基于STM32的手势识别控制器的设计

0 引言

操作控制器作为一种人机交互设备有着广泛的应用，比如在日常生活中，各种家电玩具的遥控器、触摸屏等，在工业生产领域各种仪器仪表设备的操作、设置和校验等。传统的操作控制器主要是通过人机接触的方式进行操作，比如按键，触摸屏等，这种操作方式容易产生静电，对于敏感的精密仪器设备影响较大，产生干扰[1]。有些设备会安置在高温高压或者有辐射的环境中，人机接触会给人体带来伤害，安全性低。市面上有些仪器仪表配有手持操作设备可以通过无线通信的方式进行操作，这种方式成本高，手持操作设备携带不方便。本文基于ARM处理器芯片和光学数组式传感器设计了一种非接触的手势识别操作器，可将手势动作转化为控制信号，对于目标设备进行操作，安全便捷，可靠性高，具有广泛的应用场景[2]。

1 系统总体设计

本文设计的手势识别操作控制器系统总体分为三大模块,如图1所示，分别是手势检测模块，系统控制模块，和信号传输模块。

手势检测模块的主要任务是实时感应监测范围内的手势活动，将感应到的手势活动信息转化为电信号并传输给控制系统模块。控制系统模块的功能是根据接收到的手势检测模块的电信号，经过处理识别具体的手势动作并转化为数字信号生成控制信息，通过信号传输模块对于目标设备进行操作[3]。

2 系统硬件设计

2.1 手势检测模块

手势识别传感器模块采用了采用原相科技（Pixart）公司的PAJ7620U2芯片，芯片结构如图2所示，该芯片内部集成了光学数组式传感器，以使复杂的手势和光标模式输出，可以检测出九种手势动作，支持上、下、左、右、前、后、顺时针旋转、逆时针旋转和挥动的手势动作识别，以及支持物体接近检测等功能。芯片结构功能如图所示，该芯片具体积小、灵敏度高、支持中断输出、兼容3.3V/5V系统、使用方便等特点。

手势检测模块电路设计如图3所示，通过两个3.3V超低压差稳压芯片，给PAJ7620芯片供电，外部分供电电源使用5V。IIC通信时钟线IIC_SCL、IIC 通信数据线IIC_SDA 和中断输出引脚配有4.7引上拉电阻用于稳定信号输出。PAJ7620内部自带LED驱动器，传感器感应阵列、目标信息提取阵列和手势识别阵列。PAJ7620工作时通过内部LED驱动器，驱动红外LED向外发射红外线信号，当传感

器阵列在有效的距离中探测到物体时，目标信

息提取阵列会对探测目标进行特征原始数据的

获取，获取的数据会存在寄存器中，同时手势识

are operated by recognizing gesture movements. The application shows that the design is easy to operate, small size, high security, and can be widely used in scenarios.

Key words: gesture recognition; sensor; STM32; operator

图1 系统结构图

3 系统软件设计

3.1 软件开发环境

本文手势识别控制器的软件设计是在WINDOWS 操作系

图4 4 系统测试

接的LCD 5所示，左、右、前、后、应灵敏。

图2 PAJ7620U2芯片功能结构图

图3 手势检测模块电原理图

如果有急停发生且机组中含有矫直钢板，除停掉传动装置外，还应利用液压装置将设备恢复到安全位置。至于进行了锁定操作的设备，其保护过程与急停略有不同，对于正在运行的设备，先是控制系统将其运行到零位，然后再把输出到[3]吴远洪.双向液压矫直机常见故障分析及探讨[A].2006

年全国轧钢生产技术会议文集[C].2006.

图5 系统测试图

5 结语

本文基于STM32微控制器和光学传感器设计了一款手势识别控制器，能够正确识别九种手势动作，准确度高，在应用方面可以满足避免人机接触的要求对仪器仪表等设备进行操作，安全可靠，具有一定的实用价值。

参考文献

[1]甘旭.工业无线遥控器检测系统的设计与实现[J].内燃机

与配件,2018(12):114-115.

[2]刘怡明,王伟明,张雯薏.非接触式手势识别智能控制器

设计[J].电子测试,2018(24):13-15.

[3]王雨宸,詹光奕.基于手势/语义识别的手持智能遥控装

置[J].中国新通信,2019,21(01):125-126.

[4]袁博,查晨东.手势识别技术发展现状与展望[J].科学技

术创新,2018(32):95-96.

[5]梁美彦.基于STM32的四足仿生机器人设计与实验研究

[J].测试技术学报,2019(01):34-42.

[6]于昊.网络与通信技术在计算机控制中的应用[J].电子技

术与软件工程,2019(02):31-32.

作者简介

牛作东(1992--)，男，山东菏泽人，现为贵州大学电气工程学院研究生，硕士，研究领域计算机控制技术。

通讯作者：李捍东（1966--），男，贵州贵阳人，现为贵州大学电气工程学院教授，硕士，主研领域：机器人控制、计算机控制技术、电能质量优化、嵌入式系统。

（上接第21页）