用户手势识别方法、装置、手部智能穿戴设备及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供了一种用户手势识别方法、装置、手部智能穿戴设备及存储介质，所述方法包括：确定目标手指合并位姿态对应的第一偏置四元数，以及确定目标手指旋转位姿态对应的第二偏置四元数；获取当前时刻目标手指的手指四元数，以及当前时刻手掌的手掌四元数；根据所述第一偏置四元数、所述手指四元数以及所述手掌四元数，计算目标手指相对于手掌的屈伸角度；根据所述第二偏置四元数、所述手指四元数以及所述手掌四元数，计算目标手指相对于手掌的旋转角度；基于所述屈伸角度以及所述旋转角度识别用户手势。如此直接解算手部姿态特征来识别用户手势，避免了因复杂的特征提取以及手势识别处理所花费的大量时间和资源，提高了用户手势识别的实时性以及稳定性。户手势识别的实时性以及稳定性。户手势识别的实时性以及稳定性。

【技术实现步骤摘要】
用户手势识别方法、装置、手部智能穿戴设备及存储介质


[0001]本专利技术实施例涉及智能穿戴设备
，尤其涉及一种用户手势识别方法、装置、手部智能穿戴设备及存储介质。

技术介绍

[0002]手部作为人体与外界进行交流的主要器官，能够传递多种手部姿态信息。该手部姿态信息具备种类多，信息量大，映射能力强等特点，由此手部智能穿戴设备备受关注，设计出了大量的手部智能穿戴设备。而在各类手部智能穿戴设备中，数据手套由于最能充分利用手部姿态信息，故而具有极强的开发和研究潜力。
[0003]相关技术中，利用数据手套对用户手势进行识别，可以基于视觉的手势识别技术，即利用单个或多个摄像头采集手部图像，对该手部图像进行处理，以此识别用户手势。
[0004]虽然基于视觉的手势识别技术可以完成对用户手势的识别，但是却需要复杂的图像处理算法作为支撑，其中复杂的特征提取以及手势识别处理需要花费大量时间和资源，造成用户手势识别的实时性以及稳定性较差。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例的目的在于提供一种用户手势识别方法、装置、手部智能穿戴设备及存储介质，以实现提高用户手势识别的实时性以及稳定性的有益效果。具体技术方案如下：
[0006]在本专利技术实施例的第一方面，首先提供了一种用户手势识别方法，所述方法包括：
[0007]确定目标手指合并位姿态对应的第一偏置四元数，以及确定目标手指旋转位姿态对应的第二偏置四元数；
[0008]获取当前时刻目标手指的手指四元数，以及当前时刻手掌的手掌四元数；
[0009]根据所述第一偏置四元数、所述手指四元数以及所述手掌四元数，计算目标手指相对于手掌的屈伸角度；
[0010]根据所述第二偏置四元数、所述手指四元数以及所述手掌四元数，计算目标手指相对于手掌的旋转角度；
[0011]基于所述屈伸角度以及所述旋转角度识别用户手势。
[0012]在一个可选的实施方式中，所述确定目标手指合并位姿态对应的第一偏置四元数，包括：
[0013]获取第一时刻对应的目标手指的第一三轴角度速以及手掌的第二三轴角度速，其中，所述三轴包括X轴、Y轴以及Z轴；
[0014]根据所述第一三轴角度速计算目标手指的第一合角速度，根据所述第二三轴角度速计算手掌的第二合角度速；
[0015]判断所述第一合角速度以及所述第二合角度速是否均小于预设第一阈值；
[0016]若所述第一合角速度以及所述第二合角度速均小于所述第一阈值，确定目标手指
合并位姿态对应的第一偏置四元数。
[0017]在一个可选的实施方式中，所述确定目标手指合并位姿态对应的第一偏置四元数，包括：
[0018]获取第一惯性传感器采集的目标手指的第一四元数，以及获取第二惯性传感器采集的手掌的第二四元数，其中，所述第一惯性传感器位于数据手套目标手指指端，所述第二惯性传感器位于数据手套手掌中央；
[0019]对所述第一四元数进行归一化处理得到第一姿态四元数，对所述第二四元数进行归一化处理得到第二姿态四元数；
