一种多区域多分类可扩展手势识别控制装置及控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术提出一种多区域多分类可扩展手势识别控制装置及控制方法，所述装置包括中控、图像采集模块、手势识别模块、数据传输模块和用户交互终端模块；所述中控控制图像采集模块调整参数保证图像清晰、亮度合理。采集到的图像输入给手势识别模块，经分析得到手的位置、姿态、运动速度、加速度、角加速度、预定义手势种类、特征向量等信息。根据上述信息，生成手势命令，通过数据传输模块发送至受控设备。用户交互终端提供了一种扩展本发明专利技术所述控制装置功能的方式。本发明专利技术提出的手势识别控制装置直接为受控设备提供可以使用的控制信号，扩展性强，检测准确、控制灵敏，集成度高、体积小、功耗低，使用方式灵活，可为用户提供自然，舒适的体验。

【技术实现步骤摘要】
一种多区域多分类可扩展手势识别控制装置及控制方法
本专利技术属于手势识别控制
，特别是涉及一种多区域多分类可扩展手势识别控制装置及控制方法。
技术介绍
近年来体感交互越来越流行，手势识别技术得到了大量应用。与传统的按键交互相比，手势控制具有灵活多样的优点，可以定义远超于实体按键的信号，更加方便用户的使用，令交互更加自然。手势识别控制器在辅助驾驶，智能家居，电玩游戏领域已经得到了很多应用，如用手势控制汽车的前进后退，控制家用电器的开关，控制3D游戏等。很多手势控制器都利用摄像头采集手势信息。图像采集方面既有单目摄像头的方案，双目摄像头的方案，还出现了阵列摄像头的方案；有的手势控制器使用RGB摄像头，操作范围广，但容易受背景的影响；有的控制器使用红外摄像头，排除了背景的影响，但操作范围较小。手势控制器识别的内容包括如下几类：定义几种手势，进行分类；检测手部在挥动的动作。控制器的原理包括：利用特征点识别手势；利用HOG及机器学习分类器进行手势分类；利用神经网络检测手部，并判断手势类别等。现有的手势识别控制器基于手势分类，动作分类等原理。一部分手势控制器，只是手势分类，每种手势对应一个控制信号；还有一些手势控制器则是识别手部的简单动作，如手从右至左平移，从前至后平移等运动，每一种运动对应一个控制信号。不论以上哪种情况，都只能提供很少的几个信号，低估了手势识别的潜力，这也导致目前的手势识别控制器只能应用在简单的交互场景。
技术实现思路
本专利技术目的是为了解决现有技术中的问题，提出了一种多区域多分类可扩展手势识别控制装置及控制方法。本专利技术所述手势识别控制装置，能够从手势分类，手部位置，手部姿态，运动速度、加速度、角加速度、特征向量等多个方面提取手势信息，并合理地组合应用，使手部动作提供更多的交互信号，从而使手势识别控制装置可以在更为综合，更为复杂的交互场景下得到应用。本专利技术是通过以下技术方案实现的，本专利技术提出一种多区域多分类可扩展手势识别控制装置，所述装置包括中控、图像采集模块、手势识别模块、数据传输模块和用户交互终端模块；所述中控负责控制图像采集模块、手势识别模块和数据传输模块的工作；所述图像采集模块用于采集视频图像信息，所述手势识别模块用于识别出视频图像中的目标手势，所述中控对识别出的目标手势进行处理解析，得到手势命令，并将所述手势命令通过数据传输模块发送至受控设备，所述受控设备执行相应的操作并返回设备运行状态结果；预定义10种以上的手势作为目标手势；用户通过所述用户交互终端模块配置自定义的解析方式；所述中控包括离散解析器和连续解析器，所述离散解析器用于将用户手势操作区进行区域分割，所述手势在不同区域内时会触发不同的功能，从而能够根据同一手势解析得到多个不同的独立的交互信号；所述连续解析器用于从手势信息中提取连续变量并传入连续变量计算函数，计算结果便可以映射到受控设备所需的取值范围，实现用手势来表达连续变量，从而得到连续的交互信号；所述中控将得到的交互信号与受控设备的控制信号进行匹配从而得到手势命令。进一步地，所述目标手势的手势信息包括手部位置、姿态、运动速度、加速度、角加速度、预定义手势种类和特征向量。进一步地，所述图像采集模块使用单目摄像头采集视频图像信息。进一步地，所述目标手势包括握拳、伸出拇指、伸出拇指+食指、伸出拇指+食指+中指、伸出食指、伸出食指+中指、ok手势、伸出拇指+食指+小指、伸出食指+小指、伸出拇指+小指、五指张开和四指张开。进一步地，所述数据传输模块的通信方式包括WiFi、蓝牙、Zigbee及串口通信。本专利技术还提出一种多区域多分类可扩展手势识别控制方法，中控负责控制图像采集模块、手势识别模块和数据传输模块的工作；预定义10种以上的手势作为目标手势；用户通过用户交互终端模块配置自定义的解析方式；步骤1、图像采集模块采集视频图像信息；步骤2、手势识别模块识别出视频图像中的目标手势；步骤3、中控对识别出的目标手势进行处理解析，得到手势命令，并将所述手势命令通过数据传输模块发送至受控设备；步骤4、所述受控设备执行相应的操作并返回设备运行状态结果；在步骤3中，所述中控包括离散解析器和连续解析器，所述离散解析器用于将用户手势操作区进行区域分割，所述手势在不同区域内时会触发不同的功能，从而能够根据同一手势解析得到多个不同的独立的交互信号；所述连续解析器用于从手势信息中提取连续变量并传入连续变量计算函数，计算结果便可以映射到受控设备所需的取值范围，实现用手势来表达连续变量，从而得到连续的交互信号；所述中控将得到的交互信号与受控设备的控制信号进行匹配从而得到手势命令。进一步地，在完成信号匹配后，对交互逻辑进行设计，设计多个手势对应同一个控制信号，但是操作难易程度不同，优先级不同，从而满足用户的不同使用需求。进一步地，所述手势识别控制装置在出厂时已经有默认的配置，能够将手势信息解析成对应的手势命令；如果默认的解析方式不满足用户的需求，用户能够通过所述用户交互终端模块配置自定义的解析方式，所述自定义的解析方式包括修改区域分割方案、更改信号匹配和改变交互逻辑。进一步地，所述手势识别模块能够在手以任何角度，任何位姿出现在用户手势操作区内时识别出目标手势。进一步地，所述用户手势操作区包括左手操作区和右手操作区。本专利技术带来的有益效果：1、手势控制装置使交互不必与硬件接触，干净卫生，不会造成公共场所交叉感染；2、手势的灵活性高，变化丰富，可以为受控设备提供更多的信号；3、手势控制装置仅需为摄像头留出通光孔即可进行交互，可隐藏于受控设备体内，保持设备整体外观简洁美观，也可作为受控设备外设安装，结构灵活；4、手势控制装置体积小、功耗低、集成度高；5、手势控制装置功能扩展性强。附图说明图1为本专利技术所述的多区域多分类可扩展手势识别控制装置的总体组成框图；图2为本专利技术所述的多区域多分类可扩展手势识别控制方法的流程图；图3为预定义手势示意图；图4为手势操作区分割方案示意图；图5为手势操作区参考系示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。结合图1，本专利技术提出一种多区域多分类可扩展手势识别控制装置，涉及智能交互领域，所述装置包括中控、图像采集模块、手势识别模块、数据传输模块和用户交互终端模块；所述中控负责控制图像采集模块、手势识别模块和数据传输模块的工作；所述图像采集模块用于采集视频图像信息，所述手势识别模块用于识别出视频图像中的目标手势，所述中控对识别出的目标手势进行处理解析，得到手势命令，并将所述手势命令通过数据传输模块发送至受控设备，所述受控设备执行相应的操作并返回设备运本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多区域多分类可扩展手势识别控制装置，其特征在于：所述装置包括中控、图像采集模块、手势识别模块、数据传输模块和用户交互终端模块；所述中控负责控制图像采集模块、手势识别模块和数据传输模块的工作；/n所述图像采集模块用于采集视频图像信息，所述手势识别模块用于识别出视频图像中的目标手势，所述中控对识别出的目标手势进行处理解析，得到手势命令，并将所述手势命令通过数据传输模块发送至受控设备，所述受控设备执行相应的操作并返回设备运行状态结果；预定义10种以上的手势作为目标手势；用户通过所述用户交互终端模块配置自定义的解析方式；/n所述中控包括离散解析器和连续解析器，所述离散解析器用于将用户手势操作区进行区域分割，所述手势在不同区域内时会触发不同的功能，从而能够根据同一手势解析得到多个不同的独立的交互信号；所述连续解析器用于从手势信息中提取连续变量并传入连续变量计算函数，计算结果便可以映射到受控设备所需的取值范围，实现用手势来表达连续变量，从而得到连续的交互信号；所述中控将得到的交互信号与受控设备的控制信号进行匹配从而得到手势命令。/n

