[發明專利]基于Kinect的手勢識別智能家居控制方法及系統

有效

• 申請號: 201410011329.8
• 申請日: 2014-01-09
• 公開（公告）號: CN103760976A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: 錢世奇;曹祖略;肖毅強;徐少杰;林偉輝;黃旭為;劉樹強;石亞林
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01;G05B19/418
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 蔡茂略

1.基于Kinect的手勢識別智能家居控制方法，其特征在于包括以下步驟：

1)將Kinect攝像機安裝在家居的客廳，平放于用戶的正前方；

2)通過Kinect攝像機采集出現在其攝像頭前面所有用戶的骨架關節點信息數據，每個用戶的骨架關節點信息數據包含20個骨架關節點的三維坐標信息數據；

3)利用數據處理裝置對每個用戶的骨架關節點信息數據進行篩選，得到實際操作用戶的骨架關節點信息數據，并在Kinect三維空間中計算該實際操作用戶的手掌與肩部的位置關系；

4)將右手臂的可移動空間劃分為不重疊的四個區域，根據右手掌與右肩的位置關系判斷右手臂所處的區域，若此時左手掌抬起到與左肩、右肩近似平行的位置，則實際操作用戶下達了與右手臂所處的區域對應的控制指令，將控制指令通過無線網絡傳輸裝置傳輸到Wiser模塊；

5)Wiser模塊對控制指令進行解析，并將解析后的控制指令發送到具體家居設備的C-Bus控制模塊，由該C-Bus控制模塊對家居設備進行相應的操作。

2.根據權利要求1所述的基于Kinect的手勢識別智能家居控制方法，其特征在于：步驟1)所述Kinect攝像機平放于用戶的正前方1.2～3.5m處，平放高度為1.1m。

3.根據權利要求1所述的基于Kinect的手勢識別智能家居控制方法，其特征在于：步驟3)利用數據處理裝置對每個用戶的骨架關節點信息數據進行篩選，將滿足以下兩個條件的用戶當作實際操作用戶：

a)該用戶的骨架關節點信息數據的有效關節點個數大于預先設定的閾值N_th；

b)在所有用戶的骨架關節點信息數據中，該用戶的骨架關節點信息數據擁有最多的有效關節點。

4.根據權利要求3所述的基于Kinect的手勢識別智能家居控制方法，其特征在于：所述有效關節點是指Kinect攝像機采集的原始骨架關節點信息數據中標定為準確值而非推斷值的關節點。

5.根據權利要求1所述的基于Kinect的手勢識別智能家居控制方法，其特征在于：步驟3)所述Kinect三維空間的坐標系為：Z軸與Kinect攝像機的攝像頭中軸線平行，依右手螺旋定則定義與水平方向平行的方向為X軸，豎直平面為Y軸；所述在Kinect三維空間中計算該實際操作用戶的手掌與肩部的位置關系為：從實際操作用戶的骨架關節點信息數據中取出左手掌、右手掌、左肩和右肩共四個點的三維坐標，其中右肩到右手掌關節點的矢量V與Z軸負方向的夾角定義為右手臂的張角為α，右肩到右手掌關節點的矢量V在X-Y平面上的投影射線與X軸正方向的夾角定義為右手臂的轉角β，左肩到左手掌關節點的矢量U與左肩到右肩關節點的矢量W的夾角為左手臂的水平角γ。

6.根據權利要求5所述的基于Kinect的手勢識別智能家居控制方法，其特征在于：步驟4)所述四個區域的劃分，如下：

首先為右手臂的張角為α取定一個閾值α_th，以及為右手臂的轉角β取定四個范圍B_β1、B_β2、B_β3和B_β4，區域1={α≥α_th，β∈B_β1}，區域2={α≥α_th，β∈B_β2}，區域3={α≥α_th，β∈B_β3}，區域4={α≥α_th，β∈B_β4}；

所述左手掌抬起到與左肩、右肩近似平行的位置判斷方式如下：

為左手臂的水平角γ取定一個閾值γ_th，當γ≥γ_th時，判斷為左手掌已抬起到與兩肩部近似平行的位置。