非接触式的设备控制系统、方法、电子设备及存储介质

技术领域

本发明实施例涉及设备控制技术领域，尤其涉及一种非接触式的设备控制系统、方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术

非接触式控制是指无需使用者实际接触电子设备，即可实现对电子设备操控的控制方式。由于非接触式控制对使用者与电子设备之间的相对位置受限较小，更符合使用者的便捷操控需求，是一种方便、操控灵活性较强的控制方式，被广泛应用于智能家居、智慧生活以及智能办公等各个领域。

目前，非接触式控制通常包括两种实现方式，一种是通过摄像头的拍摄内容进行分析以识别物体的控制姿势，从而通过图像识别的方式完成相应的触控操作。另外一种是基于一组信号发射组件和信号接收组件确定物体在感应区域内的位置和控制姿势等，从而完成相应的触控操作。

发明人在实现本发明的过程中，发现现有技术存在如下缺陷：基于图像识别的方式进行非接触式控制，不仅对图像采集的环境光线要求较高，而且图像识别的算法较为复杂，对硬件系统的要求较高。而基于单一的信号发射组件和信号接收组件进行非接触式控制，对物体姿势识别的准确率较低，且误识别率较高，难以保证物体姿势的真实意图。

发明内容

本发明实施例提供一种非接触式的设备控制系统、方法、电子设备及存储介质，能够提高非接触式设备控制的识别精度，降低非接触式设备控制的误识别率，提高非接触式设备控制的准确率。

根据本发明的一方面，提供了一种非接触式的设备控制系统，包括主控制器和至少一个功能控制子系统，所述主控制器和所述功能控制子系统通信连接，所述功能控制子系统包括信号发射器和多个信号接收器，各所述信号接收器在所述功能控制子系统的部署结构上规则排列；其中：

所述信号发射器用于向操作用户位于感应区域范围内的操作对象发射第一信号；

所述信号接收器用于接收所述第一信号经所述操作对象反射生成的第二信号；

所述主控制器用于接收各所述第二信号，根据各所述第二信号计算所述操作对象的当前状态，并在确定所述操作对象的当前状态满足功能触发条件的情况下，触发所述功能控制子系统对应的设备功能。

根据本发明的另一方面，提供了一种非接触式的设备控制方法，应用于非接触式的设备控制系统的主控制器，所述方法包括：

接收功能控制子系统中多个信号接收器反馈的第二信号；其中，所述信号接收器在所述功能控制子系统的部署结构上规则排列；

根据各所述第二信号计算所述操作对象的当前状态；

在确定所述操作对象的当前状态满足功能触发条件的情况下，触发所述功能控制子系统对应的设备功能。

根据本发明的另一方面，提供了一种非接触式的设备控制装置，配置于非接触式的设备控制系统的主控制器，包括：

第二信号接收模块，用于接收功能控制子系统中多个信号接收器反馈的第二信号；其中，所述信号接收器在所述功能控制子系统的部署结构上规则排列；

当前状态计算模块，用于根据各所述第二信号计算所述操作对象的当前状态；

设备功能触发模块，用于在确定所述操作对象的当前状态满足功能触发条件的情况下，触发所述功能控制子系统对应的设备功能。

根据本发明的另一方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括：

至少一个处理器；以及

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本发明任一实施例所述的非接触式的设备控制方法。

根据本发明的另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现本发明任一实施例所述的非接触式的设备控制方法。

本发明实施例通过主控制器和至少一个功能控制子系统构成一种非接触式的设备控制系统，该系统中的功能控制子系统包括信号发射器和多个信号接收器，且各信号接收器在功能控制子系统的部署结构上规则排列。其中，功能控制子系统中的信号发射器用于向操作用户位于感应区域范围内的操作对象发射第一信号，信号接收器则用于接收第一信号经操作对象反射生成的第二信号。主控制器可以接收各第二信号，根据各第二信号计算操作对象的当前状态，并在确定操作对象的当前状态满足功能触发条件的情况下，触发功能控制子系统对应的设备功能。由于多个规则排列的信号接收器可以获取多个规则的第二信号，因此，主控制器可以基于多个规则的第二信号精确计算操作对象的当前状态，从而解决现有非接触式的设备控制系统存在的因误识别率高导致识别精度较差等问题，能够提高非接触式设备控制的识别精度，降低非接触式设备控制的误识别率，提高非接触式设备控制的准确率。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一提供的一种非接触式的设备控制系统的结构示意图；

图2是本发明实施例一提供的一种功能控制子系统的结构示意图；

图3是本发明实施例一提供的另一种功能控制子系统的结构示意图；

图4是本发明实施例一提供的一种无接触式操作对象检测原理的示意图；

图5是本发明实施例一提供的另一种非接触式的设备控制系统的结构示意图；

图6是本发明实施例一提供的一种智能厨电的整体结构示意图；

图7是本发明实施例一提供的一种非接触式智慧屏幕的结构示意图；

图8是本发明实施例一提供的一种智能厨电的硬件连接结构示意图；

图9是本发明实施例二提供的一种非接触式的设备控制方法的流程图；

图10是本发明实施例三提供的一种非接触式的设备控制装置的示意图；

图11为本发明实施例四提供的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例一

图1是本发明实施例一提供的一种非接触式的设备控制系统的结构示意图，如图1所示，该非接触式的设备控制系统的结构包括主控制器10和至少一个功能控制子系统20，主控制器10和功能控制子系统20通信连接，功能控制子系统20包括信号发射器210和多个信号接收器220，各信号接收器220在功能控制子系统20的部署结构上规则排列；其中：

