CN104627094A - 识别用户手势的车辆和用于控制该车辆的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及识别用户手势的车辆和用于控制该车辆的方法。提供了一种能够通过在识别到用户的手势时区分驾驶员的手势和乘客的手势来防止由于乘客失误而导致的车辆的故障或不当操作的车辆以及一种用于控制该车辆的方法。车辆包括图像获取单元，其安装在车辆内部并且被配置为获取包括驾驶员或乘客的手势的手势区域的手势图像。控制器被配置为检测在通过图像获取单元获取的手势图像中的感兴趣的目标并且确定感兴趣的目标是否属于驾驶员。此外，当感兴趣的目标属于驾驶员时，控制器被配置为识别通过感兴趣的目标所表达的手势并且产生对应于手势的控制信号。

Description

识别用户手势的车辆和用于控制该车辆的方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2013年11月8日提交给韩国知识产权局的韩国专利申请号2013-0135532的权益，通过引用将其公开内容结合在此。
技术领域
本发明涉及一种识别用户手势并且根据所识别的手势执行具体功能的车辆和用于控制该车辆的方法。
背景技术
随着车辆技术的发展，除了作为车辆的基本功能的驾驶之外，为了用户方便，提供了各种功能。由于车辆功能多样化，增加了用户的操作负荷并且增加的操作负荷降低了对驾驶的集中度，从而导致安全问题。此外，操作设备没有经验的用户不能够充分利用车辆的功能。
因此，对用户界面进行研究和开发以减少用户的操作负荷。具体地，当允许使用简单手势控制具体功能的手势识别技术被应用于车辆时，期望有效减少操作负荷。
发明内容
因此，本发明的一方面是提供如下一种车辆及用于控制该车辆的方法：当识别用户手势时，通过区分驾驶员手势与乘客手势，可以防止由于乘客失误而导致的车辆故障或者不当(例如，不正确的)操作。将在下面描述中部分地阐述本发明的其他方面，并且本发明的其他方面部分地从该描述变得显而易见，或者通过本发明的实践可了解本发明的其他方面。
根据本发明的一个方面，车辆可包括：图像获取单元(例如，成像设备、照相机等)，安装在车辆内并且被配置为获取包括驾驶员手势或者乘客手势的手势区域的手势图像；图像分析单元，被配置为检测在通过图像获取单元获取的手势图像中的感兴趣的目标并且确定感兴趣的目标是否与驾驶员有关；以及控制器，当感兴趣的目标与驾驶员有关时，被配置为识别通过感兴趣目标所表达的手势并产生对应于手势的控制信号。
图像分析单元可被配置为提取关于感兴趣的目标的感兴趣的图案并且确定感兴趣的图案是否具有预定特征。当感兴趣的图案具有预定特征时，图像分析单元还可被配置为确定感兴趣的目标与驾驶员有关(例如，为驾驶员的而非乘客的手势)。感兴趣的目标可以是人的手臂或者手。感兴趣的图案可包括通过连接手臂的一端和作为手臂与手之间的连接部分的手腕而形成的手腕连接图案。
预定特征可包括其中手腕连接图案从手势区域的左侧或者右侧开始的特征。当车辆是左侧驾驶(LHD)车辆时，在手腕连接图案从手势区域的左侧开始时，图像分析单元可被配置为确定感兴趣的目标属于驾驶员。当车辆是右侧驾驶(RHD)车辆时，在手腕连接图案从手势区域的右侧开始时，图像分析单元可被配置为确定感兴趣的目标属于驾驶员。
感兴趣的图案可包括通过连接作为手臂与手之间的连接部分的手腕与手的拇指端而形成的第一手指图案以及通过连接手腕与手的另一手指端而形成的第二手指图案。预定特征可包括其中第一手指图案位于第二手指图案的左侧或者右侧的特征。当车辆是LHD车辆时，在第一手指图案位于第二手指图案的左侧时，图像分析单元可被配置为确定感兴趣的目标属于驾驶员。当车辆是RHD车辆时，如果第一手指图案位于第二手指图案的右侧，则图像分析单元可被配置为确定感兴趣的目标属于驾驶员。
车辆可进一步包括被配置为以映射模式存储具体手势和具体操作的存储器。控制器可被配置为针对与通过感兴趣的目标所表达的手势对应的具体手势搜索存储器并且产生执行映射到所检测的具体手势的具体操作的控制信号。存储器可由控制器执行，从而以映射模式存储改变手势识别权限的具体手势和操作。当由感兴趣的目标所表达的手势对应于具体手势时，控制器可被配置为产生改变手势识别权限的控制信号。手势识别权限的改变可包括将手势识别权限的持有者扩展至乘客，以及将手势识别权限的持有者限制为驾驶员。
根据本发明的另一方面，一种用于控制车辆的方法可包括：通过成像设备获取包括驾驶员手势或者乘客手势的手势区域的手势图像；通过控制器检测所获取的手势区域的手势图像中的感兴趣的目标；通过控制器确定感兴趣的目标是否属于驾驶员；以及当感兴趣的目标属于驾驶员时，通过控制器识别由感兴趣的目标所表达的手势并且通过控制器产生对应于该手势的控制信号。
该方法可进一步包括通过控制器提取关于感兴趣的目标的感兴趣的图案并且当感兴趣的图案具有预定特征时通过控制器确定感兴趣的目标属于驾驶员。感兴趣的目标可以是人的手臂或者手，并且感兴趣的图案可包括通过连接手臂的一端和作为手臂与手之间的连接部分的手腕所形成的手腕连接图案。
