一种人与植物交互装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种人与植物交互装置，包括：植物；手势采集单元，与植物电连接，采集人用不同的手势动作触摸植物时所产生的不同的电信号；控制单元，对所述的电信号进行识别，根据识别结果产生对应的控制指令；执行单元，根据所述的控制指令做出对应的执行。本发明专利技术的人与植物交互装置利用植物本身的应激性和导电性与人进行交互，操作方式简单，能够提供更好的用户体验。

【技术实现步骤摘要】
一种人与植物交互装置
本专利技术涉及人工智能与智能交互
，尤其涉及一种人与植物交互装置。
技术介绍
随着科技的发展，人与智能设备之间的人机交互越来越多。而近年来，普适计算一直是人机交互领域中研究的热点问题，普适计算的核心是将技术融入到每天的生活中，让人们能够在任何时间、任何地点、以任何方式与生活中的物体交互。人与植物的关系至关重要。室内植物给人带来新鲜的氧气、营造休闲的环境。同时，作为一种陪伴的生物，植物能给人带来满足感、缓解压力、有助康复等，植物通过多种方式给人带来正面的影响。对大众而言，智能花器并不陌生。公开号为CN208273683U的中国专利文献公开了一种人工智能花器，由一台主机与多台子花器进行远程控制连接；主机通过自编程的通讯协议与子花器连接；子花器的本体为可容纳土壤的开口容器，容器顶部设有储水、喷水、雾化功能的开口，容器中部设有可储水的槽体，容器底部设有全封闭的控制系统组件，容器内壁设有传感器组件和浇水与雾化装置。该人工智能花器的主机在基于互联网的模式下，可以支持Wi-Fi连接，通过app进行控制多个子花器，使得人们即使在出差或旅游的情况下也可以进行实时检测子花器中的数据以及通过子花器实现对植株的浇水、雾化等功能。公开号为CN111011045A的中国专利文献公开了一种智能花器，包括开口朝上的花器本体，花器本体包括外壳和内壳，外壳和内壳之间形成用于储水的空腔，外壳上开设有注水口，内壳内设置有土壤，还包括底座、检测机构、补水机构、松土机构、控制器和移动终端；优点是能够遥控浇水和松土，对植物进行全方位的管理。触觉是人类获取外界信息的重要渠道，使用触觉感官进行交互，能够获取丰富的材质、温度、硬度等其他感官无法获得的独特性质和感官刺激。然而，在现有智能养花产品中，触觉带给人的体验在交互过程中没有得到充分的利用。
技术实现思路
本专利技术提供了一种人与植物交互装置，可捕捉人触摸植物时的手势动作信息，根据手势动作信息作出相应的执行。本专利技术的具体技术方案如下：一种人与植物交互装置，包括：植物；手势采集单元，与植物电连接，采集人用不同的手势动作触摸植物时所产生的不同的电信号；控制单元，对所述的电信号进行识别，根据识别结果产生对应的控制指令；执行单元，根据所述的控制指令做出对应的执行。所述的手势采集单元为扫频电容传感器；包括：扫频信号生成模块，生成扫频信号并作用到所述的植物上；电容接收模块，为所述的植物，录入人触摸植物的手势动作，通过人触碰植物实现；电信号采集模块，采集植物上的电容变化，通过滤波、解调，获得电信号。植物电信号是与植物生理过程、体内传送信息相关的重要植物生理信号，是植物对环境变化刺激做出的反应。随着现代微弱信号检测处理技术的发展和计算机信息采集技术在农业上的广泛应用，植物微弱电信号的提取和分析将更具可行性和科学性。本专利技术中，与手势采集单元电连接的植物充当导电元件，手势采集单元在植物上加一个固定频率的电信号，人在触碰该植物时，植物上的固定频率的电信号将发生改变，手势采集单元则根据电信号的改变识别出人在触摸植物时的手势，根据触摸手势控制执行单元作出对应的反应。本专利技术中，植物充当交互的输入装置，利用触觉实现人与植物的交互，相较于传统的人机交互，操作方法简单，能够提供更好的用户体验。本专利技术中，手势采集单元通过埋入土壤中的电线与植物连接，利用土壤导电性，具有实现方式简单并且对植物无害的优点。所述的控制单元包括：手势数据库，存储有不同的手势动作与对应的电信号之间的映射关系；控制指令库，存储有不同的手势动作与对应的控制指令之间的映射关系；手势分类器，根据手势采集单元采集的电信号，查找所述的手势数据库，找出该电信号所对应的手势动作；根据找出的手势动作，查找所述的控制指令库，找出该手势动作所对应的控制指令。所述的手势分类器包括：特征提取模块，使用快速傅里叶变换(FFT)提取电信号的特征，获得电信号的特征向量；支持向量机，对电信号的特征向量进行分类，通过手势数据库匹配与该电信号相对应的手势动作。本专利技术使用机器学习优化算法，提取电信号的关键特征，对电信号进行更精准的识别。所述的手势动作包括捏、摸、抓、握和揉等多种手势。一种技术方案为：所述的执行单元为智能花盆；所述的智能花盆可根据相应的控制指令检测其内种植的植物的种植环境信息，并将检测到的种植环境信息进行可视化或语音播报。所述的种植环境信息可以为土壤湿度、温度、光照强弱等。进一步地，所述的智能花盆可根据相应的控制指令对其内种植的植物进行浇水、控温、控制光照。另一种技术方案为：所述的执行单元为智能音箱；所述的智能音箱可根据相应的控制指令作出相应的执行。例如，智能音箱可根据打开或关闭音箱、调节音量、功能切换等控制指令进行打开或关闭音箱、调节音量、功能切换等操作。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：(1)本专利技术的人与植物交互装置通过人与植物的直接接触，结合机器学习优化的分类算法，对人触摸植物产生的手势信号能够进行准确识别；(2)本专利技术的人与植物交互装置利用植物本身的应激性和导电性与人本身的触感进行交互，具有独特性；为后续拓展人与植物交互方式提供了参考依据；(3)本专利技术的人与植物交互装置突破了传统的人机交互方法，通过植物充当交互的输入装置，利用触觉进行交互，相比于传统的人机交互方法，操作方式简单，作用明显，能够提供更好的用户体验，具有广泛的市场应用前景和更高的使用价值。附图说明图1为人与植物交互装置的一种实施方式的结构示意图；图2为扫频电容传感器的结构示意图；图3为对手势动作的采集和识别过程示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步详细描述，需要指出的是，以下所述实施例旨在便于对本专利技术的理解，而对其不起任何限定作用。如图1所示，本专利技术的一种实施方式的人与植物交互装置包括：植物；与植物电连接的扫频电容传感器(Touche传感器)，采集人用不同的手势动作触摸植物时，植物所产生的不同的电信号；扫频电容传感器将采集的电信号通过无线传输给控制单元，控制单元的SVM分类器先对电信号进行特征提取，再根据提取的特征向量通过手势数据库匹配与该电信号相对应的手势动作，再根据手势动作通过控制指令库匹配与该手势动作相对应的控制指令，控制单元将该控制指令传送给终端设备；终端设备根据控制指令作出对应的反应。首先根据植物交互装置获取用户触摸植物产生的电容信号，这一过程是由人的行为触发的，结合扫频电容传感技术，在人与植物形成的传感线路中获取频率变化，将信号传递给手势识别单元；手势识别单元的机器学习算法对于信号进行处理，提取信号的关键特征，对信号进行更精准的识别。并生成样本集建立手势数据库，使用SVM算法结合手势数据库对信号进行分类，为实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种人与植物交互装置，其特征在于，包括：/n植物；/n手势采集单元，与植物电连接，采集人用不同的手势动作触摸植物时所产生的不同的电信号；/n控制单元，对所述的电信号进行识别，根据识别结果产生对应的控制指令；/n执行单元，根据所述的控制指令做出对应的执行。/n

