[發明專利]一種基于24GHz雷達的簡易手勢識別方法

有效

• 申請號: 202010516586.2
• 申請日: 2020-06-09
• 公開（公告）號: CN111693990B
• 公開（公告）日: 2023-04-11
• 發明（設計）人: 馬書藝;李坡;張秋玥;張宇陽
• 申請（專利權）人: 南京工業職業技術學院
• 主分類號: G01S13/88
• 分類號: G01S13/88;G01S13/50
• 代理公司: 蕪湖思誠知識產權代理有限公司 34138
• 代理人: 項磊

本發明公開了一種基于24GHz雷達的簡易手勢識別方法，包括下列步驟：步驟1：初始化閾值參數T1和T2；步驟2：讀取雷達數據經多普勒調制為頻率數據；步驟3：對雷達數據截取的若干離散頻率點的頻率數據進行處理后計算出雙邊頻譜并進而計算出正負頻率的幅度和之比R；步驟4；根據所述正負頻率的幅度和之比R在閾值范圍中的位置識別手勢。本發明用于識別人體目標在靜止狀態下并且手勢種類較少，產生多普勒變化效應明顯的簡易手勢，克服了現有技術對此狀況下對簡易手勢識別無法兼顧小計算量和識別準確的技術問題。

技術領域

本發明涉及一種基于24GHz雷達的簡易手勢識別方法。

背景技術

現如今手勢控制作為一種比較方便的非接觸控制方式，廣泛的運用在生活、工業等各個領域。例如，在家庭生活中，利用手勢，人們可以控制燈泡的亮度及亮滅，還可以控制音樂的播放及停止?；谝曈X的圖像識別雖然具有較高的成功率，但圖像識別對環境有較大的依賴，對光照、遮擋有一定的要求。基于雷達微波傳感器的手勢識別技術利用手勢運動時產生的多普勒效應，然后基于雷達信號處理提取信號特征，再通過相應算法或識別模型進行識別能避免圖像識別的缺陷。

現有技術為了提高識別的準確率和對復雜手勢的識別，往往采用較為復雜的機器識別算法和識別模型，但在一些控制需求較低的設備上如果采用這類識別算法，會因為計算量較大而需要性能較高的設備或較長的計算時間，從而導致設備成本或反應時間不能滿足需要。例如針對靜止狀態下人員通過前后揮手的區別進行控制的設備，由于控制方式較為簡單，因此沒有必要采用過于復雜的識別方法。而現有技術中計算量較小無需依賴機器識別算法的識別方法，對一些較為簡單的手勢，在識別可靠性上也存在成功率較低的問題，因此現有技術尚無法同時滿足計算量小和識別準確率高的要求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于24GHz雷達的簡易手勢識別方法，以解決現有技術中的下列問題：針對靜止狀態下人員通過前后揮手的區別進行控制的設備，現有識別方法無法同時滿足計算量小和識別準確率高的要求。

所述的一種基于24GHz雷達的簡易手勢識別方法，包括下列步驟：

步驟1：初始化閾值參數T1和T2；

步驟2：讀取雷達數據經多普勒調制為頻率數據；

步驟3：對雷達數據截取的若干離散頻率點的頻率數據進行處理后計算出雙邊頻譜并進而計算出正負頻率的幅度和之比R；

步驟4；根據所述正負頻率的幅度和之比R在閾值范圍中的位置識別手勢。

優選的，雷達采集手勢回波，產生手勢回波的手勢包括前揮手、后揮手和前后揮手，所述步驟2中的頻率數據的計算公式為：

其中，v為人體揮手速度、θ為手臂與雷達垂直方向的夾角，λ為雷達電磁波波長；當人向前揮手時，產生的多普勒頻率f_d始終大于零；相反，當反向揮手時，v＜0，產生的多普勒頻率f_d始終小于零；當人體一個周期來回揮手時，將產生的多普勒頻率中既存在大于零的f_d，也存在小于零的f_d。

優選的，三種手勢的多普勒頻率的特點分別為：

a.前揮手多普勒頻率f_fd：始終大于0，集中在多普勒頻譜的正半軸；

b.后揮手多普勒頻率f_bd：始終小于0，集中在多普勒頻譜的負半軸；

c.前后揮手多普勒頻率f_fb：既存在大于0的值，也存在小于0的值，多普勒頻譜的正負半軸均有；