信号发射器210用于向操作用户位于感应区域范围内的操作对象发射第一信号；信号接收器220用于接收第一信号经操作对象反射生成的第二信号；主控制器10用于接收各第二信号，根据各第二信号计算操作对象的当前状态，并在确定操作对象的当前状态满足功能触发条件的情况下，触发功能控制子系统对应的设备功能。功能触发条件可以是触发功能控制子系统对应的设备功能的条件。

其中，主控制器10可以用于采用非接触式的方式控制设备相应功能。每个功能控制子系统20可以检测操作用户基于操作对象的触发动作，并将检测结果发送至主控制器10，以使主控制器10基于检测结果判断是否触发该功能控制子系统20对应的功能项。感应区域可以是基于功能控制子系统20的部署结构所预先配置的区域。功能控制子系统20的部署结构可以是在相关设备中部署功能控制子系统20的相关结构。第一信号可以是信号发射器210发射的信号。可选的，信号发射器210可以通过对应的驱动电路的驱动下发射第一信号。第二信号可以是信号接收器220接收的信号，该信号为第一信号经操作对象反射后生成的信号。

在本发明实施例中，非接触式的设备控制系统可以应用于任何可用的电子设备中，示例性的，该电子设备可以包括但不限于智能手机、平板电脑、智能家电、车辆控制终端以及智能厨电等，本发明实施例并不对应用非接触式的设备控制系统的电子设备的设备类型进行限定。

可选的，一个功能控制子系统20可以对应配置一个或多个功能项。各功能控制子系统20配置的功能项可以根据非接触式的设备控制系统应用的具体设备类型进行配置。同时，各功能控制子系统20可以部署于电子设备的非接触式显示屏幕上，并采用镂空结构来设置信号发射器、信号接收器以及其他各种相关组件。示例性的，当非接触式的设备控制系统应用于智能手机、平板电脑、智能家电以及车辆控制终端时，一个功能控制子系统20可以单独配置开关机功能，也还可以配置开关机、重启以及紧急呼叫等功能。当非接触式的设备控制系统应用于智能家电和智能厨电时，一个功能控制子系统20可以单独配置档位增加功能，也还可以配置档位增加和档位降低等功能。

在本发明实施例中，功能控制子系统20可以包括信号发射器210和多个信号接收器220，各信号接收器220在功能控制子系统20的部署结构上规则排列。图2是本发明实施例一提供的一种功能控制子系统的结构示意图。可选的，功能控制子系统20的部署结构可以根据实际需求配置。如图1和图2所示，功能控制子系统20的部署结构可以是正方形结构，也还可以是矩形结构或圆形结构等，本发明实施例并不对功能控制子系统20的部署结构的类型进行限定。

在功能控制子系统20的部署结构上，各信号接收器220可以规则排列。所谓规则排列可以理解为，主控制器10可以根据各第二信号以及各信号接收器220的排列规则快速计算操作对象的当前状态。可选的，一个功能控制子系统20配置的信号接收器220的数量可以根据实际需求配置，例如可以是4、5、6或8等，本发明实施例并不对信号接收器220的具体数量进行限定。

可选的，各信号接收器220在功能控制子系统20的部署结构上规则排列的方式可以为均匀排列、等差排列等，只要具有一定的排列规则，即以一定的次序和方位进行排列组成信号接收单元阵列，且容易计算操作对象的当前状态即可，本发明实施例并不对信号接收器220具体的排列方式进行限定。同时，各功能控制子系统20的感应区域范围可以存在交叉范围，也还可以是独立的，不存在交叉范围。

示例性的，如图1所示，假设一个功能控制子系统20配置的信号接收器220的数量为4，功能控制子系统20的部署结构为正方形，则各个信号接收器220可以分别部署在部署结构的4个顶点附近位置；假设一个功能控制子系统20配置的信号接收器220的数量为5，则其中一个信号接收器220可以部署在部署结构的中心位置，其他4个信号接收器220可以分别部署在部署结构的4个顶点附近位置。当功能控制子系统20的部署结构为正方形时，功能控制子系统20的部署结构的感应区域可以是正方形结构上各点的法线围成的区域，也还可以是由正方形结构上各点的射线围成的扩散型区域。可以理解的是，当感应区域为扩散型区域时，如果相邻两功能控制子系统20之间的部署距离较近，则相邻两功能控制子系统20的感应区域范围可以存在交叉范围。如图2所示，假设一个功能控制子系统20配置的信号接收器220的数量为6，功能控制子系统20的部署结构为圆形，则各个信号接收器220可以在部署结构的圆边附近均匀排列，也即各信号接收器220的中心到圆心的距离相等，且各信号接收器220的中心之间的距离相等。当功能控制子系统20的部署结构为圆形时，功能控制子系统20的部署结构的感应区域可以是圆形结构上各点的法线围成的区域，也还可以是由圆形结构上各点的射线围成的扩散型区域。可以理解的是，当感应区域为扩散型区域时，如果相邻两功能控制子系统20之间的部署距离较近，则相邻两功能控制子系统20的感应区域范围可以存在交叉范围。

