CN103974113A

CN103974113A - 具有手势识别功能的遥控装置

Info

Publication number: CN103974113A
Application number: CN201410225292.9A
Authority: CN
Inventors: 张立军
Original assignee: Shanghai Advanced Research Institute of CAS
Current assignee: Shanghai Advanced Research Institute of CAS
Priority date: 2014-05-26
Filing date: 2014-05-26
Publication date: 2014-08-06

Abstract

本发明提供一种具有手势识别功能的遥控装置。所述遥控装置至少包括：遥控装置本体、设置在所述遥控装置本体内的传感器单元及识别单元，其中，所述传感器单元用于感测所述遥控装置本体在使用者的操作下的各个方向的运动加速度；所述识别单元用于基于所感测的运动加速度及预置的手势识别算法来识别所述使用者的操作手势，并基于识别结果控制所述遥控装置本体内的遥控电路发出相应的红外信号。本发明的遥控装置通过手势来识别使用者的操作意图，不仅解决了按键操作和空鼠操作困难的问题，同时还非常符合人们的使用习惯。

Description

具有手势识别功能的遥控装置

技术领域

本发明涉及遥控领域，特别是涉及一种具有手势识别功能的遥控装置。

背景技术

传统的电视机遥控器在使用过程中有两个缺陷：1)在黑暗状态下不容易找准正确的按键；2)长期使用后部分按键容易失灵。

另外，随着智能电视的普及，电视操作界面越来越复杂，遥控器问题也日益受到人们的关注。一种被称为空中鼠标的遥控器通过位置传感器获知遥控器在空间所处的位置，从而达到控制鼠标的目的。

例如，在申请号为200910110659.1的中国专利文献中，公开了一种空中鼠标。该空中鼠标包括：本体、X轴陀螺仪、Y轴陀螺仪、主处理芯片、信号发射单元；本体上设置有鼠标左、中、右键、滑动条、信号发射窗口；滑动条可以向主处理芯片发出指令对X轴陀螺仪、Y轴陀螺仪的移动信息进行微调；鼠标左、中、右键可以向主处理芯片发出指令对X轴陀螺仪、Y轴陀螺仪的移动信息进行确认和处理；然后,确认/处理信息经主处理芯片处理，给发射单元发出发射指令；发射单元设置信号发射窗口，发射信号从所述信号发射窗口发出。该空中鼠标通过对X轴陀螺仪、Y轴陀螺仪的控制，而后再通过滑动条的微调，鼠标左、中、右键的确认和处理，能准确地在三维空间全方位进行控制。

又例如，在申请号为201120171652.3的中国专利文献中，公开了一种空中鼠标。该空中鼠标包括：有一空中鼠标本体，空中鼠标本体上设置有一电容式触摸传感器，电容式触摸传感器包括有一电容传感元件及一连接于电容传感元件的测量电路，测量电路检测电容传感元件的电容量变化而判断是否发生触摸事件,并据此发送开关信号至空中鼠标本体的主处理器以控制光标运动输出与否。该空中鼠标具有便于使用者进行光标运动输出使能控制的有益技术效果。

尽管市场上提供各种舒适美观且实用的空中鼠标，但是实践经验说明，由于人们在使用空中鼠标时缺乏支撑点，不可能像使用鼠标一样精准地使用遥控器，如果要用空中鼠标点中操作界面上的一个焦点，是一件比较困难的事。

此外，除了空中鼠标，还有研究人员提出了基于视频手势识别的电视操作系统，这种操作系统不仅实现复杂，而且成本非常高，最重要的是不符合人们的使用习惯。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种具有手势识别功能的遥控装置，以方便使用者操作。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种具有手势识别功能的遥控装置，其至少包括：遥控装置本体、设置在所述遥控装置本体内的传感器单元及识别单元，其中，所述传感器单元用于感测所述遥控装置本体在使用者的操作下的各个方向的运动加速度；所述识别单元用于基于所感测的运动加速度及预置的手势识别算法来识别所述使用者的操作手势，并基于识别结果控制所述遥控装置本体内的遥控电路发出相应的红外信号。

