一种非接触式的手势识别方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种非接触式的手势识别方法和系统。其中，所述系统包括信号发射接收模块、注入锁相正交接收模块和手势识别模块。本发明专利技术通过信号发射接收模块向被检测物发射无线信号并接收回波信号；由注入锁相正交接收模块对所述无线信号的相位进行锁定，对所述回波信号和锁相后的无线信号进行正交解调，输出同相支路解调得到的第一基带信号以及正交支路解调得到的第二基带信号；进而由手势识别模块根据所述第一基带信号以及第二基带信号的信号幅度变化来判断所述被检测物的移动方向。由此实现非接触式的手势识别，本发明专利技术无需摄像头和复杂的算法，降低了成本，适用范围广。

Non contact hand gesture recognition method and system

The invention discloses a non-contact gesture recognition method and system. Wherein, the system comprises a signal transmitting and receiving module, an injection lock in phase, an orthogonal receiving module and a gesture recognition module. The transmitting and receiving module to the detected objects transmit radio signals and receive echo signal through the signal; lock by injection locking orthogonal receiving module on the wireless signal of the phase quadrature demodulation of radio signals of the echo signal and the phase locked the second baseband signal output in-phase branch demodulated first baseband signal and the quadrature branch demodulation get; and the gesture recognition module according to the first baseband signal and the signal amplitude of second baseband signal changes to determine the direction of movement of the object to be detected. Thus, the non-contact gesture recognition is realized, and the invention does not need a camera and a complicated algorithm, thereby reducing the cost and applying a wide range.

【技术实现步骤摘要】
一种非接触式的手势识别方法和系统
本专利技术涉及手势识别方法领域，特别涉及一种非接触式的手势识别方法和系统。
技术介绍
相比接触式的手势识别方法，非接触式的识别方法可以让人可以有更多的自由空间去做手势，而且这也是最好的人机交互方式。在非接触式的手势识别方法中，基于重传无线通信信号和多普勒雷达技术手势识别方法，比以前的方法具有更多的优势。它采用微波技术，具有较好的穿透性；不需要额外主动产生信号源，具有较低的功耗；采用室内的无线通信信号，可以避免很多内部干扰；添加重传机制和耦合器件来分开接收到的回波信号和接受到的无线通信信号；引入注频锁相正交接收器（ILQR）来保证较高的灵敏度，避免较繁琐的编解码等步骤。因此，在未来具有较大的应用空间，具体如下：(1)在移动设备领域：未来的世界是物联网的世界，移动终端的市场是很大的，特别是智能手机的市场。如果能远距离的利用手势无线操控设备，这会让人们有更好的体验感，而且会使得人们操作更加便利。(2)游戏领域：随着人们对游戏体验要求越来越高，未来的游戏不仅仅是靠鼠标屏幕就能满足人的需要的，更多的是人机交互。因此，如果在硬件平台上运用此技术，可以远距离的检测识别人的手势动作，人们就可以自由的进行人机交互，会有更好的游戏体验感。