[發明專利]手勢識別方法、裝置、設備及存儲介質

有效

• 申請號: 201910415577.1
• 申請日: 2019-05-17
• 公開（公告）號: CN110109551B
• 公開（公告）日: 2021-02-23
• 發明（設計）人: 蔡浩原;李文寬;趙晟霖;楊磊;劉春秀
• 申請（專利權）人: 中國科學院電子學研究所
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01;G06F3/0346
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 周天宇

1.一種手勢識別的方法，其特征在于，包括：

S1，初始化慣性傳感器的姿態四元數、所述慣性傳感器在地理坐標系下的三軸加速度矢量、所述慣性傳感器在機體坐標系下的三軸陀螺儀矢量及手勢特征碼，所述慣性傳感器用于感知用戶的手勢；

S2，獲取所述三軸加速度矢量和三軸陀螺儀矢量；

S3，基于所述三軸加速度矢量和所述三軸陀螺儀矢量，判斷所述慣性傳感器的狀態是否為非靜止狀態，若所述慣性傳感器為靜止狀態，則再次執行S2，若所述慣性傳感器為非靜止狀態，則執行S4；

S4，基于所述三軸加速度矢量，計算并記錄運動矢量角；

S5，基于所述運動矢量角和預設的四象限圖，判定手勢識別碼；

S6，基于所述手勢識別碼，更新所述手勢特征碼；

S7，在預置的手勢特征碼庫中，查找所述手勢特征碼，以識別所述用戶的手勢；

所述S5，基于所述運動矢量角和預設的四象限圖，判定手勢識別碼包括：將所述運動矢量角投射于所述預設的四象限圖中，判定所述運動矢量角在所述預設的四象限圖中跨越了哪一軸，獲得所述手勢識別碼，且當所述運動矢量角在所述預設的四象限圖中為順時針方向跨越時，所述手勢識別碼為正，當所述運動矢量角在所述預設的四象限圖中為逆時針方向跨越時，所述手勢識別碼為負。

2.根據權利要求1中所述的方法，其特征在于，所述基于所述三軸加速度矢量和所述三軸陀螺儀矢量，判斷所述慣性傳感器的狀態是否為非靜止狀態包括：

基于所述三軸加速度矢量和所述三軸陀螺儀矢量，更新所述姿態四元數；

基于所述姿態四元數，計算三軸加速度運動矢量；

計算所述三軸加速度運動矢量的模，包括：

令所述三軸加速度運動矢量為[EarthAccX，EarthAccY，EarthAccZ]，所述三軸加速度運動矢量的模為normAcc，則：

判斷所述三軸加速度運動矢量的模是否大于預設的閾值，當所述三軸加速度運動矢量的模大于預設的閾值時，則所述慣性傳感器為非靜止狀態。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述三軸加速度矢量和所述三軸陀螺儀矢量，更新所述姿態四元數包括：

令所述三軸加速度矢量為[ax，ay，az]，所述三軸陀螺儀矢量為[gx，gy，gz]，所述姿態四元數為[q0，q1，q2，q3]，則：

q0＝q0+(-q1*gx-q2*gy-q3*gz)*DeltaTime/2；

q1＝q1+(q0*gx+q2*gz-q3*gy)*DeltaTime/2；

q2＝q2+(q0*gy-q1*gz+q3*gx)*DeltaTime/2；

q3＝q3+(q0*gz+q1*gy-q2*gx)*DeltaTime/2；

其中，DeltaTime為更新所述姿態四元數的時間差。

4.根據權利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述基于所述姿態四元數，計算三軸加速度運動矢量包括：

令所述姿態四元數為[q0，q1，q2，q3]，所述三軸加速度矢量為[ax，ay，az]，所述三軸加速度運動矢量為[EarthAccX，EarthAccY，EarthAccZ]，則：

EarthAccX＝2*ax*(0.5-q2*q2-q3*q3)+2*ay*(q1*q2-q0*q3)+2*az*(q1*q3+q0*q2)；

EarthAccY＝2*ax*(q1*q2+q0*q3)+2*ay*(0.5-q1*q1-q3*q3)+2*az*(q2*q3-q0*q1)；

EarthAccZ＝2*ax*(q1*q3-q0*q2)+2*ay*(q2*q3+q0*q1)+2*az*(0.5-q1*q1-q2*q2)-1。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述三軸加速度矢量，計算并記錄運動矢量角包括：

基于所述三軸加速度矢量分別在所述地理坐標系的三個軸上的分量的時域圖，選取所述分量的峰值較大的兩個軸，令所述兩個軸組成的平面為運動主平面；

計算所述慣性傳感器在所述運動主平面中的運動矢量角。