一种基于姿态传感器的手势控制方法、装置以及系统制造方法及图纸

本发明专利技术涉及计算机技术领域，特别是涉及一种基于姿态传感器的手势控制方法、装置以及系统，所述基于姿态传感器的手势控制方法包括：获取姿态传感器的检测数据；根据姿态传感器的检测数据获取三轴的运动信息；由三轴的运动信息解算姿态角；根据解算出的姿态角进行坐标系变换；对坐标系变换后的数据进行三维轨迹重采样；将三维轨迹重采样得到的三维轨迹进行三维旋转；将三维旋转后的三维轨迹进行缩放和平移；将上一步骤得到的三维轨迹进行模板匹配，由评估函数得到匹配的置信度；若置信度达到设定值则输出相应模板对应的控制指令。本发明专利技术通过轨迹解算以及手势识别输出控制指令，通过重采样、旋转、缩放以及平移等处理，提高了识别的准确率。准确率。准确率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于姿态传感器的手势控制方法、装置以及系统


[0001]本专利技术涉及计算机
，特别是涉及一种基于姿态传感器的手势控制方法、装置以及系统。

技术介绍

[0002]手势控制是指使手部作出特定动作，采集装置采集手部动作后，根据预设的手势与指令的对应关系，得到相应的指令输出，控制器控制执行部件执行相应的指令实现对象的操控。
[0003]手势控制给出了一种极简的操控方式，便于操控，从手势输出这一过程看，用户无需配备任何特征设备即可以实现手势的输出，相比于通过按键、触控屏的指令输出方式，进一步解放了用户双手，是智能控制发展的方向。
[0004]手势控制不同于按键或者触控屏的准确唯一的输入，需要解决的一个主要问题是系统如何准确地识别手势，现有技术在这方面的研究较少，此是需要解解决的问题。