预定特征可包括其中手腕连接图案从手势区域的左侧或者右侧开始的特征。感兴趣的目标可以是人的手臂或者手，并且感兴趣的图案(patternof interest)可包括通过连接作为手臂与手之间的连接部分的手腕和手的拇指端而形成的第一手指图案以及通过连接手腕与手的另一手指端而形成的第二手指图案。预定特征可包括其中第一手指图案位于第二手指图案的左侧或者右侧的特征。
附图说明
从以下结合附图进行的示例性实施方式的下列描述中，本发明的这些和/或其他方面将变得显而易见并且更易于理解，其中：
图1是根据本发明的示例性实施方式的车辆的示例性外部视图；
图2是根据本发明的示例性实施方式的车辆的示例性框图；
图3示出了根据本发明的示例性实施方式的车辆的示例性内部配置；
图4示出了根据本发明的示例性实施方式的通过图像获取单元所拍摄的示例性手势区域；
图5示出了根据本发明的示例性实施方式的其中图像获取单元安装在车辆顶蓬(headlining)上的示例性实施方式；
图6示出了根据本发明的示例性实施方式的其中图像获取单元安装在车辆的中央操纵台(center console)上的示例性实施方式；
图7至图9示出了根据本发明的示例性实施方式的为识别驾驶员而通过图像分析单元所执行的示例性图案分析；
图10是根据本发明的示例性实施方式的包括影音导航(AVN)设备的车辆的示例性框图；
图11是根据本发明的示例性实施方式的包括空调设备的车辆的示例性框图；
图12示出了根据本发明的示例性实施方式的将手势识别权限的持有者扩展至乘客的示例性具体手势；
图13示出了根据本发明的示例性实施方式的当将手势识别权限进一步给予乘客时为识别乘客而由图像分析单元所执行的示例性图案分析；
图14和图15示出了根据本发明的示例性实施方式的收回乘客的手势识别权限的示例性具体手势；以及
图16是根据本发明的示例性实施方式的用于控制车辆的方法的示例性流程图。
具体实施方式
应当理解的是，如本文所使用的术语“车辆”或者“用车辆运载的”或者其他类似术语一般包括机动车辆，诸如包括运动型多用途车(SUV)公共汽车、卡车、各种商用车辆的客车，包括各种船只和舰船的船舶，飞机等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、燃烧式车辆、插电式混合电动车辆、氢动力车辆以及其他可替代燃料车辆(例如，源自除了石油之外的资源的燃料)。
尽管示例性实施方式被描述为使用多个单元来执行示例性过程，然而，应当理解的是，示例性过程也可通过一个或多个模块来执行。此外，应当理解的是，术语控制器/控制单元是指包括存储器和处理器的硬件设备。存储器被配置为存储模块并且处理器具体被配置为执行所述模块以执行下面进一步描述的一个或者多个过程。
此外，本发明的控制逻辑可体现为包含由处理器、控制器/控制单元等执行的可执行程序指令的计算机可读介质上的非瞬时性计算机可读媒介。计算机可读介质的实例包括但并不限于ROM、RAM、光盘(CD)-ROM、磁带、软盘、闪存驱动、智能卡以及光学数据存储设备。计算机可读记录介质也可分布在耦接网络的计算机系统中，从而以分布式方式(例如通过远程信息处理服务器(telematics server)或控制器局域网络(CAN))存储并执行计算机可读媒介。
本文中所使用的措辞仅是为了描述特定实施方式的目的而并不旨在限制本发明。除非上下文另有明确说明，否则如本文中所使用的单数形式“一”、“一个”及“该”也旨在包括复数形式。将进一步理解，当本说明书中使用术语“包括”和/或“包含”是，规定指定特征、整数、步骤、操作、元件及/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其组合的存在或添加。如本文中所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项的任何和所有组合。
现将详细参考本发明的示例性实施方式，附图中示出了本发明的实施例，其中，类似的参考标号遍及全文表示类似的元件。
图1是根据本发明的示例性实施方式的车辆100的示例性外部视图。参考图1，车辆100可包括：车身1，形成车辆100的外型；多个车轮51和52，被配置为移动车辆100；驱动单元60，被配置为使车轮51和52转动；多个车门71和72(见图3)，被配置为使车辆100的内部空间与外部环境隔离；挡风玻璃30，被配置为将车辆100前方的视野提供给车辆100内的驾驶员；以及多个侧视镜81和82，被配置为将车辆100后方的视野提供给驾驶员。
车轮51和52可包括布置在车辆100的前部的前车轮51和布置在车辆100的后部的后车轮52，并且驱动单元60可被配置为将为前车轮51或者后车轮52提供扭矩(torque)以使车身1在向前或向后方向上移动。驱动单元60可使用通过燃烧化石燃料来产生扭矩的发动机(engine)或者使用通过从电容器(未示出)接收电来产生扭矩的电动机(motor)。
车门71和72可转动地布置在车身1的左侧和右侧以允许驾驶员在其打开状态下进入车辆100并且在其关闭状态下使车辆100的内部空间与外部环境隔离。挡风玻璃30可布置在车身1的顶前部，以允许车辆100内的驾驶员获取车辆100前方的视觉信息。侧视镜81和82可包括布置在车身1的左侧的左侧视镜81和布置在车身1的右侧的右侧视镜82，并且允许车辆100内的驾驶员获取车辆100侧方或者后方的视觉信息。
