手势识别方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种手势识别方法及装置，所述方法包括：S1、获取识别对象的预设时长的三维数据；S2、对所述预设时长的三维数据进行拟合，获取拟合操作平面，所述拟合操作平面为识别对象在预设时长内的运动轨迹所在平面的近似平面；S3、提取包括每个采样时刻的识别对象的三维数据在所述拟合操作平面上的投影点的投影轨迹，根据所述投影轨迹获取拐弯点和所述拐弯点的参数；S4、当所述拐弯点的参数满足预先设定的指令判定条件，则执行该预先设定的指令判定条件对应的指令。本发明专利技术可以大大降低运算量，快速、准确定识别对象的手势进行识别。

【技术实现步骤摘要】
手势识别方法及装置
本专利技术涉及人机交互
，尤其涉及一种手势识别方法及装置。
技术介绍
目前对文件的操作，局限于鼠标和键盘，这种操作方式在某些情况下极其不便，例如在演示场合，演讲者有可能需要操作多个文件，可能需要最小化当前程序，需要打开下一个文件并将该文件进行最大化操作来重点展示。当前鼠标和键盘的操作虽然已经通过无线技术和人体工学技术变得越来越便捷，但是要求操作者在操作时还是依赖于鼠标和键盘，而不能在任意位置舒适地进行人机交互。当前，体感操作识别技术作为人类和计算机之间全新的交互方式，广泛应用于智能机器人、计算机、游戏机、手机、显示器、自动控制系统等各种领域。而随着多媒体技术的普及与发展，人们在对这种全新的人机交互技术进行着不懈的探索，使用手势、肢体动作等直观的方式完成人机交互，已成为一个技术热点。但当前的体感操作识别技术，无法较快捷有效地识别出操作者的手势，以进行人机交互操作。
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术的目的在于提出一种手势识别方法及装置，通过将识别对象的运动轨迹映射到一个平面内，快速准确地捕获到操控者的手势。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：一种手势识别方法，包括：S1、获取识别对象的预设时长的三维数据；S2、对所述预设时长的三维数据进行拟合，获取拟合操作平面，所述拟合操作平面为识别对象在预设时长内的运动轨迹所在平面的近似平面；S3、提取包括每个采样时刻的识别对象的三维数据在所述拟合操作平面上的投影点的投影轨迹，根据所述投影轨迹获取拐弯点和所述拐弯点的参数；当某投影点对应的第一线段的延长线到该投影点对应的第二线段的偏转角度满足预定条件，定义该投影点为拐弯点，其中，所述投影点对应的第一线段为投影点与投影轨迹中相邻时间的前一点所连形成的线段，所述投影点对应的第二线段为投影点与投影轨迹中相邻时间的后一点所连形成的线段；S4、当所述拐弯点的参数满足预先设定的指令判定条件，则执行该预先设定的指令判定条件对应的指令。优选地，所述步骤S3中所述拐弯点的参数包括拐弯点的偏转角度、拐弯点的位移比例、拐弯点的速度比例和相邻拐弯点的速度比率；其中，所述拐弯点的偏转角度为当前拐弯点对应的第一射线到第二射线的偏转角度；在当前拐弯点存在时间相邻的前一拐弯点时，对投影轨迹中该时间相邻的前一拐弯点到当前拐弯点之间按时间顺序出现的投影点进行直线拟合，取获得的拟合直线中该时间相邻的前一拐弯点指向当前拐弯点方向的射线为第一射线；否则，对投影轨迹中投影轨迹起点到当前拐弯点之间按时间顺序出现的投影点进行直线拟合，取获得的拟合直线中由投影轨迹起点指向当前拐弯点方向的射线为第一射线；在当前拐弯点存在时间相邻的后一拐弯点时，对