【技术实现步骤摘要】
一种利用无线射频信号识别空中手势的方法
[0001]本专利技术涉及无线电通信及无传感器感知技术，尤其涉及一种利用无线射频信号识别空中手势的方法，是一种无需专用传感器，基于已有通信设备的感知技术，利用无线电射频信号检测并识别手部(包括手或者单个手指)在空中移动手势行为的方法。
技术介绍
[0002]手势交互是一种重要的人机交互方式，快速准确的手势识别可以使得人和机器之间能够更加自然高效的交互，为很多应用提供支撑。根据设备部署方式的差异，现有的手势识别技术可以分为接触式和非接触式两类。
[0003]接触式手势识别方法要求用户手势或在身体其它部位穿戴固定的传感设备。这类方法好处是可以实现较为精准的手势识别，但其过于依赖专用的传感设备，而且接触式的感知方式在一定程度上限制了手势活动的自然性和舒适性[1]。其中，基于视觉和声波的手势识别方法需要使用专用的传感，而且也会涉及用户的隐私，极大的限制了其实用性[2
‑
4]。
[0004]与上述接触式手势识别方法相比，非接触式的手势识别方法不需要用户手持或佩戴...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种利用无线射频信号识别空中手势的方法，发射装置Tx和两个接收装置Rx均设置两根天线；手在由发射装置Tx和两个接收装置Rx构成的平面上移动做空中手势行为，无需佩戴任何设备；利用手部移动对无线射频信号产生的扰动，通过测量通信链路上的信道状态信息变化，感知并识别不同的空中手势；包括如下步骤：1)获取信道状态信息CSI并进行预处理，得到采样率均匀的CSI商信号序列；2)测量信号感知质量，得到CSI商序列信号感知质量指标的值；具体是：计算动态相位变化窗口序列中的每一个动态相位变化窗口内所有动态相位变化值的均值和方差，并进一步计算该均值的平方与该方差的比值，作为度量该动态相位变化窗口所对应的CSI商信号窗口中心处CSI商信号的感知质量指标；所有动态相位变化窗口对应的信号感知质量指标组成CSI商序列对应的信号感知质量指标序列；3)根据步骤2)得到的CSI商序列对应的感知质量指标，对手势多普勒速度谱进行估计；包括：将CSI商序列分类为高感知质量信号和低感知质量信号，计算动态相位变化序列并可进行优化；再根据动态相位变化序列求得手势活动的多普勒速度谱；4)根据两对收发端上获取的多普勒速度谱，生成手势方向谱；5)对于每一个待识别的手势计算其手势方向谱，并将其与参考方向谱进行手势方向谱的匹配；通过上述步骤，即可实现利用无线射频信号识别空中手势。2.如权利要求1所述利用无线射频信号识别空中手势的方法，其特征是，步骤1)包括如下过程：1a.Tx发射无线射频信号，两个Rx分别采集CSI信息；每一对Tx
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Rx上均产生包括两根天线多个OFDM子载波上的CSI时间序列数据，可随着无线数据通信收发；1b.将同一接收装置的两根天线上的同一子载波上的CSI数据分别进行相除，形成新的复数形式CSI商时间序列；1c.对处理后得到含有时间戳的CSI商时间序列进行插值，形成采样率均匀的CSI商信号序列。3.如权利要求1所述利用无线射频信号识别空中手势的方法，其特征是，步骤2)测量信号感知质量包括如下过程：2a.以步骤1)得到的CSI商信号序列中的每一个CSI商信号为中心，沿着时间维度从CSI商信号序列中取出一段设定窗口长度的CSI商信号；将得到的所有CSI商信号窗口组成CSI商信号窗口序列；2b.对2a中得到的CSI商信号窗口序列中的每一个CSI商信号窗口，设该窗口中所有CSI商信号的实部组成时间窗口X，该窗口中所有CSI商信号的虚部组成时间窗口Y；将窗口X和窗口Y构造为二维时间窗口(X，Y)，计算出(X，Y)在二维空间中投影方差最大的方向，该方向即为该CSI商信号窗口中所有CSI商在复平面上所形成的圆弧轨迹的切线方向；CSI商信号窗口序列中所有CSI商信号窗口对应的圆弧轨迹切线方向组成切线方向序列；2c.对2a中得到的CSI商信号窗口序列中的每一个CSI商信号窗口，沿时间维度取差分，得到CSI商差分窗口；利用CSI商差分窗口的实部和虚部构造二维时间窗口(X
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，Y
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),并在2b...
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