可选的，操作用户的操作对象可以是手指、手掌或肘部等任意可以发出操作指令的对象类型，本发明实施例并不对操作用户的操作对象的具体类型进行限定。

本发明实施例中非接触式的设备控制系统的工作原理是：当操作用户的操作对象在功能控制子系统20的感应区域范围进行操作时，信号发射器210发出的第一信号可以发射至操作用户位于感应区域范围内的操作对象，并经由操作对象反射后得到第二信号。由于功能控制子系统20的部署结构上规则排列了多个信号接收器220，因此各信号接收器220均可以接收到第一信号经操作对象反射生成的第二信号。各信号接收器220接收的第二信号的时间间隔以及信号强度等可以反应各信号接收器220的规则排列方式。同时，主控制器10可以根据各信号接收器220的排列方式以及各信号接收器220反馈的第二信号的具体信号信息，计算操作对象的当前状态。例如，当操作对象为手指时，可以确定操作对象的当前距离、当前位置以及当前姿势等多维信息来确定操作对象的当前状态。在计算得到操作对象的当前状态后，主控制器10可以判断操作对象的当前状态是否满足功能触发条件，例如判断操作对象的当前距离和当前位置是否均在预设范围内，并判断操作对象的当前姿势是否为预设的姿势等。如果确定操作对象的当前状态满足功能触发条件，则可以触发功能控制子系统对应的设备功能。示例性的，如果确定操作对象的当前距离和当前位置均在预设范围内，且确定操作对象的当前姿势为点击的动作，则可以触发功能控制子系统对应的第一个设备功能，如打开灯光等。

在本发明的一个可选实施例中，操作对象的当前状态可以包括操作对象与功能控制子系统20的部署结构之间的相对距离和相对位置；主控制器10具体可以用于：根据第二信号计算操作对象与功能控制子系统20的部署结构之间的相对距离和相对位置；在确定相对距离小于预设距离阈值，且确定相对位置在预设位置范围内的情况下，确定操作对象的当前状态满足功能触发条件。

其中，操作对象与功能控制子系统的部署结构之间的相对距离可以为操作对象的基准点与功能控制子系统的部署结构的基准点之间的直线距离。示例性的，当操作对象为手指时，相对距离具体可以是指尖与功能控制子系统的部署结构的中心点之间的直线距离。操作对象与功能控制子系统的部署结构之间的相对位置可以为操作对象的基准点与功能控制子系统的部署结构的基准点之间的相对位置。示例性的，当操作对象为手指时，相对位置具体可以是指尖与功能控制子系统的部署结构的中心点之间的相对位置，该位置可以通过三维空间坐标进行表征。预设距离阈值和预设位置范围的数值具体可以根据实际需求设定，如预设距离阈值可以为1cm-2cm，预设位置范围可以为0°-10°等，本发明实施例并不对预设距离阈值和预设位置范围的具体数值进行限定。

在本发明实施例中，为了简化用户操作方式，主控制器10可以仅以距离和位置来确定操作对象的当前状态，而不考虑操作对象的当前姿势。也即，操作对象可以以一种姿势如点击等来控制所有功能控制子系统20的功能项，可以使得操作用户无需记忆复杂的操作姿势，从而提升用户体验。

具体的，主控制器10可以根据第二信号计算操作对象与功能控制子系统的部署结构之间的相对距离和相对位置，并判断操作对象的相对距离是否小于预设距离阈值，且判断相对位置是否在预设位置范围内。相应的，主控制器10如果确定操作对象的相对距离小于预设距离阈值，且相对位置在预设位置范围内，则可以确定操作对象的当前状态满足功能触发条件。主控制器10则可以控制触发功能控制子系统20的功能项，以响应操作对象的当前操作。

在本发明的一个可选实施例中，信号接收器220可以包括中心信号接收器221和多个周边信号接收器222，中心信号接收器221位于功能控制子系统20的部署结构的中间区域，周边信号接收器222位于功能控制子系统20的部署结构的周边区域，且各周边信号接收器222规则排列。

其中，中心信号接收器也即部署至部署结构中心位置的信号接收器。周边信号接收器也即部署至部署结构周边位置的信号接收器。

图3是本发明实施例一提供的另一种功能控制子系统的结构示意图。在一个具体的例子中，如图3所示，当设置有一个中心信号接收器221和4个周边信号接收器222，且功能控制子系统20的部署结构为正方形结构时，中心信号接收器221可以位于功能控制子系统20的部署结构的中间区域，各周边信号接收器222可以位于功能控制子系统20的部署结构的周边区域，且各周边信号接收器222规则排列。例如，各周边信号接收器222可以部署于正方形部署结构的四个顶点位置处。

在本发明的一个可选实施例中，主控制器10具体可以用于：根据中心信号接收器221反馈的第二信号的信号接收时间和信号接收强度，计算所述操作对象与所述功能控制子系统的部署结构之间的相对距离；根据周边信号接收器222反馈的第二信号的信号接收时间和信号接收强度，计算所述操作对象与所述功能控制子系统的部署结构之间的相对位置。