此外，车辆100可包括多个感测设备，诸如，被配置为感测车辆100(例如，行进中的车辆100)的后方或者侧方的障碍物或者另一车辆的接近传感器(proximity sensor)，以及被配置为感测雨水和雨水量的雨量传感器(rain sensor)。接近度传感器可被配置为将感测信号发送至车辆100的侧方或者后方，并且接收从诸如另一车辆的障碍物所反射的反射信号。接近度传感器还可被配置为感测障碍物是否存在于车辆100的侧方或者后方，并且基于所接收的反射信号的波形检测障碍物的位置。例如，接近度传感器可使用发送超声波并且使用从障碍物反射的超声波检测至障碍物的距离的方案。
图2是根据本发明的示例性实施方式的车辆100的示例性框图。参考图2，车辆100可包括：图像获取单元110(例如，成像设备、照相机、录像机等)，被配置为获取车辆100内的特定区域的图像；图像分析单元120，被配置为检测所获取的图像中的感兴趣的目标并且确定所检测的感兴趣的目标是否属于驾驶员；控制器131，被配置为在所检测的感兴趣的目标属于驾驶员时识别由感兴趣的目标所表达的手势并且产生对应于该识别手势的控制信号；以及存储器132，被配置为存储手势和对应于手势的事件。控制器131可被配置为操作图像分析单元120。在本发明的示例性实施方式中，用户可包括车辆100内的驾驶员和乘客。
图像获取单元110可安装在车辆100内以获取可包括执行手势的驾驶员的身体部分的特定区域的图像。在以下描述中，特定区域被称作手势区域并且由图像获取单元110获取的图像被称作手势图像。图像获取单元110可包括图像传感器，诸如，电荷耦合器件(CCD)传感器或者互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器，并可当图像传感器在红外范围内具有足够敏感度时能够红外成像。换言之，图像获取单元110可实施为红外照相机以及一般的成像设备。
当图像获取单元110被实施为红外照相机时，可进一步设置被配置为利用红外光照射目标的红外光源并且因此图像传感器可被配置为感测从主体(subject)反射的红外光。红外光源的实例可以是红外发光二极管(LED)。可替代地，可不设置单独的红外光源并且可感测由主体本身所产生的红外光。
图像获取单元110可进一步包括：透镜，被配置为接收作为光信号的手势图像；以及图像模拟数字(A/D)转换器，其在图像传感器将由透镜接收的光信号转换成电信号并且输出之后，将电信号转换成数据可处理(data-processable)的数字信号。此外，当图像获取单元110实施为红外照相机时，可进一步设置红外滤波器，该红外滤波器被配置为通过阻挡非红外光(例如，紫外光或可见光)来去除外部噪声。
在驾驶时由驾驶员执行的示例性手势可以是手臂或手部姿势。因此，由控制器131可识别的手势可以是驾驶员的手臂或手部姿势，并且由图像分析单元120所检测的感兴趣的目标可以是驾驶员的手臂或手。现在给出用于获取包括驾驶员的手臂或手的图像的图像获取单元110的位置的说明。
图3示出了根据本发明示例性实施方式的车辆100的内部配置，以及图4示出了由图像获取单元110拍摄的手势区域。参考图3，图像获取单元110可安装在车辆100的前部的仪表板10上以获取驾驶员的手的图像。
包括AVN显示器141和AVN输入单元142的影音导航(AVN)设备140可设置在作为仪表板10的大致中央区的中央仪表盘(fascia)11上。AVN设备140是被配置为整体进行音频、视频和导航功能的设备，并且AVN显示器141可被配置为选择性地显示音频、视频和导航屏幕中的至少一种并可被实施为液晶显示器(LCD)、发光二极管(LED)、等离子体显示面板(PDP)、有机发光二极管(OLED)、阴极射线管(CRT)等。
用户可操纵AVN输入单元142以输入命令从而操作AVN设备140。如图3所示，AVN输入单元142可以硬键(hard key)的形式布置成靠近(例如，邻近于)AVN显示器141。可替代地，当AVN显示器141实施为触摸屏时，AVN显示器141可进一步用作AVN输入单元142。可在车辆100内布置被配置为输出声音的扬声器143，并且可从扬声器143输出音频、视频和导航功能所需的声音。
方向盘12可布置在驾驶座21前方的仪表板10上，被配置为指示车辆100的当前速度的速度测量仪(gauge)161b和被配置为指示车辆100的RPM的每分钟转数(RPM)测量仪161c可布置在靠近(例如，邻近于)方向盘12的仪表板10上，并且被配置为在数字屏幕上显示关于车辆100的信息的集群显示器(cluster display)161a可进一步布置在靠近方向盘12(例如，邻近于)的仪表板10上。
集群输入单元162可布置在方向盘12上以接收关于要显示在集群显示器161a上的信息的用户选择。由于即使在驾驶时也可由驾驶员操纵集群输入单元162，所以集群输入单元162可被配置为接收命令以操作AVN设备140以及关于要显示在集群显示器161a上的信息的用户选择。中央输入单元43可以旋钮(jog shuttle)或硬键的形式布置在中央操纵台40上。中央操纵台40是指布置在驾驶座21与乘客座位22之间并且在其上形成齿轮操纵杆41和托盘(tray)42的部分。中央输入单元43可被配置为执行AVN输入单元142或集群输入单元162的全部或某些功能。
