2018電賽-FDC2214手勢識別裝置（D題）研究與討論

ID:226339 · 發表于 2018-7-21 04:43

2018年TI杯大學生電子設計競賽

D題：手勢識別裝置

1．任務

基于TI公司傳感芯片FDC2214設計制作一個手勢識別裝置，實現對猜拳游戲和劃拳游戲的判決。該裝置也可以直接使用FDC2214 EVM板，要求所使用的FDC2214芯片或者EVM板不得超過2塊。
裝置具有訓練和判決兩種工作模式。在判決模式下實驗裝置能對指定人員進行猜拳游戲和劃拳游戲的判決。這里猜拳游戲的判決是指對手勢比劃“石頭”、“剪刀”和“布”的判定，劃拳游戲的判定是指手勢比劃“1”、“2”、“3”、“4”和“5”的判定。在訓練模式下能對任意人員進行猜拳游戲和劃拳游戲的手勢訓練，經過有限次訓練后，能進行正確的猜拳游戲和劃拳游戲的手勢判決。

2．要求

（1）裝置工作在判決模式下，能對參賽者指定人員進行猜拳判決，給出手勢“石頭”、“剪刀”和“布”的準確判決，要求每一次判決的時間不大于1秒。
（18分）
（2）裝置工作在判決模式下，能對參賽者指定人員進行劃拳判決，給出手勢“1”、“2”、“3”、“4”和“5”的準確判決，要求每一次判決的時間不大于1秒。
（28分）
（3）裝置工作在訓練模式下，對任意測試者進行猜拳的手勢訓練，每種動作訓練次數不大于3次，總的訓練時間不大于1分鐘；然后切換工作模式到判決模式，對被訓練的人員進行猜拳判決，要求每一次判決的時間不大于1秒。（21分）

（4）裝置工作在訓練模式下，對任意測試者進行劃拳的手勢訓練，每種動作訓練次數不大于3次，總的訓練時間不大于2分鐘；然后切換工作模式到判決模式，對被訓練的人員進行劃拳判決，要求每一次判決的時間不大于1秒。

（29分）

（5）其他。（ 4分）

（6）設計報告。（20分）

項目	主要內容	分數
系統方案	比較與選擇，方案系統描述，方案理論分析與計算	6
電路與程序設計	系統原理圖和各個部分原理圖；系統軟件流程圖	4
測試方案與測試結果	測試方案合理；測試結果完整；測試結果分析；基本測試儀器	6
設計報告結構及規范性	摘要；正文結果規范；圖表的完整性與準確性。	4
總分		20

3．說明

（1）題目中“指定人員”是參賽隊學生自己指定的人員，“任意測試者”是由評審老師臨時選擇的人員。
（2）FDC2214是基于LC諧振電路原理的一個電容檢測傳感器。其基本原理如圖1所示，在芯片每個檢測通道的輸入端連接一個電感和電容，組成LC電路，被測電容傳感端（圖1中灰色標識部分即為被測電容）與LC電路相連接，將產生一個振蕩頻率，根據該頻率值可計算出被測電容值。

圖1 FDC2214傳感器基本原理

利用FDC2214的工作原理可實現手勢接近和識別的功能，如圖2所示，黃色部分稱為“FDC2214的傳感平面”，該平面為導體材質，當人手接近該導體傳感平面時，傳感端的電容發生了變化，這就會導致LC電路振蕩頻率的變化，從而反映出手勢接近，以及手勢的判定。

（2）基于FDC2214實現手勢接近和判決的實驗中存在如下的特征：傳感平面的面積越大、手勢與傳感平面的距離越小，感應的頻率變化越大，系統會越靈敏，但同時也可能引入越多的噪聲。所以在設計該傳感平面時，要根據實際情況綜合考慮。進一步設計文檔可參考如下連接：www.ti. com/lit/an/snoa940a/snoa940a.pdf