其中，信号接收时间可以是从第一信号发射到各个信号接收器各自接收到第二信号的时间间隔。信号接收强度可以是各个信号接收器各自接收到的第二信号的强度。

主控制器10可以基于操作对象与信号发射器210之间的距离以及与各信号接收器220之间的距离，计算从第一信号发射到各个信号接收器220各自接收到第二信号的信号接收时间。同时，主控制器10还可以计算各个信号接收器220各自接收到第二信号的信号接收强度。相应的，在获取到信号接收时间和信号接收强度的相关数据后，主控制器10即可根据到信号接收时间和信号接收强度计算操作对象与功能控制子系统的部署结构之间的相对距离和相对位置。

具体的，为了规范操作用户的操作行为，同时为了避免误识别，要求操作用户的操作对象需要对准功能控制子系统的部署结构进行无接触式控制。也即，只有在检测到操作对象位于功能控制子系统的部署结构的中心位置处时，才认为操作对象正在对功能控制子系统进行无接触式控制。为此，主控制器10可以根据中心信号接收器221反馈的第二信号的信号接收时间和信号接收强度，采用相关的算法计算操作对象与功能控制子系统的部署结构之间的相对距离，并判断相对距离是否小于预设距离阈值。同时，主控制器10可以根据周边信号接收器222反馈的第二信号的信号接收时间和信号接收强度，采用相关的算法计算操作对象与功能控制子系统的部署结构之间的相对位置，并判断相对位置是否在预设位置范围内。

图4是本发明实施例一提供的一种无接触式操作对象检测原理的示意图。在一个具体的例子中，如图3和图4所示，假设操作对象为某一目标手指(下文简称手指)。主控制器10可以基于手指与信号发射器210的直线距离L0以及手指分别与5个信号接收器的直线距离L1、L2、L3、L4和L5，计算从发射第一信号到5个信号接收器各自接收到第二信号的时间间隔T1、T2、T3、T4和T5。同时，主控制器10可以计算手指当前相对于功能控制子系统的部署结构的空间位置下，5个信号接收器所接收到的信号强度E1、E2、E3、E4和E5。最终，主控制器10基于这些时间间隔和信号强度的数据，结合手指当前相对于功能控制子系统的部署结构的有效触发距离，判定当前手指动作是否满足触发相关功能的功能触发条件。

具体的，主控制器10只有在检测到L1的距离小于预设距离阈值，且判定L2-L5这四个距离等距的情况下，才确定手指处于当前功能控制子系统的部署结构的正中间位置，并确认手指的当前状态满足功能触发条件，触发当前功能控制子系统对应的设备功能。否则，不会触发当前功能控制子系统对应的设备功能，可以有效防误触，从而提高无接触式控制的识别精度。

在本发明的一个可选实施例中，操作对象的当前状态还包括所述操作对象的当前姿势；主控制器10具体可以用于：获取各所述第二信号响应于所述操作对象的信号变化数据；根据各所述第二信号响应于所述操作对象的信号变化数据确定所述操作对象的当前姿势；主控制器10还可以用于：获取操作对象姿势设备功能映射表；将所述操作对象的当前姿势与所述操作对象姿势设备功能映射表进行匹配，并根据匹配结果触发所述功能控制子系统对应的设备功能。

其中，信号变化数据也即第二信号的实时变化数据。操作对象姿势设备功能映射表可以用于记录多个操作对象姿势与设备功能触发之间的映射关系。可选的，操作对象姿势与设备功能可以是一对一的映射关系。

为了丰富无接触式控制的多样性，在本发明实施例中，还可以允许操作对象以多种不同的姿势如点击、滑动或悬停等不同姿势来控制功能控制子系统20相关的功能项。可以理解的是，如果操作对象不是固定不变的姿势，而是动态变更的姿势，则操作对象在动态变更姿势的过程中，如执行滑动或点击等姿势时，主控制器10接收到的各第二信号的信号强度和时间间隔等相关数据也是动态变化的。因此，主控制器10可以获取各第二信号响应于操作对象的信号变化数据，并根据各第二信号响应于操作对象的信号变化数据确定操作对象的当前姿势。相应的，当运行操作用户使用不同的操作对象的姿势进行无接触式控制时，主控制器10还需要预先存储操作对象姿势设备功能映射表，以在确定操作对象的当前姿势的情况下，将操作对象的当前姿势与操作对象姿势设备功能映射表进行匹配，并根据匹配结果触发功能控制子系统对应的设备功能。

在一个具体的例子中，主控制器10确定手指是从某一控制触发功能控制子系统20右侧的两个接收器移向该控制触发功能控制子系统20左侧的两个接收器，则可以确定手指的当前姿势为向左滑动。主控制器10确定手指是从某一控制触发功能控制子系统20左侧的两个接收器移向该控制触发功能控制子系统20右侧的两个接收器，则可以确定手指的当前姿势为向右滑动。如果主控制器10查询操作对象姿势设备功能映射表确定向左滑动可以触发开机功能，则可以对整个设备进行开机处理。如果主控制器10查询操作对象姿势设备功能映射表确定向右滑动可以触发关机功能，则可以对整个设备进行关机处理。