现参考图4给出图像获取单元110的位置的详细说明。例如，如图4所示，手势区域5可从方向盘12的中心在向右的方向上水平延伸到从AVN显示器141的中心朝向驾驶座21稍微(大约5°)倾斜的点。手势区域5可从(方向盘12的顶点+α)至(方向盘12的底部点+β)垂直地延伸。在此，+α和+β是考虑到方向盘12的向上和向下的倾斜角而给出的并可具有相同或不同的值。可基于驾驶员3的右手(参见图5)通常位于方向盘12的特定半径内的事实来设置图4的手势区域。当车辆100是左侧驾驶(LHD)车辆时，即，方向盘12在左侧，可拍摄驾驶员3的右手。当车辆100是右侧驾驶(RHD)车辆时，手势区域5可从方向盘12的中心在向左的方向上水平延伸。图4的手势区域5仅仅是要被图像获取单元110拍摄的示例性区域，并且并不限于此，只要驾驶员3的手包括在获取的图像中即可。
图像获取单元110可安装在其中可拍摄(例如，能够拍摄或获取)手势区域5的位置，并且除了手势区域5以外，可考虑图像获取单元110的视角来确定图像获取单元110的位置。图5示出了其中图像获取单元110安装在车辆100的顶蓬13上的示例性实施方式，以及图6示出了其中图像获取单元110安装在车辆100的中央操纵台40上的示例性实施方式。图像获取单元110可安装在除了仪表板10以外的位置上，只要可拍摄手势区域5即可。例如，如图5所示，图像获取单元110可安装在顶蓬13上，或者如图6所示安装在中央操纵台40上。
然而，当图像获取单元110安装在顶蓬13上或者中央操纵台40上时，手势区域5可与图4的不同。具体地，例如，如图4，手势区域5可从方向盘12的中心在向右的方向上水平延伸到从AVN显示器141的中央朝向驾驶座21稍微(大约5°)倾斜的点。然而，不同于图4，手势区域5可从仪表板10垂直地延伸到中央操纵台40的托盘42。
图7至图9示出了为识别驾驶员3而由图像分析单元120执行的示例性图案分析。当图像获取单元110获取手势区域5的手势图像时，所获取的手势图像可包括乘客座位22或后座中的乘客的手以及驾驶员3的手，或者包括乘客的手而不包括驾驶员3的手。具体地，当控制器131识别通过乘客的手所表达的手势时并且执行与其相对应的操作时，可能引起与驾驶员3的意图不同的车辆100的不当的操作或故障。因此，图像分析单元120可被配置为识别手势图像中包括的手是驾驶员3的手还是乘客的手，并且当手是驾驶员3的手(例如，而不是乘客的手)时允许控制器131识别手势。换言之，控制器可以能够识别驾驶员手势、乘客手势或者两者。
如上所述，由图像分析单元120检测的感兴趣的目标可以是驾驶员的手臂或手。因此，要被包括到关于手指的特征的手势图像信息中的关于手臂和手的特征的信息可存储在存储器132中。存储器132可包括被配置为输入和输出信息的至少一个存储器件，例如，硬盘、闪存、只读存储器(ROM)或光盘驱动器。
图像分析单元120可被配置为基于存储在存储器132中的信息检测手势图像中的感兴趣的目标。例如，图像分析单元120可被配置为基于手势图像的像素值检测具有特定轮廓的目标，并且当所检测的目标具有存储于存储器132中的用户的手臂和手的特征时识别所检测的目标为用户的手臂和手，并将用户的手臂与手之间的连接部分识别为手腕。
在手势图像是彩色图像时,可基于包括在像素值中的颜色信息(例如，肤色信息)检测具有特定轮廓的目标。当手势图像是红外图像时，可基于包括在像素值中的亮度信息检测具有特定轮廓的目标。当检测到感兴趣的目标时，图像分析单元120可被配置为提取关于所检测的感兴趣的目标的感兴趣的图案。感兴趣的图案可包括通过连接手臂的特定点和手腕点形成的手腕连接图案、指示手指之间的关系的手指图案等。
具体地，如在图7中示出的，图像分析单元120可被配置为提取通过连接手势区域5中的手臂端点和手腕点b而形成的手腕连接图案a-b作为感兴趣的图案。图像分析单元120可被配置为确定所提取的手腕连接图案a-b是否具有预定特征，并且当手腕连接图案a-b具有预定特征时确定相对应的感兴趣的目标1是驾驶员的。当车辆100是LHD车辆时，可预测驾驶员的手从左侧进入手势区域5。因此，图像分析单元120可被配置为确定手腕连接图案a-b是否从手势区域5的左侧开始。
例如，当手臂端点a位于手势区域5的左边界区域L时，图像分析单元120可被配置为确定手腕连接图案a-b从手势区域5的左侧开始，并且确定所检测的感兴趣的目标1是驾驶员的。具体地，左边界区域L可包括手势区域5的左边缘的下部分和手势区域5的底边缘的左部分。然而，在某些情况下，驾驶员的手臂可完全包括在手势区域5中并且因此不穿过手势区域5的边界区域。因此，即使当手臂端点a没有位于手势区域5的左边界区域L时，在手臂端点a位于手腕点b的左侧时，图像分析单元120可被配置为确定感兴趣的目标1是驾驶员的。
