本发明专利技术涉及一种基于点云的手势检测方法、系统、存储介质，包括以下步骤：S1，通过雷达发射中频采样信号并接收目标反射回的中频信号，得到目标的距离频谱，得到目标的速度频谱，范围为[－N/2，N/2]，获得一帧数据的FFT频谱；S2，重复若干次步骤S1，得到多帧数据的FFT频谱，根据多帧数据的FFT频谱判断目标中是否存在微动目标，若是则输出最靠近雷达的目标的距离r；S3，提取与最靠近雷达的目标第一距离范围内的目标的速度频谱，获取速度频谱中谱线大于第一阈值的第一目标集，记录所述第一目标集的每个目标的距离索引；S4，每个目标投影至直角坐标系中，在直角坐标系中得到多帧的距离变化曲线，根据曲线变换判断手势方向。根据曲线变换判断手势方向。根据曲线变换判断手势方向。
【技术实现步骤摘要】
一种基于点云的手势检测方法、系统、存储介质
[0001]本专利技术涉及雷达手势检测领域，具体指有一种基于点云的手势检测方法、系统。
技术介绍
[0002]毫米波雷达，是工作在毫米波波段(millimeter wave)探测的雷达。通常毫米波是指30～300GHz频域(波长为1～10mm)的。毫米波的波长介于微波和厘米波之间，因此毫米波雷达兼有微波雷达和光电雷达的一些优点。
[0003]随着智能家居的广泛应用，对其需求越来越多。基于红外的只能家具只能检测手势的有无，而现有智能夹具利用雷达毫米波判断人体手势的过程中，一般是识别人体手势后，再从手势变化的逻辑上进行判断人体做出的具体手势，需要大量的算力，甚至需要通过AI等运算才能得到人体做出的手势。现有技术中还未从雷达毫米波在目标的反射回数据上进行识别人体手势。
[0004]针对上述的现有技术存在的问题设计一种基于点云的手势检测方法、系统是本专利技术研究的目的。
技术实现思路
[0005]针对上述现有技术存在的问题，本专利技术在于提供一种基于点云的手势检测方法、系统，能够有效解决上述现有技术存在的至少一个问题。
[0006]本专利技术的技术方案是：
[0007]一种基于点云的手势检测方法，包括以下步骤：
[0008]S1，通过雷达发射中频采样信号并接收目标反射回的中频信号，对反射回的中频信号根据每个chirp信号加窗进行FFT运算，得到目标的距离频谱，对每个距离维的不同chirp信号进行N点FFT运算，得到目标的速度频谱，范围为[－N/2，N/2]，获得一帧数据的FFT频谱；
[0009]S2，重复若干次步骤S1，得到多帧数据的FFT频谱，根据多帧数据的FFT频谱判断目标中是否存在微动目标，若是则输出最靠近雷达的目标的距离r；
[0010]S3，提取与最靠近雷达的目标第一距离范围内的目标的速度频谱，获取速度频谱中谱线大于第一阈值的第一目标集，记录所述第一目标集的每个目标的距离索引；
[0011]S4，通过雷达天线的相位差计算所述第一目标集的每个目标投影至直角坐标系中，在直角坐标系中得到多帧的距离变化曲线，
[0012]若目标在直角坐标系中的Z轴变化量大于X轴变化量，且目标在直角坐标系中Z轴的距离由负到正，且Z轴的最大变化量大于第一阈值，则判定向上挥手；
[0013]若目标在直角坐标系中的Z轴变化量大于X轴变化量，且目标在直角坐标系中Z轴的距离由正到负，且Z轴的最大变化量大于第一阈值，则判定向下挥手；
[0014]若目标在直角坐标系中的X轴变化量大于Z轴变化量，且目标在直角坐标系中X轴的距离由负到正，且X轴的最大变化量大于第一阈值，则判定向右挥手；
[0015]若目标在直角坐标系中的X轴变化量大于Z轴变化量，且目标在直角坐标系中X轴的距离由正到负，且X轴的最大变化量大于第一阈值，则判定向左挥手。
[0016]进一步地，所述根据多帧数据的FFT频谱判断目标中是否存在微动目标包括：
[0017]对每帧数据的FFT频谱提取相同行的chirp信号得到抽样后FFT频谱；
[0018]多所述抽样后FFT频谱进行N点FFT运算得到低速抽样频谱；
[0019]若所述低速抽样频谱中含有大于第二阈值的谱线，则判定存在微动目标。
[0020]进一步地，若是则输出最靠近雷达的目标的距离r之后，提取在与雷达距离[r－50，r]cm内区域检测的目标的速度频谱之前，执行：
[0021]若最靠近雷达的目标的距离r小于第三阈值，则将雷达的工作带宽设置为第一带宽用于寻找近距离范围内的目标；
[0022]若最靠近雷达的目标的距离r大于第三阈值，则将雷达的工作带宽设置为第二带宽用于寻找远距离范围内的目标，所述第一带宽大于所述第二带宽。
[0023]进一步地，通过雷达天线的相位差计算所述第一目标集的每个目标投影至直角坐标系中包括：
[0024]通过天线的相位差计算所述第一目标集的每个目标的俯仰角度γ与水平角度θ；
[0025]将极坐标(R，γ，θ)投影到直角坐标系(x，y，z)中，其中R为雷达径向距离。
[0026]进一步地，通过计算俯仰角度γ与水平角度θ，其中λ为波长，Δψ为天线的相位差，d为两天线的距离；。
[0027]进一步地，在直角坐标系中得到多帧的距离变化曲线之后，执行：对多帧的距离变化进行平滑处理。
[0028]进一步地，对多帧的距离变化进行平滑处理包括：对多帧的距离通过下列公式进行加权处理得到最终加权的距离索引：
[0029][0030]其中，R
i
为第i个目标的距离索引，A
i
为第i个目标的幅值。
[0031]进一步地，在直角坐标系中得到多帧的距离变化曲线之后，执行：