图5是本发明实施例一提供的另一种非接触式的设备控制系统的结构示意图，在本发明的一个可选实施例中，如图3和图4所示，功能控制子系统还可以包括超声波发生器230，如图5所示，非接触式的设备控制系统还可以包括检测传感器30；其中：超声波发生器230位于功能控制子系统20的部署结构的中间区域，与主控制器10通信连接，用于对操作对象形成触觉反馈。检测传感器30与主控制器10通信连接，用于检测设定范围内是否存在所述操作用户。

其中，设定范围可以根据实际需求设定，本发明实施例并不对设定范围的具体数值进行限定。

可选的，检测传感器30例如可以是被动红外线传感器或毫米波雷达传感器等，只要能够检测设定范围内是否存在操作用户即可，本发明实施例并不对检测传感器的传感器类型进行限定。

在本发明的一个可选实施例中，如图3和图4所示，功能控制子系统20还可以包括信号处理器240，信号处理器240与各信号接收器220通信连接，并与主控制器10通信连接，用于：接收各所述第二信号和所述检测传感器的检测信号，并对各所述第二信号和检测信号进行信号预处理；将预处理后的第二信号和检测信号发送至主控制器10。

可选的，信号处理器240对各第二信号和检测信号可以进行数字信号转换为模拟信号的预处理操作，也还可以对转换后的模拟信号进行滤波等预处理操作，使得发送至主控制器10的信号更精确。

本发明实施例通过主控制器和至少一个功能控制子系统构成一种非接触式的设备控制系统，该系统中的功能控制子系统包括信号发射器和多个信号接收器，且各信号接收器在功能控制子系统的部署结构上规则排列。其中，功能控制子系统中的信号发射器用于向操作用户位于感应区域范围内的操作对象发射第一信号，信号接收器则用于接收第一信号经操作对象反射生成的第二信号。主控制器可以接收各第二信号，根据各第二信号计算操作对象的当前状态，并在确定操作对象的当前状态满足功能触发条件的情况下，触发功能控制子系统对应的设备功能。由于多个规则排列的信号接收器可以获取多个规则的第二信号，因此，主控制器可以基于多个规则的第二信号精确计算操作对象的当前状态，从而解决现有非接触式的设备控制系统存在的因误识别率高导致识别精度较差等问题，能够提高非接触式设备控制的识别精度，降低非接触式设备控制的误识别率，提高非接触式设备控制的准确率。

具体应用场景

图6是本发明实施例一提供的一种智能厨电的整体结构示意图。图7是本发明实施例一提供的一种非接触式智慧屏幕的结构示意图。图8是本发明实施例一提供的一种智能厨电的硬件连接结构示意图。在一个具体的例子中，将上述非接触式的设备控制系统应用于厨房电器中为例具体说明，可选的，厨房电器的类型可以包括但不限于集成灶、燃气灶、油烟机、嵌入式厨电(如独立蒸、烤箱)以及集成水槽等。如图6、图7和图8所示智能厨电的结构，一种可用于厨房电器的非接触式的设备控制系统可以包括下述组件：

(1)检测传感器30：可选的，检测传感器30可以是被动红外线传感器，被动红外线传感器可以由红外探测器、光学系统和信号处理电路组成，安装于厨房电器的合适位置，用于检测设定范围内是否有物体存在。

可选的，当检测传感器30采用被动红外线传感器时，被动红外线传感器(RX0)可以安装于厨房电器的适宜位置处，如集成灶的头部前端位置等，用于接收是否有目标存在的信号，以检测设定范围内是否有物体存在。检测传感器30可以安装于成人身高的高度位置，避免儿童对厨房电器进行操作，避免厨房电器对儿童造成不必要的人身伤害，在一定程度上，可以避免儿童误触的情况，提高产品使用的安全性。

(2)非接触式智慧屏幕40，非接触式智慧屏幕40可以包括：

信号发射器以及用于驱动信号发射器的驱动电路，信号发射器及其驱动电路集成于非接触式智慧屏幕40上，用于发射第一信号；

信号接收器，信号接收器集成于非接触式智慧屏幕40上，并以一定次序和方位进行排布组成信号接收单元阵列，用于接收来自信号发射器所发出第一信号被反射生成的第二信号；

信号处理器以及用于将处理后的信号输出至主控制器10的电气连接电路。信号处理器集成于非接触式智慧屏幕40内，用于处理从检测传感器30和非接触式智慧屏幕40处接收到的所有信号，并将处理后的信号统一传输给主控制器10；

超声波发生器以及用于驱动超声波发生器的驱动电路，超声波发生器及其驱动电路集成于非接触式智慧屏幕40上，用于产生超声波，以对目标手指形成触觉反馈。

可选的，非接触式智慧屏幕40上可以设置有不同的功能图标，在每个功能图标的正下方可以设置有大小合适的镂空区，各镂空区安装对应的功能控制子系统，且各个镂空区相互独立、互不干扰，以保证该镂空区内对应的信号发射器、信号接收器和超声波发生器能够顺利运作。

