[發明專利]一種基于智能戒指的手勢識別方法及系統

有效

• 申請號: 202010411317.X
• 申請日: 2020-05-15
• 公開（公告）號: CN111766941B
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發明（設計）人: 張騰翔;曾馨;陳益強
• 申請（專利權）人: 中國科學院計算技術研究所
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 祁建國

本發明提出一種基于智能戒指的手勢識別方法，包括：將智能戒指佩戴于使用者的手指，且將該使用者佩戴該智能戒指的手作為佩戴手，將該佩戴手對應的未佩戴該智能戒指的手作為非佩戴手；通過該智能戒指的運動傳感器，采集該佩戴手的運動數據，通過該智能戒指的攝像頭，采集該非佩戴手的圖像數據；通過該智能戒指的微處理器分別分析該運動數據和該圖像數據，得到該佩戴手和該非佩戴手的手勢信息。本發明在單個戒指中集成運動傳感器和攝像頭，無需用戶佩戴多個設備，既可以達到識別雙手手勢的目的，減輕用戶負擔，拓展了交互渠道。

技術領域

本發明涉及手勢識別領域，尤其涉及一種可穿戴智能戒指的手勢識別方法。

背景技術

隨著傳感器、電池等電子電路技術的小型化發展，更多的微型智能終端產品應運而生。但是智能終端體積的減小，現有的手持式的使用形式不再適宜，因此，穿戴式的終端應運而生。許多穿戴設備(如智能手表)都可以檢測用戶的交互意圖，甚至可以檢測用戶當前所處的情境。其中，佩戴在手指上的智能戒指由于體積小、不影響手部其他動作的方便性等特點，正在成為一種交互的選擇。智能戒指可以用來檢測細微手勢動作，完成與不同設備的手勢交互。目前，現有的智能戒指大多采用慣性傳感器(IMU)來完成手勢識別或者利用一個向手掌內拍攝的魚眼鏡頭可以進行手勢識別。專利201910620796.3利用戒指中的九軸傳感器來獲取手部的運動軌跡來進行手勢識別。專利201821747517.7在戒指中設置了加速度計和壓力傳感器來進行與電腦的手勢交互。

現有基于智能戒指的手勢識別技術的局限有：

(1)基于慣性傳感器IMU的智能戒指只能識別動態手勢，無法檢測靜態手勢；

(2)基于攝像頭的智能戒指受限于攝像頭的角度，只能在特定角度下識別手勢；

(3)無法識別豐富的雙手手勢。

發明內容

本方案的目的是克服上述現有技術存在的對于動態手勢與靜態手勢、單手手勢與雙手手勢識別存在的問題，提出一種基于IMU與攝像頭級聯的智能戒指手勢識別方案。

本方案在智能戒指中集成IMU單元和攝像頭，基于IMU信號檢測佩戴手的動態手勢，同時基于攝像頭信號檢測非佩戴手的靜態和動態手勢。這樣，用戶佩戴一個戒指即可同時實現雙手動態手勢以及非佩戴手靜態手勢的識別；若雙手分別佩戴一個，則可以完成雙手動態和靜態手勢識別，或者使用角度更廣的攝像頭(例如魚眼鏡頭)，也可以達到對佩戴手靜態手勢的識別。擴展了交互通道，提升了交互體驗。

具體來說本發明公開了一種基于智能戒指的手勢識別方法，其中包括：

步驟1、將智能戒指佩戴于使用者的手指，且將該使用者佩戴該智能戒指的手作為佩戴手，將該佩戴手對應的未佩戴該智能戒指的手作為非佩戴手；

步驟2、通過該智能戒指的運動傳感器，采集該佩戴手的運動數據，通過該智能戒指的攝像頭，采集該非佩戴手的圖像數據；

步驟3、通過該智能戒指的微處理器分別分析該運動數據和該圖像數據，得到該佩戴手和該非佩戴手的手勢信息。

所述的基于智能戒指的手勢識別方法，其中該步驟3包括：

步驟31、通過該運動數據得到佩戴手絕對運動信息；

步驟32、通過該圖像數據得到非佩戴手相對運動信息和非佩戴手靜態手勢；

步驟33、通過該佩戴手絕對運動信息對該非佩戴手相對運動信息進行補償，得到非佩戴手絕對運動信息；

步驟34、分別根據該佩戴手絕對運動信息和該非佩戴手絕對運動信息，得到佩戴手動態手勢和非佩戴手動態手勢，集合該佩戴手動態手勢、該非佩戴手動態手勢和該非佩戴手靜態手勢，作為該手勢信息。

所述的基于智能戒指的手勢識別方法，其中該運動傳感器為慣性傳感器。