[0032]当检测到连续5帧有目标则为窗函数的起始点，连续检测到8帧没有信号则为滑动窗的终点，对多帧的距离变化曲线进行加窗处理，提取单次手势变化。
[0033]进一步提供一种基于点云的手势检测系统，用于实现所述的一种基于点云的手势检测方法，包括以下模块：
[0034]雷达数据获取模块，用于通过雷达发射中频采样信号并接收目标反射回的中频信号，对反射回的中频信号根据每个chirp信号加窗进行FFT运算，得到目标的距离频谱，对每个距离维的不同chirp信号进行N点FFT运算，得到目标的速度频谱，范围为[－N/2，N/2]，获得一帧数据的FFT频谱；
[0035]距离输出模块，用于驱动雷达数据获取模块重复若干次，得到多帧数据的FFT频谱，根据多帧数据的FFT频谱判断目标中是否存在微动目标，若是则输出最靠近雷达的目标的距离r；
[0036]第一目标集获取模块，用于提取与最靠近雷达的目标第一距离范围内的目标的速
度频谱，获取速度频谱中谱线大于第一阈值的第一目标集，记录所述第一目标集的每个目标的距离索引；
[0037]判断模块，用于通过雷达天线的相位差计算所述第一目标集的每个目标投影至直角坐标系中，在直角坐标系中得到多帧的距离变化曲线，
[0038]若目标在直角坐标系中的Z轴变化量大于X轴变化量，且目标在直角坐标系中Z轴的距离由负到正，且Z轴的最大变化量大于第一阈值，则判定向上挥手；
[0039]若目标在直角坐标系中的Z轴变化量大于X轴变化量，且目标在直角坐标系中Z轴的距离由正到负，且Z轴的最大变化量大于第一阈值，则判定向下挥手；
[0040]若目标在直角坐标系中的X轴变化量大于Z轴变化量，且目标在直角坐标系中X轴的距离由负到正，且X轴的最大变化量大于第一阈值，则判定向右挥手；
[0041]若目标在直角坐标系中的X轴变化量大于Z轴变化量，且目标在直角坐标系中X轴的距离由正到负，且X轴的最大变化量大于第一阈值，则判定向左挥手。
[0042]进一步提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现任一项所述的一种基于本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于点云的手势检测方法，其特征在于：包括以下步骤：S1，通过雷达发射中频采样信号并接收目标反射回的中频信号，对反射回的中频信号根据每个chirp信号加窗进行FFT运算，得到目标的距离频谱，对每个距离维的不同chirp信号进行N点FFT运算，得到目标的速度频谱，范围为[－N/2，N/2]，获得一帧数据的FFT频谱；S2，重复若干次步骤S1，得到多帧数据的FFT频谱，根据多帧数据的FFT频谱判断目标中是否存在微动目标，若是则输出最靠近雷达的目标的距离r；S3，提取与最靠近雷达的目标第一距离范围内的目标的速度频谱，获取速度频谱中谱线大于第一阈值的第一目标集，记录所述第一目标集的每个目标的距离索引；S4，通过雷达天线的相位差计算所述第一目标集的每个目标投影至直角坐标系中，在直角坐标系中得到多帧的距离变化曲线，若目标在直角坐标系中的Z轴变化量大于X轴变化量，且目标在直角坐标系中Z轴的距离由负到正，且Z轴的最大变化量大于第一阈值，则判定向上挥手；若目标在直角坐标系中的Z轴变化量大于X轴变化量，且目标在直角坐标系中Z轴的距离由正到负，且Z轴的最大变化量大于第一阈值，则判定向下挥手；若目标在直角坐标系中的X轴变化量大于Z轴变化量，且目标在直角坐标系中X轴的距离由负到正，且X轴的最大变化量大于第一阈值，则判定向右挥手；若目标在直角坐标系中的X轴变化量大于Z轴变化量，且目标在直角坐标系中X轴的距离由正到负，且X轴的最大变化量大于第一阈值，则判定向左挥手。2.根据权利要求1所述的一种基于点云的手势检测方法，其特征在于：所述根据多帧数据的FFT频谱判断目标中是否存在微动目标包括：对每帧数据的FFT频谱提取相同行的chirp信号得到抽样后FFT频谱；多所述抽样后FFT频谱进行N点FFT运算得到低速抽样频谱；若所述低速抽样频谱中含有大于第二阈值的谱线，则判定存在微动目标。3.根据权利要求1所述的一种基于点云的手势检测方法，其特征在于：若是则输出最靠近雷达的目标的距离r之后，提取在与雷达距离[r－50，r]cm内区域检测的目标的速度频谱之前，执行：若最靠近雷达的目标的距离r小于第三阈值，则将雷达的工作带宽设置为第一带宽用于寻找近距离范围内的目标；若最靠近雷达的目标的距离r大于第三阈值，则将雷达的工作带宽设置为第二带宽用于寻找远距离范围内的目标，所述第一带宽大于所述第二带宽。4.根据权利要求1所述的一种基于点云的手势检测方法，其特征在于：通过雷达天线的相位差计算所述第一目标集的每个目标投影至直角坐标系中包括：通过天线的相位差计算所述第一目标集的每个目标的俯仰角度γ与水平角度θ；将极坐标(R，γ，θ)投影到直角坐标系(x，y，z)中，其中R为雷达径向距离。5.根据权利要求4所述的一种基于点云的手势检测方法，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴慧颖，请求不公布姓名，张远燚，
申请(专利权)人：厦门精益远达智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。