可选的，信号发射器(TX1)位于非接触式智慧屏幕上的正中间位置。信号发射器所发射的信号可以根据当前的应用场景进行选择，比如可以是红外线信号。

可选的，信号接收器可以包括五个信号接收器(RX1,RX2,RX3,RX4,RX5)，分别位于镂空区上的正中间位置以及四个顶点位置，用于接收由信号发射器(TX1)发射的第一信号反射后的第二信号。各信号接收器以一定次序和方位进行排布组成信号接收单元阵列，以便为主控制器提供更加全面且准确的信号阵列。

可选的，信号处理器对从系统中接收到的信号进行分析和处理，并将处理后的信号统一传输给主控制器10，交由主控制器10实现对应的功能控制。

可选的，超声波发生器位于镂空区上的正中间位置，用于产生特定频率的超声波，该特定频率可根据不同的屏幕功能分别进行设置。

(3)主控制器10：主控制器10与检测传感器30和非接触式智慧屏幕40进行电气连接，并根据接收到的处理后的信号，通过设定的控制算法，确定目标手指的空间位置，进而控制厨房电器的功能实现，并响应目标的手指操作。

可选的，主控制器10可以通过检测传感器30的检测信号判断设定范围内是否有物体存在。只有在检测到有物体信号存在的前提下，才能通过手指触发非接触式智慧屏幕的相关功能。主控制器10接收从信号处理器处发送过来的最终处理信号，根据系统设定的控制算法，计算和分析从信号处理器处发送过来的来自5个不同方向反射回的第二信号的距离、次序和强弱，从而判断目标手指相对于非接触式智慧屏幕镂空区的空间位置和当前姿势等信息。也即，主控制器10设定的控制算法可以判定手指当前相对于非接触式智慧屏幕镂空区的有效触发距离的功能，从而可以有效防止非接触式智慧屏幕误触发，提高系统的抗干扰能力和可靠性。

(4)功能输出模块，功能输出模块接收来自主控制器10的控制信号，进而运行厨房电器相应的功能。可选的，功能输出模块可以是主控制器10内部的子模块。主控制器10根据判断目标手指相对于非接触式智慧屏幕镂空区的空间位置，调用并运行厨房电器对应的功能输出模块，实现非接触式功能控制。

可选的，功能输出模块可以包括若干厨房电器功能，如电源接通/断开、启停、风机、加/减、照明和预约等功能。依据不同的功能将对应的功能控制子系统安装于厨房电器相应的镂空位置处。

可选的，主控制器10在实现厨房电器相关功能的同时，控制超声波发生器基于当前对应的功能输出特定频率的超声波，提供给目标手指悬空感知触觉的特定反馈，提升产品的用户体验。

本发明实施例提供了一种可用于厨房电器的非接触式的设备控制系统，可以有效防止非接触式智慧屏幕相关功能的误触发，大大提高系统的抗干扰能力和可靠性。同时，针对不同功能提供特定频率的超声波反馈，提升产品的用户体验。上述系统可以避免用户直接接触厨房电器，从而有效减少或杜绝油渍污渍在厨房电器上的残留，节省用户清理厨房电器的时间和精力，同时在一定程度上避免交叉污染所带来的食品健康问题。

实施例二

图9是本发明实施例二提供的一种非接触式的设备控制方法的流程图，本实施例可适用于根据规则排列的多个信号接收器接收的第二信号计算操作对象的当前状态，以精确实现非接触式设备控制的情况，该方法可以由非接触式的设备控制装置来执行，该装置可以由软件和/或硬件的方式来实现，并一般可集成在电子设备中，该电子设备可以是任意具有非接触式控制需求的电子设备，本发明实施例并不对电子设备的具体设备类型进行限定。相应的，如图9所示，该方法包括如下操作：

S210、接收功能控制子系统中多个信号接收器反馈的第二信号；其中，所述信号接收器在所述功能控制子系统的部署结构上规则排列。

S220、根据各所述第二信号计算所述操作对象的当前状态。

S230、在确定所述操作对象的当前状态满足功能触发条件的情况下，触发所述功能控制子系统对应的设备功能。

非接触式的设备控制系统可以包括主控制器和至少一个功能控制子系统，主控制器和功能控制子系统通信连接，功能控制子系统包括信号发射器和多个信号接收器，各信号接收器在所述功能控制子系统的部署结构上规则排列。

当操作用户的操作对象在功能控制子系统的感应区域范围进行操作时，信号发射器发出的第一信号可以发射至操作用户位于感应区域范围内的操作对象，并经由操作对象反射后得到第二信号。由于功能控制子系统的部署结构上规则排列了多个信号接收器，因此各信号接收器均可以接收到第一信号经操作对象反射生成的第二信号。各信号接收器接收的第二信号的时间间隔以及信号强度等可以反应各信号接收器的规则排列方式。

相应的，主控制器可以根据各信号接收器的排列方式以及各信号接收器反馈的第二信号的具体信号信息，计算操作对象的当前状态。例如，当操作对象为手指时，可以确定操作对象的当前距离、当前位置以及当前姿势等多维信息来确定操作对象的当前状态。在计算得到操作对象的当前状态后，主控制器可以判断操作对象的当前状态是否满足功能触发条件，例如判断操作对象的当前距离和当前位置是否均在预设范围内，并判断操作对象的当前姿势是否为预设的姿势等。如果确定操作对象的当前状态满足功能触发条件，则可以触发功能控制子系统对应的设备功能。示例性的，如果确定操作对象的当前距离和当前位置均在预设范围内，且确定操作对象的当前姿势为点击的动作，则可以触发功能控制子系统对应的第一个设备功能，如打开灯光等。