圖2 手勢感應示意

為了便于進行訓練和判決測試，建議學生作品可以對測試區進行指定，如圖3所示。在測試或者訓練時要求測試者的手勢緊貼在測試板上，建議測試者手勢與作品的FDC2214傳感器距離不小于1厘米。

圖3 手勢識別裝置的測試示意圖

（3）猜拳游戲和劃拳游戲手勢的具體定義應符合大眾認知。對任意測試者進行手勢訓練時，測試者要遵循學生的指導來進行訓練；訓練完成后，要在學生的指導下進行手勢判決測試。

2018年TI杯大學生電子設計競賽所有題目詳見：
http://www.zg4o1577.cn/bbs/dpj-129048-1.html

ID:376309 · 發表于 2018-7-21 06:28

樓主你做出來了嗎？

arduino方案：http://www.zg4o1577.cn/bbs/dpj-129920-1.html

ID:375161 · 發表于 2018-7-21 08:04

我想說，手頭有現成的evm板就好辦。可是我這種沒板子只有芯片的就爽了……

ID:375680 · 發表于 2018-7-21 08:50

樓主給個方案分享啊

ID:344895 · 發表于 2018-7-21 10:16

我們已經有很多人都做出來了

ID:376485 · 發表于 2018-7-21 11:02

lq1425988716 發表于 2018-7-21 10:16
我們已經有很多人都做出來了

牛啊！

ID:370013 · 發表于 2018-7-21 11:12

lq1425988716 發表于 2018-7-21 10:16
我們已經有很多人都做出來了

大佬求幫助

ID:376494 · 發表于 2018-7-21 11:16

lq1425988716 發表于 2018-7-21 10:16
我們已經有很多人都做出來了

你好，我也是做手勢識別的，可是程序運行之后檢測不到數據，你知道怎么回事嗎

ID:376501 · 發表于 2018-7-21 11:23

樓主做出來了明確

ID:376522 · 發表于 2018-7-21 11:47

我們也在做

ID:155507 · 發表于 2018-7-21 12:09

關鍵在于手放上去電容的變化是什么樣的
應該是特征識別吧, 傳感端的電容對手勢發生了變化

//
// FDC2x1x hardware configuration:
// Component value as in default circuit form datasheet. (18uH inductor and 33pF cap)
//
// SD and ADDR pins tied to GND
// INTB pin not used
//
// ARDUINO <--> FDC
// A4 <-------> SDA
// A5 <-------> SCL
//
// !!!!!! Arduinos are mostly 5V. FDC chips are 3.3V, so either use 3.3V version of Arduino, like pro mini, or use level shifter on I2C bus.
//
// ### FDC
#include <Wire.h>
#include "FDC2214.h"
FDC2214 capsense(FDC2214_I2C_ADDR_0); // Use FDC2214_I2C_ADDR_1
// ###
void setup() {
// ### Start I2C
Wire.begin();
// Wire.setClock(400000L);
// ### Start serial
Serial.begin(115200);
Serial.println("\nFDC2x1x test");
// ### Start FDC
// Start FDC2212 with 2 channels init
bool capOk = capsense.begin(0x3, 0x4, 0x5); //setup first two channels, autoscan with 2 channels, deglitch at 10MHz
// Start FDC2214 with 4 channels init
//bool capOk = capsense.begin(0xF, 0x4, 0x5); //setup all four channels, autoscan with 2 channels, deglitch at 10MHz
if (capOk) Serial.println("Sensor OK");
else Serial.println("Sensor Fail");
}
// ### Tell aplication how many chanels will be smapled in main loop
#define CHAN_COUNT 2
// ###
void loop() {
unsigned long capa[CHAN_COUNT]; // variable to store data from FDC
for (int i = 0; i < CHAN_COUNT; i++){ // for each channel
// ### read 28bit data
capa[i]= capsense.getReading28(i);//
// ### Transmit data to serial in simple format readable by SerialPlot application.
Serial.print(capa[i]);
if (i < CHAN_COUNT-1) Serial.print(", ");
else Serial.println("");
}
// No point in sleeping
//delay(100);
}

