测定和补偿，更好的在实际的接近测量中做出识别。
更快的测量同时也降低了总体系统功率。
红外线LED是接近系统中的耗电大户。
最大限度的减少LED开启时间，能够有效降低整体系统功耗。
15级动态可调整的LED驱动设置，使得LED驱动强度可根据周围红外线条件进行调整，因而节省了能量，并获得更高能效的设计，LED不需要再设定为最大的耗电配置。
高灵敏度的光电二极管也使得感应器可运行于较暗的玻璃后面，这样电子设备隐藏在操作界面之后，使得工业设计变得更加整洁和更具时尚感。
图1：能够实现多维非接触式手势识别界面的Si114x接近感应器
三-LED系统带来更多创新设计
虽然单-LED感应系统正在推动着今天的市场，但未来正向多-LED接近感应器系统演进，从而帮助产生独特的创新型用户界面。
双-LED红外线系统能够实现滑动和选择手势功能，可使用在诸如电子书籍翻页、家用音响设备音量控制和平板电脑屏幕滚动中。
三-LED 接近感应系统能够用于非接触式用户界面导航，例如图标或图片选择、地图放大和缩小，甚至游戏控制。
其他更令人兴奋的双-LED和三-LED应用仅仅受限于设计人员的创意。
正如电容式触摸屏开启了用户界面新纪元一样，非接触式手势识别技术也将改变最终用户与电子产品的交互方式。
双-LED和三-LED红外线接近感应解决方案，非常适合作为这些系统的非接触式手势识别解决方案。
非接触式的好处：健康、安全和便利
如果接触式按键和触摸屏工作正常，为什么要替换它们呢？其实，红外线系统不会取代现有的系统，而是增强用户使用体验。
增强的集成度和小型化正在改变客户使用电子产品的方式。
现如今人们随身携带着智能手机、个人媒体播放器、电子书和平板电脑，“计算机”不再仅仅使用于用户家中或办公桌面。
咖啡馆、餐厅、健身房、巴士站、飞机候车厅，甚至卫生间正在成为新一代嵌入式电子产品的使用环境。
在这些不同的操作环境中，用户的手有时会被占用、变脏、出汗或沾有食物—所有这些条件不利于触摸屏操作。
如果客户是在健身房阅读电子图书，希望在跑步机上一边跑步一边翻页，这将更容易通过非接触式手势识别来翻页，而不是物理接触触摸屏或按下一个小按钮。
无需看到即可控制设备有很多好处。
例如，一个非接触式界面，可以让汽车司机使用非接触式挥手实现安全的启动/结束通话或调整音量，而不需要找到复杂仪表上的调整按钮。
并非所有的设备需要带触摸屏的复杂图形显示，非接触式用户界面能够提供新颖和差异化的操作方式。
多-LED感应系统可以基于用户是否接近系统而改变系统操作。
机顶盒或HVAC控制面板显示器可以保持关闭，直到系统检测到一定距离内的用户才打开，这能有效降低功耗。
电视也可以基于手势输入打开或关闭、公共场所的小型视频广告牌可以基于用户的靠近或远离而改变显示内容，可以使用手势输入与潜在客户交流，这是一种比采用触摸屏更卫生的方法。
这种“环境感知”电子产品能够使终端产品更加智能，同时也更加省电。
融合多-LED接近感应器和主机MCU（例如Silicon Labs的电容式触摸感应微控制器）的设计，打开了灵活使用电容式触摸和红外线非接触式技术实现用户界面的大门。
主机触摸感应MCU提供必要的计算能力去解释红外线感应器的输出，帮助调整非接触式手势的时序和灵敏度。
MCU还可以用于感应器的实时配置，基于环境光强度优化低功耗操作。
图2是一个非接触式应用示例，包括接近感应器和电容式触摸感应MCU。
图2：基于接近感应器和触摸感应MCU的非接触式人机界面应用
随着越来越多的、支持双-LED或三-LED的先进接近感应器芯片的问世，嵌入式开发人员能够开发出新型非接触式手势界面应用，并使得电子产品更安全卫生，更易于使用和和更具愉悦性。
这样即使是最普通的家用电器、手持设备、计算平台和工业界面也能够通过手势来开启和控制。
这一天即将到来！。