[0020]根据所述第一姿态四元数以及所述第二姿态四元数计算目标手指合并位姿态对应的第一偏置四元数。
[0021]在一个可选的实施方式中，所述根据所述第一姿态四元数以及所述第二姿态四元数计算目标手指合并位姿态对应的第一偏置四元数，包括：
[0022]将所述第一姿态四元数以及所述第二姿态四元数输入第一偏置四元数计算公式，计算目标手指合并位姿态对应的第一偏置四元数；
[0023]其中，所述第一偏置四元数计算公式包括：
[0024]Q1＝(nq0)-1
(nq11)；
[0025]所述Q1为所述第一偏置四元数，所述nq0为所述第二姿态四元数，所述nq11为所述第一姿态四元数。
[0026]在一个可选的实施方式中，所述确定目标手指旋转位姿态对应的第二偏置四元数，包括：
[0027]获取第二时刻对应的目标手指的第三三轴角度速以及手掌的第四三轴角度速，其中，所述三轴包括X轴、Y轴以及Z轴；
[0028]根据所述第三三轴角度速计算目标手指的第三合角速度，根据所述第四三轴角度速计算手掌的第四合角度速；
[0029]判断所述第三合角速度以及所述第四合角度速是否均小于预设第二阈值；
[0030]若所述第三合角速度以及所述第四合角度速均小于所述第二阈值，确定目标手指旋转位姿态对应的第二偏置四元数。
[0031]在一个可选的实施方式中，所述确定目标手指旋转位姿态对应的第二偏置四元数，包括：
[0032]获取第一惯性传感器采集的目标手指的第三四元数，以及获取第二惯性传感器采集的手掌的第四四元数，其中，所述第一惯性传感器位于数据手套目标手指指端，所述第二惯性传感器位于数据手套手掌中央；
[0033]对所述第三四元数进行归一化处理得到第三姿态四元数，对所述第四四元数进行归一化处理得到第四姿态四元数；
[0034]根据所述第三姿态四元数以及所述第四姿态四元数计算目标手指旋转位姿态对应的第二偏置四元数。
[0035]在一个可选的实施方式中，所述根据所述第三姿态四元数以及所述第四姿态四元数计算目标手指旋转位姿态对应的第二偏置四元数，包括：
[0036]将所述第三姿态四元数以及所述第四姿态四元数输入第二偏置四元数计算公式，
计算目标手指旋转位姿态对应的第二偏置四元数；
[0037]其中，所述第二偏置四元数计算公式包括：
[0038]Q2＝(nq0
’
)-1
(nq12)；
[0039]所述Q2为所述第二偏置四元数，所述nq0
’
为所述第四姿态四元数，所述nq12为所述第三姿态四元数。
[0040]在一个可选的实施方式中，所述根据所述第一偏置四元数、所述手指四元数以及所述手掌四元数，计算目标手指相对于手掌的屈伸角度，包括：
[0041]对所述手指四元数以及所述手掌四元数进行归一化处理；
[0042]将所述第一偏置四元数与对所述手掌四元数进行归一化处理的结果相乘得到参考手指四元数；
[0043]基于对所述手指四元数进行归一化处理的结果以及所述参考手指四元数，计算目标手指相对于手掌的屈伸角度。
[0044]在一个可选的实施方式中，所述基于对所述手指四元数进行归一化处理的结果以及所述参考手指四元数，计算目标手指相对于手掌的屈伸角度，包括：
[0045]将对所述手指四元数进行归一化处理的结果以及所述参考手指四元数输入至屈伸角度计算公式，计算目标手指相对于手掌的屈伸角度；
[0046]其中，所述屈伸角度计算公式包括：
[0047][0048]所述Nq11为所述参考手指四元数，所述nq_finger为所述对手指四元数进行归一化处理的结果，所述Stretch
angle
为所述屈伸角度。
