CN102722239A

CN102722239A - 移动设备的非接触式控制方法

Info

Publication number: CN102722239A
Application number: CN2012101539585A
Authority: CN
Inventors: 孔晓东; 吴冠勇; 汪晴川; 刘峰; 朱向军
Original assignee: SHANGHAI GUANYONG INFORMATION TECHNOLOGY CO LTD
Current assignee: SHANGHAI GUANYONG INFORMATION TECHNOLOGY CO LTD
Priority date: 2012-05-17
Filing date: 2012-05-17
Publication date: 2012-10-10

Abstract

本发明的移动设备的非接触式控制方法，所需硬件设备包括摄像头和移动设备，所述移动设备设有设备控制单元，所述设备控制单元包括依次连接的对象检测模块、对象跟踪模块和轨迹分析模块，其包括以下步骤：摄像头采集视频，并将视频传输给对象检测模块；所述对象检测模块对视频进行检测分析，以获取对象所在位置，并将检测结果发送给对象跟踪模块；所述对象跟踪模块对对象进行跟踪，并记录下对象的运动轨迹发送给轨迹分析模块；所述轨迹分析模块对对象的运动轨迹进行分析，并根据分析结果产生相应控制信号发送给移动设备，以控制移动设备执行相应操作。

Description

移动设备的非接触式控制方法

技术领域

本发明涉及一种移动设备的控制方法，特别涉及一种移动设备的非接触式控制方法。

背景技术

近年来，智能手机等移动设备飞速发展，其发展速度之快已超过传统电脑。在硬件方面，智能手机等移动设备的计算功能已非常强大，可将各种先进设备集成在一起，如：摄像头、陀螺仪、光传感器、磁传感器、压力传感器、温度传感器、重力传感器、GPS等，这为移动设备的进一步发展和应用打下了坚实的基础。

在控制方法方面，智能手机等移动设备的控制方法也日新月易，从开始时的键盘、到后来的触摸、再到多点触摸以及手势控制，这使得人们对移动设备的操作越来越便捷。但这些并不意味着控制方式已经穷尽，而只意味着探索刚刚开始。

目前更新的控制方法在硬件和软件的基础上正进一步发展，其中，非接触控制，以其清洁、耐用、便捷等诸多优点正成为未来发展的主流方向之一。一种现有技术是美国专利US 2008/0059915A1披露的非接触式控制方法和设备，该设备可以在设备屏幕的临近空间检测到人的手指，并根据手指运动对设备进行控制。第一个手指运动可以确认获得设备的控制权，第二个手指运动可以选择控制设备如何进行操作，从而实现了对手指的精确定位，同时可以根据手指的运动来进行操作。

上述现有技术的缺点是，这种非接触式控制的有效距离很短，手指和显示器之间的空间，在这个系统中起着关键的作用，而这个空间的大小是由传感设备决定的，用户需要在这个空间里运动手指，并做出合适的运动去操作设备，有时甚至需要两个手指同时操作。这样的屏幕所在的空间区域就应该足够大以容纳手指，但又不能太大以避免其他物体的碰触产生误操作，这个矛盾大大限制了该方法的应用。另外就是该方法需要对设备增加额外的成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种移动设备的非接触式控制方法，基于相对运动的检测和跟踪实现对移动设备的非接触式控制，增大了非接触式控制的有效距离，控制快速便捷。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种移动设备的非接触式控制方法，所需硬件设备包括摄像头和移动设备，所述移动设备设有设备控制单元，所述设备控制单元包括依次连接的对象检测模块、对象跟踪模块和轨迹分析模块，其包括以下步骤：摄像头采集视频，并将视频传输给对象检测模块；所述对象检测模块对视频进行检测分析，以获取对象所在位置，并将检测结果发送给对象跟踪模块；所述对象跟踪模块对对象进行跟踪，并记录下对象的运动轨迹发送给轨迹分析模块；所述轨迹分析模块对对象的运动轨迹进行分析，并根据分析结果产生相应控制信号发送给移动设备，以控制移动设备执行相应操作。

上述移动设备的非接触式控制方法，其中，所述对象跟踪模块将视频分解成一帧一帧，对于每一帧，所述对象跟踪模块将跟踪搜索与识别到与对象最相似的区域，一旦实现稳定跟踪，将不停记录对象的位置、大小信息，记录下对象的运动轨迹。

上述移动设备的非接触式控制方法，其中，预先定义一些轨迹模式，且每个轨迹模式对应设定一个控制信号，所述轨迹分析模块将对象的运动轨迹与预先定义的轨迹模式进行匹配，将匹配到的轨迹模式所对应的控制信号发送给移动设备，控制移动设备执行相应操作。

上述移动设备的非接触式控制方法，其中，所述对象是人脸、人眼、嘴巴，或者带有标记的物体。

本发明的移动设备的非接触式控制方法利用对象的运动轨迹控制移动设备执行不同操作，达到控制移动设备的目的，只要对象位于摄像头的拍摄范围内，就可利用对象运动控制移动设备，大大增大了非接触式控制的有效距离，利用对象运动控制移动设备，非常快速便捷；

由于运动是相对的，即可通过移动对象来实现控制，也可以通过移动移动设备来实现控制。

当对象是人手时，本发明还可以与手写识别软件结合，以提供更多更丰富的操作。

在本发明中，硬件设备除了移动设备本身外，只需一个摄像头，而摄像头在目前很多移动设备中已是标准配件，这大幅降低了本发明的成本，另外，本发明可以很容易地添加到现有的系统和应用程序中。