可选的，所述操作对象的当前状态包括所述操作对象与所述功能控制子系统的部署结构之间的相对距离和相对位置；根据各所述第二信号计算所述操作对象的当前状态，包括：根据所述第二信号计算所述操作对象与所述功能控制子系统的部署结构之间的相对距离和相对位置；所述确定所述操作对象的当前状态满足功能触发条件，包括：在确定所述相对距离小于预设距离阈值，且确定所述相对位置在预设位置范围内的情况下，确定所述操作对象的当前状态满足功能触发条件。

可选的，所述信号接收器包括中心信号接收器和多个周边信号接收器，所述中心信号接收器位于所述功能控制子系统的部署结构的中间区域，所述周边信号接收器位于所述功能控制子系统的部署结构的周边区域，且各所述周边信号接收器规则排列。

可选的，所述根据所述第二信号计算所述操作对象与所述功能控制子系统的部署结构之间的相对距离和相对位置，包括：根据所述中心信号接收器反馈的第二信号的信号接收时间和信号接收强度，计算所述操作对象与所述功能控制子系统的部署结构之间的相对距离；根据所述周边信号接收器反馈的第二信号的信号接收时间和信号接收强度，计算所述操作对象与所述功能控制子系统的部署结构之间的相对位置。

可选的，所述操作对象的当前状态还包括所述操作对象的当前姿势；所述方法还包括：获取各所述第二信号响应于所述操作对象的信号变化数据；根据各所述第二信号响应于所述操作对象的信号变化数据确定所述操作对象的当前姿势；获取操作对象姿势设备功能映射表；将所述操作对象的当前姿势与所述操作对象姿势设备功能映射表进行匹配，并根据匹配结果触发所述功能控制子系统对应的设备功能。

可选的，所述功能控制子系统还包括超声波发生器，所述非接触式的设备控制系统还包括检测传感器；其中：所述超声波发生器位于所述功能控制子系统的部署结构的中间区域，与所述主控制器通信连接，用于对所述操作对象形成触觉反馈；所述检测传感器与所述主控制器通信连接，用于检测设定范围内是否存在所述操作用户。

可选的，所述功能控制子系统还包括信号处理器，所述信号处理器与各所述信号接收器通信连接，并与所述主控制器通信连接，用于：接收各所述第二信号和所述检测传感器的检测信号，并对各所述第二信号和检测信号进行信号预处理；将预处理后的第二信号和检测信号发送至所述主控制器。

本发明实施例通过接收功能控制子系统中规则排列的多个信号接收器反馈的第二信号，根据各第二信号计算操作对象的当前状态，并在确定操作对象的当前状态满足功能触发条件的情况下，触发功能控制子系统对应的设备功能。由于多个规则排列的信号接收器可以获取多个规则的第二信号，因此，主控制器可以基于多个规则的第二信号精确计算操作对象的当前状态，从而解决现有非接触式的设备控制系统存在的因误识别率高导致识别精度较差等问题，能够提高非接触式设备控制的识别精度，降低非接触式设备控制的误识别率，提高非接触式设备控制的准确率。

实施例三

图10是本发明实施例三提供的一种非接触式的设备控制装置的示意图，如图10所示，所述装置包括：第二信号接收模块310、当前状态计算模块320以及设备功能触发模块330，其中：

第二信号接收模块310，用于接收功能控制子系统中多个信号接收器反馈的第二信号；其中，所述信号接收器在所述功能控制子系统的部署结构上规则排列；

当前状态计算模块320，用于根据各所述第二信号计算所述操作对象的当前状态；

设备功能触发模块330，用于在确定所述操作对象的当前状态满足功能触发条件的情况下，触发所述功能控制子系统对应的设备功能。

本发明实施例通过接收功能控制子系统中规则排列的多个信号接收器反馈的第二信号，根据各第二信号计算操作对象的当前状态，并在确定操作对象的当前状态满足功能触发条件的情况下，触发功能控制子系统对应的设备功能。由于多个规则排列的信号接收器可以获取多个规则的第二信号，因此，主控制器可以基于多个规则的第二信号精确计算操作对象的当前状态，从而解决现有非接触式的设备控制系统存在的因误识别率高导致识别精度较差等问题，能够提高非接触式设备控制的识别精度，降低非接触式设备控制的误识别率，提高非接触式设备控制的准确率。

可选的，所述操作对象的当前状态包括所述操作对象与所述功能控制子系统的部署结构之间的相对距离和相对位置；当前状态计算模块320具体用于：根据所述第二信号计算所述操作对象与所述功能控制子系统的部署结构之间的相对距离和相对位置；设备功能触发模块330具体用于：在确定所述相对距离小于预设距离阈值，且确定所述相对位置在预设位置范围内的情况下，确定所述操作对象的当前状态满足功能触发条件。