技术实现思路

[0005]基于此，有必要针对上述的问题，提供一种基于姿态传感器的手势控制方法、装置以及系统。
[0006]本专利技术实施例是这样实现的，一种基于姿态传感器的手势控制方法，所述基于姿态传感器的手势控制方法包括：
[0007]获取姿态传感器的检测数据；
[0008]根据姿态传感器的检测数据获取三轴的运动信息；
[0009]由三轴的运动信息解算姿态角；
[0010]根据解算出的姿态角进行坐标系变换；
[0011]对坐标系变换后的数据进行三维轨迹重采样；
[0012]将三维轨迹重采样得到的三维轨迹进行三维旋转；
[0013]将三维旋转后的三维轨迹进行缩放和平移；
[0014]将上一步骤得到的三维轨迹进行模板匹配，由评估函数得到匹配的置信度；
[0015]若置信度达到设定值则输出相应模板对应的控制指令。
[0016]在其中一个实施例中，本专利技术提供了一种基于姿态传感器的手势控制装置，所述基于姿态传感器的手势控制装置包括：
[0017]检测数据获取模块，用于获取姿态传感器的检测数据；
[0018]运动信息获取模块，用于根据姿态传感器的检测数据获取三轴的运动信息；
[0019]姿态角解算模块，用于由三轴的运动信息解算姿态角；
[0020]坐标变换模块，用于根据解算出的姿态角进行坐标系变换；
[0021]重采样模块，用于对坐标系变换后的数据进行三维轨迹重采样；
[0022]三维旋转模块，用于将三维轨迹重采样得到的三维轨迹进行三维旋转；
[0023]调整模块，用于将三维旋转后的三维轨迹进行缩放和平移；
[0024]匹配模块，用于将上一步骤得到的三维轨迹进行模板匹配，由评估函数得到匹配的置信度；
[0025]输出模块，用于若置信度达到设定值则输出相应模板对应的控制指令。
[0026]在其中一个实施例中，本专利技术提供了一种基于姿态传感器的手势控制系统，所述基于姿态传感器的手势控制系统包括：
[0027]姿态传感器，用于采集用户的手势姿态；以及
[0028]处理器，所述处理器与所述姿态传感器连接，用于执行如本专利技术所述的基于姿态传感器的手势控制方法。
[0029]本专利技术提供的基于姿态传感器的手势控制方法，使用姿态传感器获取检测数据，由检测数据获取三轴运动信息，并进一步解算姿态角，根据解算得到的姿态角进行坐标系变换，而后进行三维轨迹的重采样，之后进行旋转、缩放以及平移处理，最后通过匹配模块，由评估函数评价置度并输入相应的控制指令。本专利技术提供的方法对数据的处理过程简单，通过多种手段提高手势识别的准确率，最后由评估函数保证输出的准确性。
附图说明
[0030]图1为一个实施例中基于姿态传感器的手势控制方法的流程图；
[0031]图2为一个实施例中轨迹解算的示意图；
[0032]图3为一个实施例中基于姿态传感器的手势控制系统的结构框图；
[0033]图4为一个实施例中处理器的内部结构框图。
具体实施方式
[0034]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0035]可以理解，本专利技术所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但除非特别说明，这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本专利技术的范围的情况下，可以将第一xx脚本称为第二xx脚本，且类似地，可将第二xx脚本称为第一xx脚本。
[0036]如图1所示，在一个实施例中，提出了一种基于姿态传感器的手势控制方法，具体可以包括以下步骤：
[0037]步骤S100，获取姿态传感器的检测数据；
[0038]步骤S200，根据姿态传感器的检测数据获取三轴的运动信息；
[0039]步骤S300，由三轴的运动信息解算姿态角；
[0040]步骤S400，根据解算出的姿态角进行坐标系变换；
[0041]步骤S500，对坐标系变换后的数据进行三维轨迹重采样；
[0042]步骤S600，将三维轨迹重采样得到的三维轨迹进行三维旋转；
[0043]步骤S700，将三维旋转后的三维轨迹进行缩放和平移；
[0044]步骤S800，将上一步骤得到的三维轨迹进行模板匹配，由评估函数得到匹配的置
信度；
[0045]步骤S900，若置信度达到设定值则输出相应模板对应的控制指令。
[0046]在本实施例中，姿态传感器属于现有硬件设备，本专利技术对于姿态传感器本身的结构以及原理等不作具体限定。
[0047]在本实施例中，三轴的运动信息包括X轴方向、Y轴方向以及Z轴方向的位移、速度以及加速度等中的一种或者多种。姿态角即欧拉角，有于表征运动对象的姿态朝向等信息，属于现有技术描述运动物体的常用参数。
[0048]在本实施例中，通过坐标变换可以将物体的坐标系转换到世界坐标系。
[0049]在本实施例中，用户输入的轨迹往往是不均匀的，通常起点以及终点位置轨迹点更为密集，通过重采样可以使轨迹点更为均匀，提高轨迹识别的准确率。
[0050]在本实施例中，对于有序的轨迹进行对比时需要在绝对坐标上靠近，通过三维旋转可以使需要对比的轨迹在绝对坐标上更为靠近。
[0051]在本实施例中，通过缩放以及平移可以减小轨迹绘制过程中的变形，从而减小被测轨迹与模板轨迹之间位置上的偏差。
[0052]在本实施例中，这里的模板是指标准轨迹，通过前述处理得到的任一轨迹通过与模板进行对比可以计算出置信度，当置信度满足要求时，输出相应模板对应的控制指令。
[0053]本专利技术提供的基于姿态传感器的手势控制方法，使用姿态传感器获取检测数据，由检测数据获取三轴运动信息，并进一步解算姿态角，根据解算得到的姿态角进行坐标系变换，而后进行三维轨迹的重采样，之后进行旋转、缩放以及平移处理，最后通过匹配模块，由评估函数评本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于姿态传感器的手势控制方法，其特征在于，所述基于姿态传感器的手势控制方法包括：获取姿态传感器的检测数据；根据姿态传感器的检测数据获取三轴的运动信息；由三轴的运动信息解算姿态角；根据解算出的姿态角进行坐标系变换；对坐标系变换后的数据进行三维轨迹重采样；将三维轨迹重采样得到的三维轨迹进行三维旋转；将三维旋转后的三维轨迹进行缩放和平移；将上一步骤得到的三维轨迹进行模板匹配，由评估函数得到匹配的置信度；若置信度达到设定值则输出相应模板对应的控制指令。2.根据权利要求1所述的基于姿态传感器的手势控制方法，其特征在于，所述根据姿态传感器的检测数据获取三轴的运动信息，包括：获取姿态传感器的三轴加速度；由姿态传感器的三轴加速度根据以下三式计算当前时刻轨迹点的坐标：迹点的坐标：迹点的坐标：其中：x
n
、y
n
以及z
n
分别为当前时刻轨迹点在X方向、Y方向以及Z方向的坐标；以及分别为当前时刻轨迹点在X方向、Y方向以及Z方向的位移；以及分别为前一时刻轨迹点在X方向、Y方向以及Z方向的位移；以及分别为前一时刻轨迹点在X方向、Y方向以及Z方向的速度；以及分别为前一时刻轨迹点在X方向、Y方向以及Z方向的加速度；以及分别为当前刻轨迹点在X方向、Y方向以及Z方向的加速度；Δt为前一时刻与当前时刻的时间差。3.根据权利要求1所述的基于姿态传感器的手势控制方法，其特征在于，所述由三轴的运动信息解算姿态角，包括：由卡尔曼滤波融合三轴的运动信息得到姿态角。4.根据权利要求1所述的基于姿态传感器的手势控制方法，其特征在于，所述根据解算出的姿态角进行坐标系变换，包括：通过角度计算旋转矩阵：X轴旋转矩阵为：
Y轴旋转矩阵为：Z轴旋转矩阵为：根据旋转矩阵将加速度进行坐标变换；其中，x、y、z是旋转前的坐标，x
’
、y
’
、z
’
是旋转后的坐标，β是姿态角。5.根据权利要求1所述的基于姿态传感器的手势控制方法，其特征在于，所述对坐标系变换后的数据进行三维轨迹重采样，包括：计算所有原始点之间的空间欧式距离之和；将计算得到的空间欧式距离之和平均分为n
‑
1份得到平均距离，n为重采样的点的数量；根据划分得到的平均距离在原始轨迹上确定等距离的n个重采样的点。6.根据权利要求1所述的基于姿态传感器的手势控制方法，其特征在于，所述将三维轨迹重采样得...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘豪，陈锦彬，穆允翔，李辉，
申请(专利权)人：深圳市启明云端科技有限公司，
类型：发明
国别省市：