附图说明

图1是本发明中设备控制单元的结构示意图。

图2是本发明中人脸检测的示意图。

图3是本发明中人脸跟踪的示意图。

图4a～图4f是利用本发明的移动设备的非接触式控制方法控制手机翻页的示意图。

具体实施方式

在本发明中，硬件设备包括摄像头和移动设备，所述摄像头嵌在所述移动设备上，所述摄像机用于采集对象的视频，所述移动设备设有设备控制单元，所述设备控制单元用于检测对象的视频、跟踪对象并记录对象的运动轨迹、分析对象的运动轨迹以形成控制信息，最后利用控制信息控制移动设备。

参见图1，所述设备控制单元包括依次连接的对象检测模块100、对象跟踪模块200和轨迹分析模块300，所述对象检测模块100与所述摄像头连接。

本发明的移动设备的非接触式控制方法包括以下步骤：

步骤1，摄像头采集视频，并将视频传输给对象检测模块100；

步骤2，所述对象检测模块100对视频进行检测分析，以获取对象所在位置，并将检测结果发送给对象跟踪模块200；

所述对象检测模块100先检测视频中是否存在对象，如果不存在，所述对象检测模块100继续检测新的视频，如果存在，所述对象检测模块100记录下对象的位置信息，并将视频及所述对象的位置信息发送给对象跟踪模块200；

步骤3，所述对象跟踪模块200对对象进行跟踪，并记录下对象的运动轨迹发送给轨迹分析模块300；

步骤4，所述轨迹分析模块300对对象的运动轨迹进行分析，并根据分析结果产生相应控制信号发送给移动设备，以控制移动设备执行相应操作；

预先定义一些轨迹模式，且每个轨迹模式对应设定一个控制信号，所述轨迹分析模块300将对象的运动轨迹与预先定义的轨迹模式进行匹配，将匹配到的轨迹模式所对应的控制信号发送给移动设备，控制移动设备执行相应操作。

所述对象可以是人脸、人眼、嘴巴，或者带有标记的物体。

本发明的移动设备的非接触式控制方法利用对象的运动轨迹控制移动设备执行不同操作，达到控制移动设备的目的，只要对象位于摄像头的拍摄范围内，就可利用对象运动控制移动设备，大大增大了非接触式控制的有效距离，利用对象运动控制移动设备，非常快速便捷。

下面展示一个例子，在这个例子里，用户可以通过上、下、左、右晃动手机(对应于人脸的上、下、左、右运动)，实现图片浏览的上、下、左、右翻页：

首先，对象检测模块100将人脸检测出来，如图2所示，接着，对象跟踪模块200跟踪人脸并获取人脸运动轨迹，如图3所示，图4a～图4f展示了如何进行轨迹分析并根据分析结果控制手机翻页：

假设手机包含图片A、图片B、图片C、图片D、图片E、图片F、图片G、图片H和图片I，所述图片A、图片B、图片C、图片D、图片E、图片F、图片G、图片H和图片I的排列位置如图4a所示，在开始的时候，用户正在浏览中心的图片，即图片E，此时，手机的页面显示图片E，如图4b所示，如果用户想浏览其他图片，所需要做的就是向不同的方向摇他的手机，用户向四个不同的方向摇手机，就可以选择相应方向的图片，如图4c所示，用户向下晃动手机，就可浏览到图片H，如图4d所示，用户向上晃动手机，就可浏览到图片B，如图4e所示，用户向右晃动手机，就可浏览到图片F，如图4f所示，用户向左晃动手机，就可浏览到图片D；

当用户向某一方向摇动手机时，摄像头也会随手机一起移动，因此，用户的脸将从摄像头的中心偏移到图片的边缘(有一个脸的运动轨迹)，这将产生一个手机命令(控制信号)。不同的方向会有不同的命令，使用这些命令，可以选择不同的图像供用户浏览，这样，一个非接触式翻页就实现了。

Claims

1.一种移动设备的非接触式控制方法，所需硬件设备包括摄像头和移动设备，所述移动设备设有设备控制单元，所述设备控制单元包括依次连接的对象检测模块、对象跟踪模块和轨迹分析模块，其特征在于，包括以下步骤：

摄像头采集视频，并将视频传输给对象检测模块；

所述对象检测模块对视频进行检测分析，以获取对象所在位置，并将检测结果发送给对象跟踪模块；

所述对象跟踪模块对对象进行跟踪，并记录下对象的运动轨迹发送给轨迹分析模块；

所述轨迹分析模块对对象的运动轨迹进行分析，并根据分析结果产生相应控制信号发送给移动设备，以控制移动设备执行相应操作。

2.如权利要求1所述的移动设备的非接触式控制方法，其特征在于，所述对象跟踪模块将视频分解成一帧一帧，对于每一帧，所述对象跟踪模块将跟踪搜索与识别到与对象最相似的区域，一旦实现稳定跟踪，将不停记录对象的位置、大小信息，记录下对象的运动轨迹。

3.如权利要求1所述的移动设备的非接触式控制方法，其特征在于，预先定义一些轨迹模式，且每个轨迹模式对应设定一个控制信号，所述轨迹分析模块将对象的运动轨迹与预先定义的轨迹模式进行匹配，将匹配到的轨迹模式所对应的控制信号发送给移动设备，控制移动设备执行相应操作。

4.如权利要求1至3中任一权利要求所述的移动设备的非接触式控制方法，其特征在于，所述对象是人脸、人眼、嘴巴，或者带有标记的物体。