投影轨迹中当前拐弯点指向该时间相邻的后一拐弯点之间按时间顺序出现的投影点进行直线拟合，取获得的拟合直线中当前拐弯点指向该时间相邻的后一拐弯点方向的射线为第二射线；否则，对投影轨迹中当前拐弯点到投影轨迹终点之间按时间顺序出现的投影点进行直线拟合，取获得的拟合直线中由当前拐弯点指向投影轨迹终点方向的射线为第二射线；所述拐弯点的位移比例为当前拐弯点对应的第一关键线段和第二关键线段两者中长度较大值与较小值的比值；在当前拐弯点存在时间相邻的前一拐弯点时，所述第一关键线段为所述第一射线从时间相邻的前一拐弯点到当前拐弯点之间的线段；否则，所述第一关键线段为所述第一射线从投影轨迹起点到当前拐弯点之间的线段；在当前拐弯点存在时间相邻的后一拐弯点时，所述第二关键线段为所述第二射线从当前拐弯点到该时间相邻的后一拐弯点之间的线段；否则，所述第二关键线段为所述第二射线从当前拐弯点到投影轨迹终点之间的线段；所述拐弯点的速度比例为当前拐弯点对应的第一关键线段和第二关键线段的速度比例；在当前拐弯点存在时间相邻的前一拐弯点时，所述第一关键线段的速度根据第一关键线段的长度和投影轨迹从时间相邻的前一拐弯点到当前拐弯点所经历的时间计算；否则，根据第一关键线段的长度和投影轨迹从起点到当前拐弯点所经历的时间计算；在当前拐弯点存在时间相邻的后一拐弯点时，所述第二关键线段的速度根据第二关键线段的长度和投影轨迹从当前拐弯点到投影轨迹时间相邻的后一拐弯点所经历的时间计算；否则，根据第二关键线段的长度和投影轨迹从当前拐弯点到投影轨迹终点所经历的时间计算；所述相邻拐弯点的速度比率为时间相邻的在前拐弯点的第一关键线段的速度与时间相邻的在后拐弯点的第二关键线段的速度之比。优选地，所述步骤S3中所述拐弯点的参数包括拐弯点的偏转角度、拐弯点的位移比例；所述步骤S4中所述预先设定的指令判定条件包括：若所述投影轨迹出现一个拐弯点的偏转角度在30度到170度之间，且该拐弯点位移比例在1.5到2.5之间，则认定该手势为空中画“√”，则判定执行第一指令。优选地，所述步骤S3中所述拐弯点的参数还包括拐弯点的速度比例；所述步骤S4中所述预先设定的指令判定条件还包括，所述拐弯点的速度比例在0.7到1.5之间。优选地，所述拐弯点的速度比例为1.3。优选地，所述步骤S3中所述拐弯点的参数包括拐弯点的偏转角度、拐弯点的位移比例；所述步骤S4中所述预先设定的指令判定条件包括：若所述投影轨迹出现一个拐弯点的偏转角度在-180度到-170度之间或170度到180度之间，且所述拐弯点的位移比例在1.5到2之间，则认定手势为空中摆手，执行第二指令。优选地，所述步骤S3中所述拐弯点的参数包括拐弯点的偏转角度；所述步骤S4中所述预先设定的指令判定条件包括：若所述投影轨迹包括两个偏转角度在100度到174度之间的拐弯点，并且时间相邻的在前拐弯点的第一关键线段与时间相邻的在后拐弯点的第二关键线段有一个交点，则认定该手势为空中画“×”，则执行第三指令。优选地，所述步骤S3中所述拐弯点的参数还包括相邻拐弯点的速度比率：所述步骤S4中所述预先设定的指令判定条件还包括，所述相邻拐弯点的速度比率在0.7到1.5之间。优选地，所述相邻拐弯点的速度比率为1.3。