Framework for controlling automation devices based on gestures

Abstract

Nowadays people's routine is becoming more and more fulfilled, when we are at home or in the office we have constant activities, appointments, and meetings. With the growth of technology, there are several ways it can help and even replace people in certain tasks. Nevertheless, many mundane tasks are not yet possible to be done only by a computer or a robot, and machines and people must work together to achieve the objective. Specifically, devices such as sensors or actuators have become very common in our daily life and they are a great help to have a more comfortable environment in our homes or our work, once they allow us to control the lighting, air conditioning, or multimedia, etc. With this in mind, it is important to develop adaptive interfaces that can instantly adjust to the needs and conditions of each user, making people’s activities more efficient. This dissertation presents a framework that performs the integration of human actions, being gestures and/or poses to activate and control devices that have the standard KNX protocol. A pose detection algorithm is used to detect different gestures/poses, where each gesture or group of gestures integrated with KNX allows easy and universal communication with various types of existing automation devices. The algorithm has standard gestures/poses which are obtained by making comparisons between the coordinates (key points) obtained by the pose estimation, comparing the key points, for example, of the wrist and shoulder for detection of a gesture where the user raises the arm vertically. In addition to standard gestures/poses, it is possible to carry out training so that the algorithm can learn new gestures and, in this way, being adaptive for each type of user. This way, with the detection of the user's gesture/pose, an interaction is then made with the home automation different types of equipment by KNX protocol, each user's gesture performs an interaction on the equipment, such as activating, deactivating, changing its intensity or its mode of operation. The results show that the framework is capable of effortlessly controlling different devices with different functionalities.Atualmente a rotina das pessoas está cada vez mais preenchida, quando estamos em casa ou no escritório cumprindo atividades, compromissos e reuniões constantemente. Com o crescimento da tecnologia, existem várias maneiras de auxiliar e até mesmo substituir as pessoas em certas tarefas. No entanto, muitas tarefas mundanas ainda não são possíveis de serem realizadas apenas por um computador ou um robô, e é necessário que a máquina e a pessoa trabalhem juntas para atingir o objetivo. Especificamente, dispositivos como sensores ou atuadores tornaram-se muito comuns no nosso dia a dia e são de grande ajuda para termos um ambiente mais confortável nas nossas casas ou no nosso trabalho, uma vez que nos permitem controlar diferentes sistemas e equipamentos como a iluminação, ar condicionado ou multimídia, etc. Com isso em mente, é importante desenvolver interfaces adaptativas que possam se ajustar instantaneamente às necessidades e condições de cada utilizador, tornando as atividades das pessoas mais simples e eficientes. Esta dissertação apresenta um framework que utiliza a integração de ações humanas, gestos e/ou poses para ativar e controlar dispositivos de automação que possuam o protocolo padrão KNX. O algortimo possui gestos/poses standard onde são obtidos realizando comparações entre as coordenadas (pontos chave - keypoints) obtidas pela pose estimation, comparando os keypoints, por exemplo, do pulso e do ombro para uma deteção de um gesto onde o utilizador levanta o braço verticalmente. Além de gestos/poses standard é possivel realizar o treinamento para que o algortimo aprenda novos gestos e, desta forma, sendo adaptativo para cada tipo de utilizador. Deste modo, com a detecção de gesto/pose do utilizador é então feita uma interação com os equipamentos de domotica por protocolo KNX, cada gesto do utilizador realiza uma interação nos equipamentos, como ativar, desativar, alterar sua intensidade ou seu modo de funcionamento. Os resultados mostram que o framework é capaz de controlar facilmente diferentes dispositivos com diferentes funcionalidades

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