(3)智能家居：较为智能的控制系统，如果能远距离的自由的控制系统的运作，会给人们平时的生活带来无比的舒适感。如果能够远距离的用手势控制智能设备，也就不用太多的移动，只要动一动手势，就能控制设备，这会给人们的正常生活带来非常大的便利。现有的非接触式手势识别技术主要采用：使用多个摄像头组成双目或多目计算机视觉系统。具有代表性的是XboxKinect系统，基本原理就是这种系统通过在各个不同方向架设一组摄像头，在同时采集图像的同时，使用复杂的合成算法产生三维的坐标数据，此种做法首次实现了空间手势识别。使用多个摄像头组成组成双目或多目计算机视觉系统，因为系统要正常工作，系统需要持续不断地的拍摄视频，这也就增加了功耗；其次，这样的系统很容易受到背光的干扰，影响测试精度；最后，因为算法本身复杂度较高，并完全交由CPU处理，在普通PC上无法做到实时手势识别。因而现有技术还有待改进和提高。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的不足之处，本专利技术的目的在于提供一种非接触式的手势识别方法和系统，无需摄像头和复杂的算法，降低了成本。为了达到上述目的，本专利技术采取了以下技术方案：一种非接触式的手势识别系统，所述系统包括：信号发射接收模块，用于向被检测物发射无线信号并接收回波信号，还将所述无线信号和接收的回波信号输出给注入锁相正交接收模块；注入锁相正交接收模块，用于对所述无线信号的相位进行锁定，对所述回波信号和锁相后的无线信号进行正交解调，输出同相支路解调得到的第一基带信号以及正交支路解调得到的第二基带信号给手势识别模块；手势识别模块，用于根据所述第一基带信号以及第二基带信号的信号幅度变化来判断所述被检测物的移动方向。所述的非接触式的手势识别系统中，所述信号发射接收模块包括：接收天线，用于捕捉外部的无线通信信号，将捕捉的无线通信信号输出给分支线耦合器；发射天线，用于向被检测物发射所述无线通信信号并接收带有被检测物的多普勒信息的回波信号，将所述回波信号输出给分支线耦合器；分支线耦合器，用于将所述无线通信信号输出给发射天线和注入锁相正交接收模块；将发射天线接收到的带有被检测物的多普勒信息的回波信号输出给注入锁相正交接收模块。所述的非接触式的手势识别系统中，所述注入锁相正交接收模块包括：注入锁相振荡器，用于锁定所述无线信号的频率和相位，并输出给正交混频器；两级级联的低噪放，用于将对所述回波信号进行放大，并输出给功分器；功分器，用于将所述低噪放输出的回波放大信号分为等幅等相的两路信号，并分别输出给正交混频器；正交混频器，用于对注入锁相振荡器锁定的无线信号进行移相，产生相互正交的第一锁定信号和第二锁定信号；将第一锁定信号与功分器输出的一路信号进行混频，将第二锁定信号与功分器输出的另一路信号进行混频；得到频率为无线信号的频率与回波信号的频率之和的高频信号、频率为无线信号的频率与回波信号的频率之差的低频信号；将所述高频信号和低频信号输出给低通滤波单元；低通滤波单元，用于将所述高频信号滤除，得到第一基带信号和第二基带信号。所述的非接触式的手势识别系统中，所述接收天线与发射天线正交。所述的非接触式的手势识别系统中，所述注入锁相正交接收模块还包括延时单元，用于对所述回波信号进行延时，使延时后的回波信号与经过了注入锁相振荡器的无线信号在时间上保持一致，将延时后的回波信号输出给所述低噪放。一种非接触式的手势识别方法，所述方法包括如下步骤：A、信号发射接收模块向被检测物发射无线信号并接收回波信号；B、注入锁相正交接收模块对所述无线信号的相位进行锁定，对所述回波信号和锁相后的无线信号进行正交解调，输出同相支路解调得到的第一基带信号以及正交支路解调得到的第二基带信号；C、手势识别模块根据所述第一基带信号以及第二基带信号的信号幅度变化来判断所述被检测物的移动方向。所述的非接触式的手势识别方法中，所述步骤A具体包括如下步骤：A1、接收天线捕捉外部的无线通信信号，将捕捉的无线通信信号输出给分支线耦合器；A2、分支线耦合器将所述无线通信信号输出给发射天线和注入锁相正交接收模块；A3、发射天线向被检测物发射所述无线通信信号并接收带有被检测物的多普勒信息的回波信号，将所述回波信号输出给分支线耦合器；A4、所述分支线耦合器将所述回波信号输出给注入锁相正交接收模块。