在某些其他情形中，仅驾驶员的手可包括在手势区域5中。因此，即使当手势图像不具有手臂端点a时，在用户的手穿过手势区域5的左边界区域L或者在手腕点b位于左边界区域L时，图像分析单元120可被配置为确定感兴趣的目标1属于驾驶员。可替代地，图像分析单元120可被配置为确定手腕连接图案a-b是否从手势区域5的左侧开始。然而，为了提高识别驾驶员的精确度，可另外使用驾驶员识别算法。图像分析单元120可被配置为首先确定手腕连接图案a-b是否从手势区域5的左侧开始，并且其次使用手指图案确定感兴趣的目标1是否属于驾驶员。
因此，图像分析单元120可被配置为从手势图像提取手指图案。根据图8的实例，手指图案可包括通过连接手腕点b和拇指端点c形成的第一手指图案b-c，以及通过连接手腕点b和另一个手指端点d形成的第二手指图案b-d。当第一手指图案b-c位于第二手指图案b-d的左侧时，图像分析单元120可被配置为确定手势图像中的感兴趣的目标1属于驾驶员。
现在参考图9给出感兴趣的目标1不属于驾驶员(例如，是乘客的)的情形的说明。在图像获取单元110拍摄图9中示出的手势区域5时，因为手腕连接图案a-b不是从左边界区域L开始，所以图像分析单元120可被配置为确定感兴趣的目标1不是驾驶员的。另外，因为第一手指图案b-c位于第二手指图案b-d的右侧，所以图像分析单元120可被配置为确定感兴趣的目标1不是驾驶员的。
当图像分析单元120使用以上两个算法识别驾驶员时，可切换算法的顺序或者可仅使用一个算法。具体地，图像分析单元120可被配置为使用手指图案最初确定感兴趣的目标1是否属于驾驶员，并且仅在确定感兴趣的目标1属于驾驶员时才再一次使用手腕连接图案来进行确定。可替代地，可仅使用手指图案或者手腕连接图案。即使在手势区域5中包括驾驶员的手和乘客的手时，可使用上述算法将驾驶员的手的感兴趣的图案与乘客的手的感兴趣的图案区分开。
当车辆100是RHD车辆时，可以适用以上关于图7至图9所描述的驾驶员识别算法。当车辆100是RHD车辆时，当手腕连接图案从手势区域5的右边界区域开始或者第一手指图案位于第二手指图案的右侧时，图像分析单元120可被配置为确定手势图像中的感兴趣的目标1属于驾驶员。
上述算法仅是应用于图像分析单元120的示例性算法，而本发明的示例性实施方式并不局限于此。因此，可将除了手腕连接图案或者手指图案以外的图案设置为感兴趣的图案，并且可使用手腕连接图案或者手指图案的另一个特征确定感兴趣的目标1是否属于驾驶员。
此外，手势图像可包括后座中的乘客的手以及乘客座位22中的乘客的手。在后座中的乘客位于驾驶员座位21的后面时，使用感兴趣的图案的方向性可能无法区分驾驶员的手与乘客的手。因此，车辆100可使用图像获取单元110与主体之间的距离信息来区分驾驶员和乘客。当图像获取单元110实施为包括红外光源的红外照相机时，可通过调节由图像传感器感测的信号的阈值来拍摄位于预定距离内的主体。可替代地，图像分析单元120可被配置为确定其中像素值等于或大于预定参考值的区域作为驾驶员的手位于其中的区域。
可替代地，图像获取单元110可实施为包括手势图像中的深度信息的三维(3D)照相机。图像分析单元120可被配置为检测关于位于与图像获取单元110相距预定距离内的感兴趣的目标1的感兴趣的图案，并且因此可过滤掉(例如，除去)后座中的乘客的手。当确定手势图像中的感兴趣的目标1属于驾驶员时，控制器131可被配置为识别通过感兴趣的目标1所表达的手势，并且生成对应于所识别的手势的控制信号。由控制器131可识别的手势可被限定为包括静态姿势和动态动作。
控制器131可被配置为使用至少一种已知的手势识别技术来识别通过感兴趣的目标所表达的手势。例如，在识别由驾驶员的手所表达的动作时，可从手势图像中检测指示手的动作的动作图案，并且可确定所检测的动作图案是否对应于存储在存储器132中的动作图案。为了确定两个图案之间的对应关系，控制器131可使用诸如动态时间规整(DTW)和隐马尔可夫模型(HMM)的各种算法的其中一种。存储器132可被配置为以映射模式存储具体的手势和与手势对应的事件。因此，控制器131可被配置为针对与手势图像中识别的手势对应的具体手势搜索存储器132，并且生成控制信号以执行对应于检测的具体手势的事件。现在参考图10和图11给出控制器131的操作的详细说明。
图10是根据本发明的示例性实施方式的包括AVN设备140的车辆100的示例性方框图，并且图11是根据本发明的示例性实施方式的包括空调设备150的车辆100的示例性方框图。参考图10，车辆100可包括被配置为执行音频、视频和导航功能的AVN设备140。返回参考图3，AVN设备140可包括被配置为选择性地显示音频、视频和导航屏幕的至少一个的AVN显示器141、被配置为输入关于AVN设备140的控制指令的AVN输入单元142以及被配置为输出每个功能所必需的声音的扬声器143。
在操作车辆100的驾驶员操纵AVN输入单元142以输入关于AVN设备140的控制指令时，可能降低驾驶集中度并因此可能引起安全问题。因此，AVN设备140的操作可作为与由驾驶员的手所表达的具体手势对应的事件存储在存储器132中。
映射至AVN设备140的不同操作的各种类型的手势可存储在存储器132中。例如，手势1可映射至打开音频功能的操作，手势2可映射(例如，可对应于)打开视频功能的操作，并且手势3可映射打开导航功能的操作。在由控制器131识别的手势是手势1时，控制器131可被配置为生成打开音频功能的控制信号并且将控制信号发送至AVN设备140。在由控制器131识别的手势是手势2或者手势3时，控制器131可被配置为生成打开视频功能或者导航功能的控制信号并且将控制信号发送至AVN装置140。