优选地，所述传感器单元包括二维加速度传感器及模数转换电路。

优选地，所述手势识别算法包括基于神经网络的手势识别算法。

优选地，所述具有手势识别功能的遥控装置还包括：与所述识别单元相连接且设置在所述遥控装置本体表面的学习按键。

优选地，所述具有手势识别功能的遥控装置还包括：休眠唤醒单元，用于基于所述传感器单元的感测结果来休眠或唤醒所述识别单元；更为优选地，所述休眠唤醒单元包括比较电路。

优选地，所述识别单元基于单片机来构建。

如上所述，本发明的具有手势识别功能的遥控装置在传统按键式遥控器的基础上略做改动，通过二维加速度传感器获知使用者手势和操作意图，转换成遥控装置本体上相应按键的操作信号，从而达到操作被遥控端的目的；而且被遥控端不需要做任何改动；本发明的遥控装置不仅解决了按键操作和空鼠操作困难的问题，同时还非常符合人们的使用习惯。

附图说明

图1显示为本发明的具有手势识别功能的遥控装置示意图。

图2显示为本发明的具有手势识别功能的遥控装置优选实施例示意图。

元件标号说明

1 遥控装置

11 遥控装置本体

12 传感器单元

13 识别单元

14 遥控电路

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

请参阅图1至图2。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图所示，本发明提供一种具有手势识别功能的遥控装置。所述遥控装置1至少包括：遥控装置本体11、传感器单元12及识别单元13。

所述遥控装置本体11包括遥控电路、发光二极管或蓝牙单元、数字按键、方向按键及其他控制按键等；其中，所述遥控电路基于使用者所按下的按键通过发光二极管或蓝牙单元发送出相应的遥控信号，以操控电视机或其他被遥控的设备。

由于所述遥控装置本体11的结构与功能与现有遥控装置相同或相似，故在此不再予以详述。

所述传感器单元12设置在所述遥控装置本体11内，用于感测所述遥控装置本体11在使用者的操作下的各个方向的运动加速度

优选地，所述传感器单元12包括二维加速度传感器及模数转换电路。其中，二维加速度传感器用于感测在使用者的操作下所述遥控装置本体11向左右方向及上下方向的加速度；所述模数转换电路将所述二维加速度传感器所感测的结果进行模数转换后送入所述识别单元13，如图2所示。

所述识别单元13设置在所述遥控装置本体11内，用于基于所感测的运动加速度及预置的手势识别算法来识别所述使用者的操作手势，并基于识别结果控制所述遥控装置本体11内的遥控电路14发出相应的遥控信号。

其中，所述预置的手势识别算法包括任何能识别手势的算法，优选地，包括但不限于：基于神经网络的手势识别算法。

通常，使用者操控遥控装置，例如电视遥控器等，的方向键及数字键，包括以下几种操作场景以及操作意图：

1)方向键：

a)使用者在正常观看节目过程中，向上或向下挥动遥控器，表示要切换频道，对应于上下方向键；向左或向右挥动遥控器，表示要调节音量，对应于左右方向键；

b)使用者在操作菜单时，向上向下或向左向右挥动遥控器，表示要切换焦点，对应于上下左右方向键；

c)使用者在使用智能电视操作界面时，向上向下或向左向右挥动遥控器，表示要切换焦点，对应于上下左右方向键；

2)数字键：

a)使用者在正常观看节目时，挥动遥控器，在空中写数字，表示要切换到相应的频道，对应于相应的数字键。比如：先划‘1’，再划‘6’，表示要切换到‘16’频道，其中‘1’对应数字键‘1’，‘6’对应数字键‘6’，划完一个立即发送对应数字按键的控制信号。

b)使用者在使用智能电视操作界面时，有时需要输入一长串数字，此时挥动遥控器在空中写数字，也对应于相应的数字键。

因此，可以在所述识别单元13内，预先存入各种特定手势的特征码，该些特征码对应神经网络的权值，由此，所述识别单元13基于神经网络的手势识别算法可快速识别出使用者的操作手势。

通常，预存的各特定手势的特征码能适合大部分人的动作特征，但由于不同使用者挥动遥控器的幅度和速度是不同的，预存的各特定手势的特征码不一定满足所有使用者的动作特征，因此在所述遥控装置本体11表面还可设置学习按键，通过训练使得本发明的遥控装置能够适应不同使用者的动作特征。