本专利技术还公开了一种手势识别装置，其特征在于，包括：三维数据获取模块，用于获取识别对象的预设时长的三维数据；操作平面获取模块，用于对所述预设时长的三维数据进行拟合，获取拟合操作平面，所述拟合操作平面为识别对象在预设时长内的运动轨迹所在平面的近似平面；特征提取模块，用于提取包括每个采样时刻的识别对象的三维数据在所述拟合操作平面上的投影点的投影轨迹，根据所述投影轨迹获取拐弯点和所述拐弯点的参数；当某投影点对应的第一线段的延长线到该投影点对应的第二线段的偏转角度满足预定条件，定义该投影点为拐弯点，其中，所述投影点对应的第一线段为投影点与投影轨迹中相邻时间的前一点所连形成的线段，所述投影点对应的第二线段为投影点与投影轨迹中相邻时间的后一点所连形成的线段；特征匹配与执行模块，用于当所述拐弯点的参数满足预先设定的指令判定条件时，执行该预先设定的指令判定条件对应的指令。优选地，所述拐弯点的参数包括拐弯点的偏转角度、拐弯点的位移比例、拐弯点的速度比例和相邻拐弯点的速度比率中一项或多项的组合；其中，所述拐弯点的偏转角度为当前拐弯点对应的第一射线到第二射线之的偏转角度；在当前拐弯点存在时间相邻的前一拐弯点时，对投影轨迹中该时间相邻的前一拐弯点到当前拐弯点之间按时间顺序出现的投影本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种手势识别方法，其特征在于，包括：S1、获取识别对象的预设时长的三维数据；S2、对所述预设时长的三维数据进行拟合，获取拟合操作平面，所述拟合操作平面为识别对象在预设时长内的运动轨迹所在平面的近似平面；S3、提取包括每个采样时刻的识别对象的三维数据在所述拟合操作平面上的投影点的投影轨迹，根据所述投影轨迹获取拐弯点和所述拐弯点的参数；当某投影点对应的第一线段的延长线到该投影点对应的第二线段的偏转角度满足预定条件，定义该投影点为拐弯点，其中，所述投影点对应的第一线段为投影点与投影轨迹中相邻时间的前一点所连形成的线段，所述投影点对应的第二线段为投影点与投影轨迹中相邻时间的后一点所连形成的线段；S4、当所述拐弯点的参数满足预先设定的指令判定条件，则执行该预先设定的指令判定条件对应的指令。

【技术特征摘要】
1.一种手势识别方法，包括：S1、获取识别对象的预设时长的三维数据；S2、对所述预设时长的三维数据进行拟合，获取拟合操作平面，所述拟合操作平面为识别对象在预设时长内的运动轨迹所在平面的近似平面；S3、提取包括每个采样时刻的识别对象的三维数据在所述拟合操作平面上的投影点的投影轨迹，根据所述投影轨迹获取拐弯点和所述拐弯点的参数；当某投影点对应的第一线段的延长线到该投影点对应的第二线段的偏转角度满足预定条件，定义该投影点为拐弯点，其中，所述投影点对应的第一线段为投影点与投影轨迹中相邻时间的前一点所连形成的线段，所述投影点对应的第二线段为投影点与投影轨迹中相邻时间的后一点所连形成的线段；S4、当所述拐弯点的参数满足预先设定的指令判定条件，则执行该预先设定的指令判定条件对应的指令；其特征在于：所述步骤S3中所述获取拐弯点的参数包括获取拐弯点的偏转角度、拐弯点的位移比例、拐弯点的速度比例和相邻拐弯点的速度比率；其中，所述拐弯点的偏转角度为当前拐弯点对应的第一射线到第二射线的偏转角度；在当前拐弯点存在时间相邻的前一拐弯点时，对投影轨迹中该时间相邻的前一拐弯点到当前拐弯点之间按时间顺序出现的投影点进行直线拟合，取获得的拟合直线中该时间相邻的前一拐弯点指向当前拐弯点方向的射线为第一射线；否则，对投影轨迹中投影轨迹起点到当前拐弯点之间按时间顺序出现的投影点进行直线拟合，取获得的拟合直线中由投影轨迹起点指向当前拐弯点方向的射线为第一射线；在当前拐弯点存在时间相邻的后一拐弯点时，对投影轨迹中当前拐弯点指向该时间相邻的后一拐弯点之间按时间顺序出现的投影点进行直线拟合，取获得的拟合直线中当前拐弯点指向该时间相邻的后一拐弯点方向的射线为第二射线；否则，对投影轨迹中当