可替代地，在执行音频、视频和导航功能的至少两个时，可以映射模式存储切换显示在AVN显示器141上的屏幕的具体手势和操作。例如，切换至音频屏幕的操作可映射为手势4，并且切换至导航屏幕的操作可映射为手势5。因此，在由控制器131识别的手势是手势4时，控制器131可被配置为生成将显示在AVN显示器141上的屏幕切换至音频屏幕的控制信号并且将控制信号发送至AVN设备140。在由控制器131识别的手势是手势5时，控制器131可被配置为生成将显示在AVN显示器141上的屏幕切换至导航屏幕的控制信号并且将控制信号发送至AVN设备140。
参考图11，车辆100可包括被配置为调节车辆100内的温度的空调设备150，并且控制器131可被配置为通过操作空调设备150调节车辆100内的温度。空调设备150可被配置为加热或者冷却车辆100的内部空间，并且通过通气孔153提供加热的或者冷却的空气来调节车辆100内的温度(例如，增加或者降低车辆的内部温度)。
车辆100的空气调节设备150的操作是熟知的，并且因此在此省去其更多细节的说明。为了使用空气调节设备150调节车辆100内的温度，用户可操纵如图3中示出的布置在中央仪表盘11上的空调输入单元151。然而，在驾驶的同时操纵空调输入单元151可能引起安全忧患并且在十分冷或热的天，用户需要在进入车辆100时迅速将车辆100内的温度调节至期望的温度。
因此，空气调节设备150的操作可作为与由驾驶员的手表达的具体手势相对应的事件存储在存储器132中。例如，存储在存储器132中的手势1可映射成将车辆100内的温度调节为预设温度的操作，手势2可映射成将车辆100内的温度调节至最低温度的操作，并且手势3可映射成将车辆100内的温度调节至最高温度的操作。
当由控制器131识别的手势是手势1时，控制器131可被配置为产生将车辆100内的温度调节至预设温度的控制信号并且将控制信号发送到空气调节设备150。当由控制器131识别的手势是手势2时，控制器131可被配置为产生将车辆100内的温度调节至最低温度的控制信号并且将控制信号发送到空气调节设备150。当由控制器131识别的手势是手势3时，控制器131可被配置为产生将车辆100内的温度调节至最高温度的控制信号并且将控制信号发送到空气调节设备150。
AVN设备140和空气调节设备150的上述操作仅仅是被映射至具体手势的示例性操作，并且本发明的示例性实施方式并不限于此。除AVN设备140和空气调节设备150之外，具体手势和通过输入指令用户可控制的任何设备的操作可以映射模式来存储。
同时，可改变局限于驾驶员的手势识别权限。手势识别权限可进一步提供给乘客或者可收回所提供的权限。手势识别权限可由于布置在车辆100内的各种输入单元(142、43和162)的用户操作或者通过手势识别而改变。
图12示出了将手势识别权限的持有者扩展至乘客的示例性具体手势。为了改变手势识别权限，改变手势识别权限的具体手势和操作可以映射模式存储在存储器132中。例如，其中食指朝向乘客座位(即，向右方向)展开并且其他手指弯曲的手势和将手势识别权限给予乘客座位中的乘客的操作可以映射模式存储在存储器132中。
因此，如在图12中示出的，当感兴趣的目标1属于驾驶员并且由感兴趣的目标1所表达的手势是其中食指指向乘客座位(即，向右方向)并且其他手指弯曲的动作，则控制器131可被配置为识别由感兴趣的目标1所表达的手势并且将手势识别权限的持有者扩展至乘客座位中的乘客。换言之，手势识别权限可进一步提供给乘客(例如，因此可识别乘客的手势)。当手势识别权限被进一步提供给乘客时，图像分析单元120可被配置为确定感兴趣的目标1是属于驾驶员还是乘客。即使当感兴趣的目标1不属于驾驶员而是属于乘客时，控制器131也可被配置为识别由感兴趣的目标1所表达的手势并且产生控制信号以执行与其相对应的操作。
图13示出了当手势识别权限被进一步提供给乘客时为识别乘客而通过图像分析单元120执行的示例性图案分析。当手势识别权限被进一步提供给乘客时，图像分析单元120可被配置为通过应用当手势识别权限只提供给驾驶员时使用的标准和其相反的标准一起来确定感兴趣的目标1属于谁。例如，当手势识别权限提供给驾驶员时，如在图7中示出的，可基于手腕连接图案a-b是否从手势区域5的左边界区域L开始或者第一手指图案b-c是否位于第二手指图案b-d的左侧来识别驾驶员。
然而，当手势识别权限提供给乘客时，如在图13中示出的，可基于手腕连接图案a-b是否从手势区域5的右边界区域R开始或者第一手指图案b-c是否位于第二手指图案b-d的右侧来识别乘客。换言之，当手腕连接图案a-b从手势区域5的右边界区域R开始时或者当第一手指图案b-c位于第二手指图案b-d的右侧时，图像分析单元120可被配置为确定感兴趣的目标1属于乘客。
即使当手势区域5中的感兴趣的目标1属于乘客而不是驾驶员时，控制器131也可被配置为识别由感兴趣的目标1所表达的手势并且执行与其相对应的操作。同时，手势识别权限的持有者可进一步扩展至后座中的乘客以及乘客座位22中的乘客(例如，前排座位)。具体地，可省去图像分析单元120确定感兴趣的目标1属于谁所用的算法，并且控制器131可被配置为直接识别由感兴趣的目标1所表达的手势。