所述的非接触式的手势识别方法中，所述步骤B具体包括如下步骤：B1、注入锁相振荡器锁定所述无线信号的频率和相位，并输出给正交混频器；两级级联的低噪放将对所述回波信号进行放大，并输出给功分器；B2、功分器将所述低噪放输出的回波放大信号分为等幅等相的两路信号，并分别输出给正交混频器；B3、正交混频器对注入锁相振荡器锁定的无线信号进行移相，产生相互正交的第一锁定信号和第二锁定信号；将第一锁定信号与功分器输出的一路信号进行混频，将第二锁定信号与功分器输出的另一路信号进行混频；得到频率为无线信号的频率与回波信号的频率之和的高频信号、频率为无线信号的频率与回波信号的频率之差的低频信号；将所述高频信号和低频信号输出给低通滤波单元；B4、低通滤波单元将所述高频信号滤除，得到第一基带信号和第二基带信号。所述的非接触式的手势识别方法中，所述接收天线与发射天线正交。所述的非接触式的手势识别方法中，所述步骤B1还包括：延时单元对所述回波信号进行延时，使延时后的回波信号与经过了注入锁相振荡器的无线信号在时间上保持一致，将延时后的回波信号输出给所述低噪放。相较于现有技术，本专利技术提供一种非接触式的手势识别方法和系统。其中，所述系统包括信号发射接收模块、注入锁相正交接收模块和手势识别模块。本专利技术通过信号发射接收模块向被检测物发射无线信号并接收回波信号；由注入锁相正交接收模块对所述无线信号的相位进行锁定，对所述回波信号和锁相后的无线信号进行正交解调，输出同相支路解调得到的第一基带信号以及正交支路解调得到的第二基带信号；进而由手势识别模块根据所述第一基带信号以及第二基带信号的信号幅度变化来判断所述被检测物本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非接触式的手势识别系统，其特征在于，所述系统包括：信号发射接收模块，用于向被检测物发射无线信号并接收回波信号，还将所述无线信号和接收的回波信号输出给注入锁相正交接收模块；注入锁相正交接收模块，用于对所述无线信号的相位进行锁定，对所述回波信号和锁相后的无线信号进行正交解调，输出同相支路解调得到的第一基带信号以及正交支路解调得到的第二基带信号给手势识别模块；手势识别模块，用于根据所述第一基带信号以及第二基带信号的信号幅度变化来判断所述被检测物的移动方向。

【技术特征摘要】
1.一种非接触式的手势识别系统，其特征在于，所述系统包括：信号发射接收模块，用于向被检测物发射无线信号并接收回波信号，还将所述无线信号和接收的回波信号输出给注入锁相正交接收模块；注入锁相正交接收模块，用于对所述无线信号的相位进行锁定，对所述回波信号和锁相后的无线信号进行正交解调，输出同相支路解调得到的第一基带信号以及正交支路解调得到的第二基带信号给手势识别模块；手势识别模块，用于根据所述第一基带信号以及第二基带信号的信号幅度变化来判断所述被检测物的移动方向。2.根据权利要求1所述的非接触式的手势识别系统，其特征在于，所述信号发射接收模块包括：接收天线，用于捕捉外部的无线通信信号，将捕捉的无线通信信号输出给分支线耦合器；发射天线，用于向被检测物发射所述无线通信信号并接收带有被检测物的多普勒信息的回波信号，将所述回波信号输出给分支线耦合器；分支线耦合器，用于将所述无线通信信号输出给发射天线和注入锁相正交接收模块；将发射天线接收到的带有被检测物的多普勒信息的回波信号输出给注入锁相正交接收模块。3.根据权利要求1所述的非接触式的手势识别系统，其特征在于，所述注入锁相正交接收模块包括：注入锁相振荡器，用于锁定所述无线信号的频率和相位，并输出给正交混频器；两级级联的低噪放，用于将对所述回波信号进行放大，并输出给功分器；功分器，用于将所述低噪放输出的回波放大信号分为等幅等相的两路信号，并分别输出给正交混频器；正交混频器，用于对注入锁相振荡器锁定的无线信号进行移相，产生相互正交的第一锁定信号和第二锁定信号；将第一锁定信号与功分器输出的一路信号进行混频，将第二锁定信号与功分器输出的另一路信号进行混频；得到频率为无线信号的频率与回波信号的频率之和的高频信号、频率为无线信号的频率与回波信号的频率之差的低频信号；将所述高频信号和低频信号输出给低通滤波单元；低通滤波单元，用于将所述高频信号滤除，得到第一基带信号和第二基带信号。4.根据权利要求2所述的非接触式的手势识别系统，其特征在于，所述接收天线与发射天线正交。5.根据权利要求3所述的非接触式的手势识别系统，其特征在于，所述注入锁相正交接收模块还包括延时单元，用于对所述回波信号进行延时，使延时后的回波信号与经过了注入锁相振荡器的无线信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：金海焱，廖丹，陆川，杨乐辉，
申请(专利权)人：康佳集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44