【技术特征摘要】
1.一种人与植物交互装置，其特征在于，包括：
植物；
手势采集单元，与植物电连接，采集人用不同的手势动作触摸植物时所产生的不同的电信号；
控制单元，对所述的电信号进行识别，根据识别结果产生对应的控制指令；
执行单元，根据所述的控制指令做出对应的执行。


2.根据权利要求1所述的人与植物交互装置，其特征在于，所述的手势采集单元为扫频电容传感器。


3.根据权利要求2所述的人与植物交互装置，其特征在于，所述的扫频电容传感器包括：
扫频信号生成模块，生成扫频信号并作用到所述的植物上；
电容接收模块，为所述的植物，录入人触摸植物的手势动作，通过人触碰植物实现；
电信号采集模块，采集植物上的电容变化，通过滤波、解调，获得电信号。


4.根据权利要求1所述的人与植物交互装置，其特征在于，所述的控制单元包括：
手势数据库，存储有不同的手势动作与对应的电信号之间的映射关系；
控制指令库，存储有不同的手势动作与对应的控制指令之间的映射关系；
手势分类器，根据手势采集单元采集的电信号，查找所述的手势数据库，找出该电信号所对应的手势动作；根据找出的...

【专利技术属性】
技术研发人员：周磊晶，周莹，陈英俏，钱东，刘建华，黄思，傅苇航，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33