图14和图15示出了从乘客收回手势识别权限的示例性具体手势。如上所述，为了改变手势识别权限，改变手势识别权限的具体手势和操作可以映射模式存储在存储器132中。手势识别权限的改变可包括将手势识别权限限制回驾驶员。例如，手反复打开和闭合的动作与将手势识别权限限制回驾驶员的操作可以映射模式存储在存储器132中。
因此，如在图14中示出的，当感兴趣的目标1属于驾驶员并且由感兴趣的目标1所表达的手势是手反复打开和闭合的动作时，控制器131可被配置为识别由感兴趣的目标1所表达的手势并且将手势识别权限限制回驾驶员。在将手势识别权限限制回驾驶员之后，图像分析单元120可被配置为确定手势区域5中感兴趣的目标1是否属于驾驶员。当感兴趣的目标1属于驾驶员时，控制器131可被配置为识别由感兴趣的目标1所表达的手势并且执行与其相对应的操作。
作为另一实例，手闭合的姿势和将手势识别权限限制回驾驶员的操作可以映射模式存储在存储器132中。因此，如在图15中示出的，当感兴趣的目标1属于驾驶员并且由感兴趣的目标1所表达的手势是手闭合的姿势时，控制器131可被配置为识别由感兴趣的目标1所表达的手势并且将手势识别权限限制回驾驶员。
如上所述，驾驶员可通过使用手势改变手势识别权限的持有者来适当改变车辆100的控制权限。在图12、图14和图15中示出的手势仅仅是改变手势识别权限的示例性手势，并且本发明的示例性实施方式并不限于此。除上述手势之外，可使用由控制器131可识别的各种驾驶员手势。
现在给出根据本发明的示例性实施方式控制车辆的方法的说明。根据先前的实施方式的车辆100可适用于根据当前示例性实施方式的方法，并且因此以上给出的关于图1至图15的描述同样可适用于以下描述的方法。
图16是根据本发明的示例性实施方式的控制车辆100的方法的示例性流程图。参照图16，最初地，可使用图像获取单元110获取手势图像(311)。手势图像可通过拍摄包括做出手势的驾驶员的身体部分的手势区域5来获得。在当前的示例性实施方式中，做出手势的驾驶员的身体部分可以是手。因此，由图像获取单元110获取的手势图像可以是包括驾驶员的手的图像。可在获取的手势图像中检测感兴趣的目标(312)。在当前的示例性实施方式，感兴趣的目标可以是用户的手，并且用户可包括驾驶员和乘客。
当检测感兴趣的目标时，可提取关于所检测的感兴趣的目标的感兴趣的图案(313)。感兴趣的图案可包括通过连接手臂的特定点和手腕点所形成的手腕连接图案、指示手指之间的关系的手指图案等。具体地，参照图7，可提取通过连接手势区域5中的手臂端点a和手腕点b形成的手腕连接图案a-b作为感兴趣的图案。此外，如在图8中示出的，还可提取通过连接手腕点b和拇指端点c形成的第一手指图案b-c以及通过连接手腕点b和其他手指端点d形成的第二手指图案b-d作为感兴趣的图案。
还可确定所提取的感兴趣的图案是否具有预定特征(314)。例如，如在图7中示出的，控制器可被配置为确定手腕连接图案a-b是否从手势区域5的左侧开始，并且更具体地，确定手腕连接图案a-b的手臂端点a是否位于左边界区域L中。可替代地，如在图8中示出的，控制器可被配置为确定第一手指图案b-c是否位于第二手指图案b-d的左侧。
当感兴趣的图案具有预定特征(314中的是)时，控制器可被配置为确定所检测的感兴趣的目标属于驾驶员(315)。然后，可识别由所检测的感兴趣的目标所表达的手势(316)，并且可执行对应于所识别的手势的操作(317)。对应于所识别的手势的操作可预先存储在存储器132中，并且可通过用户来设置或改变。
同时，驾驶员可通过使用手势改变手势识别权限的持有者来适当改变车辆100的控制权限。因此，扩展手势识别权限的持有者的具体手势和操作可以映射模式来存储，并且当识别出具体手势(例如，第一具体手势)时手势识别权限可进一步给予乘客。换言之，手势识别权限的持有者可扩展到乘客。此外，手势识别权限可被限制回驾驶员。可存储与其相对应的另一具体手势并且当识别出另一(例如，第二)具体手势时手势识别权限的持有者可被限制回驾驶员。
在上述车辆和用于控制车辆的方法中，可通过在识别用户手势时区分出驾驶员的手势和乘客的手势来防止由于乘客失误而导致的车辆故障或不当操作。如从上述说明中清晰可见的，在根据本发明的示例性实施方式车辆和用于控制车辆的方法中，可通过在识别用户手势时区分出驾驶员的手势和乘客的手势来防止由于乘客导致的车辆的故障或不当操作。
尽管已经示出和描述了本发明的几个示例性实施方式，但本领域技术人员应当理解在不背离本发明(在权利要求及其等价物中限定其范围)的原理和精神的前提下，可对这些示例性实施方式进行改变。

Claims (25)

1.一种车辆，包括：
图像获取单元，安装在所述车辆内部并且被配置为获取包括驾驶员手势或乘客手势的手势区域的手势图像；以及
控制器，被配置为：
检测在通过所述图像获取单元获取的所述手势图像中的感兴趣的目标；
确定所述感兴趣的目标是否属于所述驾驶员；
识别通过所述感兴趣的目标所表达的手势；并且