优选地，所述识别单元13可基于单片机或其它低成本的工控机芯片以及存储单元，如EPROM来构建，如图2所示。

此外，作为一种优选方式，所述遥控装置1还包括休眠唤醒单元。

所述休眠唤醒单元用于基于所述传感器单元12的感测结果来休眠或唤醒所述识别单元13，如图2所示。

具体地，当所述休眠唤醒单元判断二维加速度传感器所感测的信号值高于预定门限时，则触发单片机进入工作状态；当二维加速度传感器所感测的信号值长时间(例如10秒左右)均低于预定门限，则触发单片机进入休眠状态。

优选地，所述休眠唤醒单元可基于比较电路来构建。

上述遥控装置的工作过程如下：

当使用者操控遥控装置1向左、向右、向上、向下或在空中写数字等时，设置在遥控装置本体11顶端的二维加速度传感器将所感测的二维的加速度信号输出至模数转换电路(ADC)，该ADC将二维的加速度信号转换为数字信号，通过I2C或8位并行数据总线传输给休眠唤醒单元及单片机，由所述休眠唤醒单元根据该数字信号来触发所述单片机在休眠和工作状态之间进行切换，当所述单片机处于工作状态时，其读取EPROM中存放的特征码，并基于神经网络的手势识别算法来识别使用者的手势，并将识别结果通过电平转换输出到遥控电路，触发识别结果所对应的按键信号；此外，所述遥控装置1的表面板上“学习”键被使用者按下时，单片机进入学习模式，并将识别所获得的新的特征码存进EPROM。

综上所述，本发明的具有手势识别功能的遥控装置能通过感知动作获得使用者的使用意图，并通过红外线或蓝牙发送操作信号，每个信号都对应于一个存在的按键信息，如：使用者挥动遥控器向上，对应向上方向键，此方向键既可表示换台，也可表示向上调节焦点；使用挥动遥控器向右，对应向右方向键，此方向键既可表示增大音量，也可表示向右调节焦点；使用者挥动遥控器划数字，对应于某个数字按键，此数字键一般表示频道号，如此可将所有动作与按键对应起来，而被遥控设备，例如，电视机接收端不需要做任何改动，就能识别来自本发明的遥控装置基于手势识别所发出的遥控信号，从而降低了开发成本，能够与现有被遥控设备兼容，也符合人们的使用习惯从而进行切换焦点等操作，满足智能电视等的操作需要。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims

1.一种具有手势识别功能的遥控装置，其特征在于，所述具有手势识别功能的遥控装置至少包括：

遥控装置本体、设置在所述遥控装置本体内的传感器单元及识别单元，其中，

所述传感器单元用于感测所述遥控装置本体在使用者的操作下的各个方向的运动加速度；所述识别单元用于基于所感测的运动加速度及预置的手势识别算法来识别所述使用者的操作手势，并基于识别结果控制所述遥控装置本体内的遥控电路发出相应的红外信号。

2.根据权利要求1所述的具有手势识别功能的遥控装置，其特征在于：所述传感器单元包括二维加速度传感器。

3.根据权利要求2所述的具有手势识别功能的遥控装置，其特征在于：所述传感器单元还包括与所述二维传感器连接的模数转换电路。

4.根据权利要求1所述的具有手势识别功能的遥控装置，其特征在于：所述手势识别算法包括基于神经网络的手势识别算法。

5.根据权利要求4所述的具有手势识别功能的遥控装置，其特征在于还包括：与所述识别单元相连接且设置在所述遥控装置本体表面的学习按键。

6.根据权利要求1或4或5所述的具有手势识别功能的遥控装置，其特征在于：所述识别单元基于单片机来构建。

7.根据权利要求1所述的具有手势识别功能的遥控装置，其特征在于还包括：休眠唤醒单元，用于基于所述传感器单元的感测结果来休眠或唤醒所述识别单元。

8.根据权利要求7所述的具有手势识别功能的遥控装置，其特征在于：所述休眠唤醒单元包括比较电路。