基于超聲波定位的手勢識別與控制裝置及識別與控制方法
【專利說明】
【技術領域】
[0001]本發明涉及手勢識別領域，尤其涉及一種基于超聲波定位的手勢識別與控制裝置及識別與控制方法。
【【背景技術】】
[0002]通常的手勢識別裝置利用攝像頭及圖片處理軟件識別手勢，然而攝像頭與圖片處理軟件的組合對用戶的動作感應比較滯后，通常用戶動作完成一段時間之后，該組合才能識別，而且該組合對光線要求比較高，如光線不好，會影響到識別效果。
【
【發明內容】
】
[0003]本發明的目的在于提供一種基于超聲波定位的手勢識別與控制裝置及識別與控制方法，其解決了單獨基于視頻的手勢識別在光學環境惡劣時或單獨基于音頻的手勢識別在聲學環境惡劣時，大大降低了手勢識別的可信度的技術問題。
[0004]為了解決上述技術問題，本發明提供了一種基于超聲波定位的手勢識別與控制裝置，該裝置包括:超聲波發射器，用于發射超聲波信號；超聲波接收器，用于接收反射回來的超聲波信號；計算模塊，其用于計算超聲波信號從被超聲波發射器發射出去時到被超聲波接收器接收到時這段時間內所產生的多普勒頻移，并將該多普勒頻移轉換成相應的手勢特征信號；手勢庫，其內設有預設手勢特征信號以及與該預設手勢特征信號對應的用于實現特定功能的控制信號；手勢識別與控制模塊，其將計算模塊輸出的手勢特征信號與手勢庫中的預設手勢特征信號進行匹配，得到相應的控制信號并輸出該控制信號。
[0005]優選的，該手勢識別控制裝置還包括一分割模塊，該分割模塊用于將需要發射的超聲波信號按一時間間隔分割成若干幀。
[0006]優選的，當超聲波接收器接收到某一幀超聲波信號時，所述計算模塊將會計算該幀超聲波信號從被超聲波發射器發射出去時到被超聲波接收器接收到時這段時間內所產生的多普勒頻移，并將該多普勒頻移轉換成相應的手勢特征信號。
[0007]優選的，所述手勢識別與控制裝置還包括一功能執行模塊，其用于接收手勢識別與控制模塊輸出的控制信號，并執行與該控制信號所對應的特定功能。
[0008]優選的，所述超聲波發射器的數量至少兩個，每個超聲波發射器都發射預設頻率的超聲波信號。
[0009]優選的，所述每個超聲波發射器發射的超聲波信號頻率都不同。
[0010]優選的，所述計算模塊計算不同超聲波發射器發出的超聲波信號產生的多普勒頻移。
[0011]優選的，所述手勢識別與控制模塊，其將計算模塊輸出的多個手勢特征信號與手勢庫中的預設手勢特征信號進行匹配。
[0012]本發明還提供了一種基于超聲波定位的手勢識別與控制方法，該方法包括如下步驟:s1、發射超聲波信號；S2、接收反射回來的超聲波信號；S3、計算超聲波信號從被發射出去時到被接收到時這段時間內所產生的多普勒頻移，并將該多普勒頻移轉換成相應的手勢特征信號；S4、將手勢特征信號與預設手勢特征信號進行匹配，得到相應的控制信號并輸出該控制信號；S5、接收所述控制信號，并執行與該控制信號所對應的特定功能。
[0013]本發明的有益效果在于:本發明提供了一種基于超聲波定位的手勢識別與控制裝置及識別與控制方法，其利用了超聲波的高指向性，并將被手反射回來的超聲波信號所產生的多普勒頻移轉換成相應的手勢特征信號，之后將該手勢特征信號與預設手勢特征信號進行對比來確定不同的手勢，大大提高了手勢識別在不同環境中的應用。
【【附圖說明】】
[0014]圖1是本發明基于超聲波定位的手勢識別與控制裝置的模塊結構圖；
[0015]圖2是本發明實施例提供的四個發射超聲波和一個接收超聲波的位置及手勢的位置的空間直角坐標示意圖；
[0016]圖3是本發明基于超聲波定位的手勢識別與控制方法的流程圖。
【【具體實施方式】】
[0017]下面結合附圖和實施方式對本發明作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發明，但不用來限制本發明的范圍。
[0018]如圖1所示，本發明提供了一種基于超聲波定位的手勢識別與控制裝置1，該裝置I包括超聲波發射器10、超聲波接收器11、計算模塊12、手勢庫13、手勢識別與控制模塊14ο
[0019]所述超聲波發聲器10用于發射超聲波信號，發射出去的超聲波信號被手反射回來后被所述超聲波接收器11接收，所述計算模塊12計算超聲波信號從被超聲波發射器發射出去時到被超聲波接收器11接收到時這段時間內所產生的多普勒頻移，并將該多普勒頻移轉換成相應的手勢特征信號。所述手勢庫13內設有預設手勢特征信號以及與該預設手勢特征信號對應的用于實現特定功能的控制信號，所述手勢識別與控制模塊14將計算模塊12輸出的手勢特征信號與手勢庫13中的預設手勢特征信號進行匹配，得到相應的控制信號并輸出該控制信號。
[0020]為了使被超聲波接收器11接收到的超聲波信號易于計算，該手勢識別控制裝置I還包括一分割模塊15，該分割模塊15用于將需要發射的超聲波信號按一時間間隔分割成若干幀，這樣，當超聲波接收器11接收到某一幀超聲波信號時，所述計算模塊12將會計算該幀超聲波信號從被超聲波發射器10發射出去時到被超聲波接收器11接收到時這段時間內所產生的多普勒頻移，并將該多普勒頻移轉換成相應的手勢特征信號。
[0021]在本發明優選的實施例中，所述手勢識別與控制裝置I還包括一功能執行模塊16，其用于接收手勢識別與控制模塊14輸出的控制信號，并執行與該控制信號所對應的特定功能，該特定功能包括，例如，通過手勢來實現電子設備上縮放、選定、確認、移動、關閉、開啟等功能。
[0022]超聲波發聲器10的數量越多，手勢的定位就更精確，因此，優選的，所述超聲波發射器10的數量至少兩個，每個超聲波發射器10都發射預設頻率的超聲波信號。
[0023]為了辨別接