当所述感兴趣的目标属于所述驾驶员时，产生对应于所述手势的控制信号。
2.根据权利要求1所述的车辆，其中，所述控制器被配置为提取关于所述感兴趣的目标的感兴趣的图案并且确定所述感兴趣的图案是否具有预定特征。
3.根据权利要求2所述的车辆，其中，当所述感兴趣的图案具有所述预定特征时，所述控制器被配置为确定所述感兴趣的目标属于所述驾驶员。
4.根据权利要求3所述的车辆，其中，所述感兴趣的目标是人的手臂或手。
5.根据权利要求4所述的车辆，其中，所述感兴趣的图案包括通过连接所述手臂的一端和作为在所述手臂与所述手之间的连接部分的手腕而形成的手腕连接图案。
6.根据权利要求5所述的车辆，其中，所述预定特征包括其中所述手腕连接图案从所述手势区域的左侧或右侧开始的特征。
7.根据权利要求6所述的车辆，其中，当所述车辆是左侧驾驶(LHD)车辆时，在所述手腕连接图案从所述手势区域的左侧开始时，所述控制器被配置为确定所述感兴趣的目标属于所述驾驶员。
8.根据权利要求6所述的车辆，其中，当所述车辆是右侧驾驶(RHD)车辆时，在所述手腕连接图案从所述手势区域的右侧开始时，所述控制器被配置为确定所述感兴趣的目标属于所述驾驶员。
9.根据权利要求4所述的车辆，其中，所述感兴趣的图案包括：
通过连接作为所述手臂与所述手之间的连接部分的手腕和所述手的拇指端而形成的第一手指图案；以及
通过连接所述手腕和所述手的另一个手指端而形成的第二手指图案。
10.根据权利要求9所述的车辆，其中，所述预定特征包括其中所述第一手指图案位于所述第二手指图案的左侧或右侧的特征。
11.根据权利要求10所述的车辆，其中，当所述车辆是LHD车辆时，在所述第一手指图案位于所述第二手指图案的左侧时，所述控制器被配置为确定所述感兴趣的目标属于所述驾驶员。
12.根据权利要求10所述的车辆，其中，当所述车辆是RHD车辆时，在所述第一手指图案位于所述第二手指图案的右侧时，所述控制器被配置为确定所述感兴趣的目标属于所述驾驶员。
13.根据权利要求3所述的车辆，进一步包括：
存储器，被配置为以映射模式存储具体手势和具体操作。
14.根据权利要求13所述的车辆，其中，所述控制器被配置为在所述存储器搜索与通过所述感兴趣的目标所表达的所述手势对应的具体手势，并且产生用于执行映射到所找到的具体手势的具体操作的控制信号。
15.根据权利要求14所述的车辆，其中，所述存储器被配置为以映射模式存储用于改变手势识别权限的具体手势和操作。
16.根据权利要求15所述的车辆，其中，当通过所述感兴趣的目标所表达的所述手势对应于所述具体手势时，所述控制器被配置为产生用于改变所述手势识别权限的控制信号。
17.根据权利要求16所述的车辆，其中，改变所述手势识别权限包括：
通过所述控制器将所述手势识别权限的持有者扩展到所述乘客；以及
通过所述控制器将所述手势识别权限的持有者限制为所述驾驶员。
18.一种用于控制车辆的方法，所述方法包括：
通过成像设备获取包括驾驶员或乘客的手势的手势区域的手势图像；
通过控制器检测在所获取的所述手势区域的手势图像中的感兴趣的目标；
通过所述控制器确定所述感兴趣的目标是否属于所述驾驶员；并且
当所述感兴趣的目标属于所述驾驶员时，通过所述控制器识别通过所述感兴趣的目标所表达的手势并产生对应于所述手势的控制信号。
19.根据权利要求18所述的方法，进一步包括：
通过所述控制器提取关于所述感兴趣的目标的感兴趣的图案；并且
当所述感兴趣的图案具有预定特征时，通过所述控制器确定所述感兴趣的目标属于所述驾驶员。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述感兴趣的目标是人的手臂或手，并且其中，所述感兴趣的图案包括通过连接所述手臂的一端和作为所述手臂与所述手之间的连接部分的手腕而形成的手腕连接图案。
21.根据权利要求20所述的方法，其中，所述预定特征包括其中所述手腕连接图案从所述手势区域的左侧或右侧开始的特征。
22.根据权利要求19所述的方法，其中，所述感兴趣的目标是人的手臂或手，并且其中，所述感兴趣的图案包括：
通过连接作为所述手臂与所述手之间的连接部分的手腕和所述手的拇指端而形成的第一手指图案；以及
通过连接所述手腕和所述手的另一个手指端而形成的第二手指图案。
23.根据权利要求22所述的方法，其中，所述预定特征包括其中所述第一手指图案位于所述第二手指图案的左侧或右侧的特征。
24.一种包含由处理器或控制器执行的程序指令的非瞬时性计算机可读介质，所述计算机可读介质包括：
控制成像设备以获取包括驾驶员或乘客的手势的手势区域的手势图像的程序指令；
检测在所获取的所述手势区域的手势图像中的感兴趣的目标的程序指令；
确定所述感兴趣的目标是否属于所述驾驶员的程序指令；以及
当所述感兴趣的目标属于所述驾驶员时识别通过所述感兴趣的目标所表达的手势并产生对应于所述手势的控制信号的程序指令。
25.根据权利要求24所述的非瞬时性计算机可读介质，进一步包括：
提取关于所述感兴趣的目标的感兴趣的图案的程序指令；以及
当所述感兴趣的图案具有预定特征时确定所述感兴趣的目标属于所述驾驶员的程序指令。
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