【技术特征摘要】
1.一种多区域多分类可扩展手势识别控制装置，其特征在于：所述装置包括中控、图像采集模块、手势识别模块、数据传输模块和用户交互终端模块；所述中控负责控制图像采集模块、手势识别模块和数据传输模块的工作；
所述图像采集模块用于采集视频图像信息，所述手势识别模块用于识别出视频图像中的目标手势，所述中控对识别出的目标手势进行处理解析，得到手势命令，并将所述手势命令通过数据传输模块发送至受控设备，所述受控设备执行相应的操作并返回设备运行状态结果；预定义10种以上的手势作为目标手势；用户通过所述用户交互终端模块配置自定义的解析方式；
所述中控包括离散解析器和连续解析器，所述离散解析器用于将用户手势操作区进行区域分割，所述手势在不同区域内时会触发不同的功能，从而能够根据同一手势解析得到多个不同的独立的交互信号；所述连续解析器用于从手势信息中提取连续变量并传入连续变量计算函数，计算结果便可以映射到受控设备所需的取值范围，实现用手势来表达连续变量，从而得到连续的交互信号；所述中控将得到的交互信号与受控设备的控制信号进行匹配从而得到手势命令。


2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述目标手势的手势信息包括手部位置、姿态、运动速度、加速度、角加速度和特征向量。


3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述图像采集模块使用单目摄像头采集视频图像信息。


4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述目标手势包括握拳、伸出拇指、伸出拇指+食指、伸出拇指+食指+中指、伸出食指、伸出食指+中指、ok手势、伸出拇指+食指+小指、伸出食指+小指、伸出拇指+小指、五指张开和四指张开。


5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述数据传输模块的通信方式包括WiFi、蓝牙、Zigbee及串口通信。


6.一种多区域多分类可扩展手势识...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜国铭，王龙，冯大志，
申请(专利权)人：哈尔滨拓博科技有限公司，
类型：发明
国别省市：黑龙;23