前拐弯点到投影轨迹终点之间按时间顺序出现的投影点进行直线拟合，取获得的拟合直线中由当前拐弯点指向投影轨迹终点方向的射线为第二射线；所述拐弯点的位移比例为当前拐弯点对应的第一关键线段和第二关键线段两者中长度较大值与较小值的比值；在当前拐弯点存在时间相邻的前一拐弯点时，所述第一关键线段为所述第一射线从时间相邻的前一拐弯点到当前拐弯点之间的线段；否则，所述第一关键线段为所述第一射线从投影轨迹起点到当前拐弯点之间的线段；在当前拐弯点存在时间相邻的后一拐弯点时，所述第二关键线段为所述第二射线从当前拐弯点到该时间相邻的后一拐弯点之间的线段；否则，所述第二关键线段为所述第二射线从当前拐弯点到投影轨迹终点之间的线段；所述拐弯点的速度比例为当前拐弯点对应的第一关键线段和第二关键线段的速度比例；在当前拐弯点存在时间相邻的前一拐弯点时，所述第一关键线段的速度根据第一关键线段的长度和投影轨迹从时间相邻的前一拐弯点到当前拐弯点所经历的时间计算；否则，根据第一关键线段的长度和投影轨迹从起点到当前拐弯点所经历的时间计算；在当前拐弯点存在时间相邻的后一拐弯点时，所述第二关键线段的速度根据第二关键线段的长度和投影轨迹从当前拐弯点到投影轨迹时间相邻的后一拐弯点所经历的时间计算；否则，根据第二关键线段的长度和投影轨迹从当前拐弯点到投影轨迹终点所经历的时间计算；所述相邻拐弯点的速度比率为时间相邻的在前拐弯点的第一关键线段的速度与时间相邻的在后拐弯点的第二关键线段的速度之比。2.如权利要求1所述的手势识别方法，其特征在于，所述步骤S3中所述获取的拐弯点的参数包括获取拐弯点的偏转角度、拐弯点的位移比例；所述步骤S4中所述预先设定的指令判定条件包括：若所述投影轨迹出现一个拐弯点的偏转角度在30度到170度之间，且该拐弯点位移比例在1.5到2.5之间，则认定该手势为空中画“√”，则判定执行第一指令。3.如权利要求2所述的手势识别方法，其特征在于，所述步骤S3中所述拐弯点的参数还包括拐弯点的速度比例；所述步骤S4中所述预先设定的指令判定条件还包括，所述拐弯点的速度比例在0.7到1.5之间。4.如权利要求3所述的手势识别方法，其特征在于，所述拐弯点的速度比例为1.3。5.如权利要求1所述的手势识别方法，其特征在于，所述步骤S3中所述拐弯点的参数包括拐弯点的偏转角度、拐弯点的位移比例；所述步骤S4中所述预先设定的指令判定条件包括：若所述投影轨迹出现一个拐弯点的偏转角度在-180度到-170度之间或170度到180度之间，且所述拐弯点的位移比例在1.5到2之间，则认定手势为空中摆手，执行第二指令。6.如权利要求1所述的手势识别方法，其特征在于，所述步骤S3中所述拐弯点的参数包括拐弯点的偏转角度；所述步骤S4中所述预先设定的指令判定条件包括：若所述投影轨迹包括两个偏转角度在100度到174度之间的拐弯点，并且时间相邻的在前拐弯点的第一关键线段与时间相邻的在后拐弯点的第二关键线段有一个交点，则认定该手势为空中画“×”，则执行第三指令。7.如权利要求6所述的手势识别方法，其特征在于，所述步骤S3中所述拐弯点的参数还包括相邻拐弯点的速度比率：所述步骤S4中所述预先设定的指令判定条件还包括，所述相邻拐弯点的速度比率在0.7到1.5之间。8.如权利要求7所述的手势识别方法，其特征在于，所述相邻拐弯点的速度比率为1.3。9.一种手势识别装置，包括：三...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈济棠，
申请(专利权)人：深圳泰山在线科技有限公司，
类型：发明
国别省市：