復制代碼

ID:155507 · 發表于 2018-7-21 12:39

#include "delay.h"
#include "sys.h"
#include "stdio.h"
#include "usart.h"
#include "timer.h"
#include "FDC2214.h"
void FDC2214_GetData(void);
u32 ch0,ch1,ch2,ch3;
int main(void)
{
delay_init();//延時函數初始化
uart_init(921600);//串口初始化
TIM1_36Mhz_Init();//stm32定時器1輸出一個36mhz方波，作為fdc2214的時鐘。如果板載了40mhz的晶振，這個就不需要了。
IIC_Init();
FDC2214_Init();
while(1)
{
FDC2214_GetData();
printf("\r\nCH0~3(%d , %d , %d , %d)",ch0,ch1,ch2,ch3);
delay_ms(500); //延時300ms
}
}
void FDC2214_GetData(void)
{
FDC2214_GetChannelData(FDC2214_Channel_0, &ch0);
FDC2214_GetChannelData(FDC2214_Channel_1, &ch1);
FDC2214_GetChannelData(FDC2214_Channel_2, &ch2);
FDC2214_GetChannelData(FDC2214_Channel_3, &ch3);
}

復制代碼

內含清晰圖片和源碼與pcb

ID:317453 · 發表于 2018-7-21 13:32

lq1425988716 發表于 2018-7-21 10:16
我們已經有很多人都做出來了

大佬們，求分享

ID:375573 · 發表于 2018-7-21 13:57

lq1425988716 發表于 2018-7-21 10:16
我們已經有很多人都做出來了

可以問問程序里面是怎么設定判別模式的嗎

ID:140255 · 發表于 2018-7-21 14:58

1cm怎么識別的？

ID:196174 · 發表于 2018-7-21 17:45

有沒有做出來的？

ID:376791 · 發表于 2018-7-21 18:10

做出來了嗎

ID:375573 · 發表于 2018-7-21 20:51

nikola 發表于 2018-7-21 08:04
我想說，手頭有現成的evm板就好辦。可是我這種沒板子只有芯片的就爽了……

有了這種板你有程序嗎

ID:376866 · 發表于 2018-7-21 20:56

做出來了嗎

ID:376929 · 發表于 2018-7-21 22:12

這個好難啊，一直做不出來

ID:336195 · 發表于 2018-7-22 00:13

我已做好四個問。q137712826

ID:317692 · 發表于 2018-7-22 10:55

都做完了，又要資料，代碼（全套）的加Q845852652

ID:375462 · 發表于 2018-7-22 13:47

ID:283315 · 發表于 2018-7-22 14:08

有人可以分享一下資源嗎

ID:377344 · 發表于 2018-7-22 15:19

lq1425988716 發表于 2018-7-21 10:16
我們已經有很多人都做出來了

兄弟你怎么做出來的。。。

ID:376907 · 發表于 2018-7-22 15:31

做出來了嗎

ID:258754 · 發表于 2018-7-22 15:43

樓主給個方案分享啊

ID:377384 · 發表于 2018-7-22 16:05

有沒有人遇到FDC返回值一直是0xffff的情況？有的話請問是怎么解決的？

ID:377483 · 發表于 2018-7-22 19:11

求分享報告資料

ID:377052 · 發表于 2018-7-22 19:56

模式選擇只用按鍵不用中斷可以實現嗎

ID:377761 · 發表于 2018-7-23 10:11

求分享

ID:378193 · 發表于 2018-7-23 21:22

做不出來

ID:378263 · 發表于 2018-7-24 02:34

就設置幾個閾值進行判斷

ID:475840 · 發表于 2019-5-26 14:49

表示是這個，哪位大佬可以幫著修改一下么

ID:812079 · 發表于 2020-8-14 10:19

這個可以用51單片機做嗎？

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2018電賽-FDC2214手勢識別裝置（D題）研究與討論