[發明專利]一種基于點云的手勢檢測方法、系統、存儲介質

在審

• 申請號: 202310337187.3
• 申請日: 2023-03-31
• 公開（公告）號: CN116593978A
• 公開（公告）日: 2023-08-15
• 發明（設計）人: 吳慧穎;請求不公布姓名;張遠燚
• 申請（專利權）人: 廈門精益遠達智能科技有限公司
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41;G06F17/14;G06F17/18;G01S13/88
• 代理公司: 廈門原創專利事務所(普通合伙) 35101
• 代理人: 高巍

1.一種基于點云的手勢檢測方法，其特征在于：包括以下步驟：

S1，通過雷達發射中頻采樣信號并接收目標反射回的中頻信號，對反射回的中頻信號根據每個chirp信號加窗進行FFT運算，得到目標的距離頻譜，對每個距離維的不同chirp信號進行N點FFT運算，得到目標的速度頻譜，范圍為[－N/2，N/2]，獲得一幀數據的FFT頻譜；

S2，重復若干次步驟S1，得到多幀數據的FFT頻譜，根據多幀數據的FFT頻譜判斷目標中是否存在微動目標，若是則輸出最靠近雷達的目標的距離r；

S3，提取與最靠近雷達的目標第一距離范圍內的目標的速度頻譜，獲取速度頻譜中譜線大于第一閾值的第一目標集，記錄所述第一目標集的每個目標的距離索引；

S4，通過雷達天線的相位差計算所述第一目標集的每個目標投影至直角坐標系中，在直角坐標系中得到多幀的距離變化曲線，

若目標在直角坐標系中的Z軸變化量大于X軸變化量，且目標在直角坐標系中Z軸的距離由負到正，且Z軸的最大變化量大于第一閾值，則判定向上揮手；

若目標在直角坐標系中的Z軸變化量大于X軸變化量，且目標在直角坐標系中Z軸的距離由正到負，且Z軸的最大變化量大于第一閾值，則判定向下揮手；

若目標在直角坐標系中的X軸變化量大于Z軸變化量，且目標在直角坐標系中X軸的距離由負到正，且X軸的最大變化量大于第一閾值，則判定向右揮手；

若目標在直角坐標系中的X軸變化量大于Z軸變化量，且目標在直角坐標系中X軸的距離由正到負，且X軸的最大變化量大于第一閾值，則判定向左揮手。

2.根據權利要求1所述的一種基于點云的手勢檢測方法，其特征在于：所述根據多幀數據的FFT頻譜判斷目標中是否存在微動目標包括：

對每幀數據的FFT頻譜提取相同行的chirp信號得到抽樣后FFT頻譜；

多所述抽樣后FFT頻譜進行N點FFT運算得到低速抽樣頻譜；

若所述低速抽樣頻譜中含有大于第二閾值的譜線，則判定存在微動目標。

3.根據權利要求1所述的一種基于點云的手勢檢測方法，其特征在于：若是則輸出最靠近雷達的目標的距離r之后，提取在與雷達距離[r－50，r]cm內區域檢測的目標的速度頻譜之前，執行：

若最靠近雷達的目標的距離r小于第三閾值，則將雷達的工作帶寬設置為第一帶寬用于尋找近距離范圍內的目標；

若最靠近雷達的目標的距離r大于第三閾值，則將雷達的工作帶寬設置為第二帶寬用于尋找遠距離范圍內的目標，所述第一帶寬大于所述第二帶寬。

4.根據權利要求1所述的一種基于點云的手勢檢測方法，其特征在于：通過雷達天線的相位差計算所述第一目標集的每個目標投影至直角坐標系中包括：

通過天線的相位差計算所述第一目標集的每個目標的俯仰角度γ與水平角度θ；

將極坐標(R，γ，θ)投影到直角坐標系(x，y，z)中，其中R為雷達徑向距離。

5.根據權利要求4所述的一種基于點云的手勢檢測方法，其特征在于：

通過計算俯仰角度γ與水平角度θ，其中λ為波長，Δψ為天線的相位差，d為兩天線的距離；。

6.根據權利要求1所述的一種基于點云的手勢檢測方法，其特征在于：在直角坐標系中得到多幀的距離變化曲線之后，執行：對多幀的距離變化進行平滑處理。

7.根據權利要求1所述的一種基于點云的手勢檢測方法，其特征在于：對多幀的距離變化進行平滑處理包括：對多幀的距離通過下列公式進行加權處理得到最終加權的距離索引：

其中，R_i為第i個目標的距離索引，A_i為第i個目標的幅值。

8.根據權利要求1所述的一種基于點云的手勢檢測方法，其特征在于：在直角坐標系中得到多幀的距離變化曲線之后，執行：

當檢測到連續5幀有目標則為窗函數的起始點，連續檢測到8幀沒有信號則為滑動窗的終點，對多幀的距離變化曲線進行加窗處理，提取單次手勢變化。