[0049]在一个可选的实施方式中，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用户手势识别方法，其特征在于，所述方法包括：确定目标手指合并位姿态对应的第一偏置四元数，以及确定目标手指旋转位姿态对应的第二偏置四元数；获取当前时刻目标手指的手指四元数，以及当前时刻手掌的手掌四元数；根据所述第一偏置四元数、所述手指四元数以及所述手掌四元数，计算目标手指相对于手掌的屈伸角度；根据所述第二偏置四元数、所述手指四元数以及所述手掌四元数，计算目标手指相对于手掌的旋转角度；基于所述屈伸角度以及所述旋转角度识别用户手势。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定目标手指合并位姿态对应的第一偏置四元数，包括：获取第一时刻对应的目标手指的第一三轴角度速以及手掌的第二三轴角度速，其中，所述三轴包括X轴、Y轴以及Z轴；根据所述第一三轴角度速计算目标手指的第一合角速度，根据所述第二三轴角度速计算手掌的第二合角度速；判断所述第一合角速度以及所述第二合角度速是否均小于预设第一阈值；若所述第一合角速度以及所述第二合角度速均小于所述第一阈值，确定目标手指合并位姿态对应的第一偏置四元数。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述确定目标手指合并位姿态对应的第一偏置四元数，包括：获取第一惯性传感器采集的目标手指的第一四元数，以及获取第二惯性传感器采集的手掌的第二四元数，其中，所述第一惯性传感器位于数据手套目标手指指端，所述第二惯性传感器位于数据手套手掌中央；对所述第一四元数进行归一化处理得到第一姿态四元数，对所述第二四元数进行归一化处理得到第二姿态四元数；根据所述第一姿态四元数以及所述第二姿态四元数计算目标手指合并位姿态对应的第一偏置四元数。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一姿态四元数以及所述第二姿态四元数计算目标手指合并位姿态对应的第一偏置四元数，包括：将所述第一姿态四元数以及所述第二姿态四元数输入第一偏置四元数计算公式，计算目标手指合并位姿态对应的第一偏置四元数；其中，所述第一偏置四元数计算公式包括：Q1＝(nq0)-1
(nq11)；所述Q1为所述第一偏置四元数，所述nq0为所述第二姿态四元数，所述nq11为所述第一姿态四元数。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定目标手指旋转位姿态对应的第二偏置四元数，包括：获取第二时刻对应的目标手指的第三三轴角度速以及手掌的第四三轴角度速，其中，所述三轴包括X轴、Y轴以及Z轴；
根据所述第三三轴角度速计算目标手指的第三合角速度，根据所述第四三轴角度速计算手掌的第四合角度速；判断所述第三合角速度以及所述第四合角度速是否均小于预设第二阈值；若所述第三合角速度以及所述第四合角度速均小于所述第二阈值，确定目标手指旋转位姿态对应的第二偏置四元数。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述确定目标手指旋转位姿态对应的第二偏置四元数，包括：获取第一惯性传感器采集的目标手指的第三四元数，以及获取第二惯性传感器采集的手掌的第四四元数，其中，所述第一惯性传感器位于数据手套目标手指指端，所述第二惯性传感器位于数据手套手掌中央；对所述第三四元数进行归一化处理得到第三姿态四元数，对所述第四四元数进行归一化处理得到第四姿态四元数；根据所述第三姿态四元数以及所述第四姿态四元数计算目标手指旋转位姿态对应的第二偏置四元数。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述第三姿态四元数以及所述第四姿态四元数计算目标手指旋转位姿态对应的第二偏置四元数，包括：将所述第三姿态四元数以及所述第四姿态四元数输入第二偏置四元数计算公式，计算目标手指旋转位姿态对应的第二偏置四元数；其中，所述第二偏置四元数计算公式包括：Q2＝(nq0
’
)-1
(...

【专利技术属性】
技术研发人员：李红红，韩久琦，崔丽华，
申请(专利权)人：北京海益同展信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：