可选的，所述信号接收器包括中心信号接收器和多个周边信号接收器，所述中心信号接收器位于所述功能控制子系统的部署结构的中间区域，所述周边信号接收器位于所述功能控制子系统的部署结构的周边区域，且各所述周边信号接收器规则排列。

可选的，当前状态计算模块320具体用于：根据所述中心信号接收器反馈的第二信号的信号接收时间和信号接收强度，计算所述操作对象与所述功能控制子系统的部署结构之间的相对距离；根据所述周边信号接收器反馈的第二信号的信号接收时间和信号接收强度，计算所述操作对象与所述功能控制子系统的部署结构之间的相对位置。

可选的，所述操作对象的当前状态还包括所述操作对象的当前姿势；当前状态计算模块320还用于：获取各所述第二信号响应于所述操作对象的信号变化数据；根据各所述第二信号响应于所述操作对象的信号变化数据确定所述操作对象的当前姿势；设备功能触发模块330还用于：获取操作对象姿势设备功能映射表；将所述操作对象的当前姿势与所述操作对象姿势设备功能映射表进行匹配，并根据匹配结果触发所述功能控制子系统对应的设备功能。

可选的，所述功能控制子系统还包括超声波发生器，所述非接触式的设备控制系统还包括检测传感器；其中：所述超声波发生器位于所述功能控制子系统的部署结构的中间区域，与所述主控制器通信连接，用于对所述操作对象形成触觉反馈；所述检测传感器与所述主控制器通信连接，用于检测设定范围内是否存在所述操作用户。

可选的，所述功能控制子系统还包括信号处理器，所述信号处理器与各所述信号接收器通信连接，并与所述主控制器通信连接，用于：接收各所述第二信号和所述检测传感器的检测信号，并对各所述第二信号和检测信号进行信号预处理；将预处理后的第二信号和检测信号发送至所述主控制器。

上述非接触式的设备控制装置可执行本发明任意实施例所提供的非接触式的设备控制方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明任意实施例提供的非接触式的设备控制方法。

由于上述所介绍的非接触式的设备控制装置为可以执行本发明实施例中的非接触式的设备控制方法的装置，故而基于本发明实施例中所介绍的非接触式的设备控制方法，本领域所属技术人员能够了解本实施例的非接触式的设备控制装置的具体实施方式以及其各种变化形式，所以在此对于该非接触式的设备控制装置如何实现本发明实施例中的非接触式的设备控制方法不再详细介绍。只要本领域所属技术人员实施本发明实施例中非接触式的设备控制方法所采用的装置，都属于本申请所欲保护的范围。

实施例四

图11示出了可以用来实施本发明的实施例的电子设备10的结构示意图。电子设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备(如头盔、眼镜、手表等)和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本发明的实现。

如图11所示，电子设备10包括至少一个处理器11，以及与至少一个处理器11通信连接的存储器，如只读存储器(ROM)12、随机访问存储器(RAM)13等，其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序，处理器11可以根据存储在只读存储器(ROM)12中的计算机程序或者从存储单元18加载到随机访问存储器(RAM)13中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 13中，还可存储电子设备10操作所需的各种程序和数据。处理器11、ROM 12以及RAM 13通过总线14彼此相连。输入/输出(I/O)接口15也连接至总线14。

电子设备10中的多个部件连接至I/O接口15，包括：输入单元16，例如键盘、鼠标等；输出单元17，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元18，例如磁盘、光盘等；以及通信单元19，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元19允许电子设备10通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。

处理器11可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。处理器11的一些示例包括但不限于中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、各种专用的人工智能(AI)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的处理器、数字信号处理器(DSP)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。处理器11执行上文所描述的各个方法和处理，例如非接触式的设备控制方法。

可选的，非接触式的设备控制方法可以包括：接收功能控制子系统中多个信号接收器反馈的第二信号；其中，所述信号接收器在所述功能控制子系统的部署结构上规则排列；根据各所述第二信号计算所述操作对象的当前状态；在确定所述操作对象的当前状态满足功能触发条件的情况下，触发所述功能控制子系统对应的设备功能。

在一些实施例中，非接触式的设备控制方法可被实现为计算机程序，其被有形地包含于计算机可读存储介质，例如存储单元18。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 12和/或通信单元19而被载入和/或安装到电子设备10上。当计算机程序加载到RAM 13并由处理器11执行时，可以执行上文描述的非接触式的设备控制方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，处理器11可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行非接触式的设备控制方法。

本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上系统的系统(SOC)、负载可编程逻辑设备(CPLD)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。

用于实施本发明的方法的计算机程序可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些计算机程序可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器，使得计算机程序当由处理器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。计算机程序可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。

在本发明的上下文中，计算机可读存储介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的计算机程序。计算机可读存储介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。备选地，计算机可读存储介质可以是机器可读信号介质。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。

为了提供与用户的交互，可以在电子设备上实施此处描述的系统和技术，该电子设备具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，CRT(阴极射线管)或者LCD(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给电子设备。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者触觉输入)来接收来自用户的输入。

可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(LAN)、广域网(WAN)、区块链网络和互联网。

计算系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，又称为云计算服务器或云主机，是云计算服务体系中的一项主机产品，以解决了传统物理主机与VPS服务中，存在的管理难度大，业务扩展性弱的缺陷。