[發明專利]一種多區域多分類可擴展手勢識別控制裝置及控制方法

在審

• 申請號: 202010314974.2
• 申請日: 2020-04-21
• 公開（公告）號: CN111461059A
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: 杜國銘;王龍;馮大志
• 申請（專利權）人: 哈爾濱拓博科技有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/34;G06F3/01;A63F13/213;A63F13/428;A63F13/822
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本發明提出一種多區域多分類可擴展手勢識別控制裝置及控制方法，所述裝置包括中控、圖像采集模塊、手勢識別模塊、數據傳輸模塊和用戶交互終端模塊；所述中控控制圖像采集模塊調整參數保證圖像清晰、亮度合理。采集到的圖像輸入給手勢識別模塊，經分析得到手的位置、姿態、運動速度、加速度、角加速度、預定義手勢種類、特征向量等信息。根據上述信息，生成手勢命令，通過數據傳輸模塊發送至受控設備。用戶交互終端提供了一種擴展本發明所述控制裝置功能的方式。本發明提出的手勢識別控制裝置直接為受控設備提供可以使用的控制信號，擴展性強，檢測準確、控制靈敏，集成度高、體積小、功耗低，使用方式靈活，可為用戶提供自然，舒適的體驗。

技術領域

本發明屬于手勢識別控制技術領域，特別是涉及一種多區域多分類可擴展手勢識別控制裝置及控制方法。

背景技術

近年來體感交互越來越流行，手勢識別技術得到了大量應用。與傳統的按鍵交互相比，手勢控制具有靈活多樣的優點，可以定義遠超于實體按鍵的信號，更加方便用戶的使用，令交互更加自然。手勢識別控制器在輔助駕駛，智能家居，電玩游戲領域已經得到了很多應用，如用手勢控制汽車的前進后退，控制家用電器的開關，控制3D游戲等。很多手勢控制器都利用攝像頭采集手勢信息。圖像采集方面既有單目攝像頭的方案，雙目攝像頭的方案，還出現了陣列攝像頭的方案；有的手勢控制器使用RGB攝像頭，操作范圍廣，但容易受背景的影響；有的控制器使用紅外攝像頭，排除了背景的影響，但操作范圍較小。手勢控制器識別的內容包括如下幾類：定義幾種手勢，進行分類；檢測手部在揮動的動作。控制器的原理包括：利用特征點識別手勢；利用HOG及機器學習分類器進行手勢分類；利用神經網絡檢測手部，并判斷手勢類別等。

現有的手勢識別控制器基于手勢分類，動作分類等原理。一部分手勢控制器，只是手勢分類，每種手勢對應一個控制信號；還有一些手勢控制器則是識別手部的簡單動作，如手從右至左平移，從前至后平移等運動，每一種運動對應一個控制信號。不論以上哪種情況，都只能提供很少的幾個信號，低估了手勢識別的潛力，這也導致目前的手勢識別控制器只能應用在簡單的交互場景。

發明內容

本發明目的是為了解決現有技術中的問題，提出了一種多區域多分類可擴展手勢識別控制裝置及控制方法。本發明所述手勢識別控制裝置，能夠從手勢分類，手部位置，手部姿態，運動速度、加速度、角加速度、特征向量等多個方面提取手勢信息，并合理地組合應用，使手部動作提供更多的交互信號，從而使手勢識別控制裝置可以在更為綜合，更為復雜的交互場景下得到應用。

本發明是通過以下技術方案實現的，本發明提出一種多區域多分類可擴展手勢識別控制裝置，所述裝置包括中控、圖像采集模塊、手勢識別模塊、數據傳輸模塊和用戶交互終端模塊；所述中控負責控制圖像采集模塊、手勢識別模塊和數據傳輸模塊的工作；

所述圖像采集模塊用于采集視頻圖像信息，所述手勢識別模塊用于識別出視頻圖像中的目標手勢，所述中控對識別出的目標手勢進行處理解析，得到手勢命令，并將所述手勢命令通過數據傳輸模塊發送至受控設備，所述受控設備執行相應的操作并返回設備運行狀態結果；預定義10種以上的手勢作為目標手勢；用戶通過所述用戶交互終端模塊配置自定義的解析方式；

所述中控包括離散解析器和連續解析器，所述離散解析器用于將用戶手勢操作區進行區域分割，所述手勢在不同區域內時會觸發不同的功能，從而能夠根據同一手勢解析得到多個不同的獨立的交互信號；所述連續解析器用于從手勢信息中提取連續變量并傳入連續變量計算函數，計算結果便可以映射到受控設備所需的取值范圍，實現用手勢來表達連續變量，從而得到連續的交互信號；所述中控將得到的交互信號與受控設備的控制信號進行匹配從而得到手勢命令。

進一步地，所述目標手勢的手勢信息包括手部位置、姿態、運動速度、加速度、角加速度、預定義手勢種類和特征向量。

進一步地，所述圖像采集模塊使用單目攝像頭采集視頻圖像信息。