CN104881117B - 一种通过手势识别激活语音控制模块的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种通过手势识别激活语音控制模块的装置和方法，包括外壳、固定在外壳上显示器和激活结构，激活结构包括置于外壳外部的手势识别传感器、置于外壳内部的数据处理模块和存储模块；手势识别传感器捕捉驾驶者实时手势信息并将该实时手势信息传输给数据处理模块，存储模块存储驾驶者自定义的控制手势信息，数据处理模块将实时手势信息与控制手势信息进行比较后根据比较结果控制语音控制模块开闭。本发明通过手势识别完成对语音控制模块的开闭，无需手动触碰按键，减少驾驶者的肢体动作幅度，提高驾驶的安全性；本发明的手势识别方法受到环境的影响小，完全不受噪声影响，可靠性好。

Description

一种通过手势识别激活语音控制模块的装置和方法

技术领域

本发明涉及车载电子设备领域，尤其涉及的是一种用于汽车上的通过手势识别激活语音控制模块的装置和方法。

背景技术

随着汽车越来越普及，市面上也存在各种各样用于汽车上的电子产品，这些电子产品大多为辅助驾驶者或提高行车安全设置的，例如安装在汽车上的语音控制系统，驾驶者可以通过语音对汽车上的某些电子产品进行控制，无需手动操作，使驾驶者可以更加专心的驾驶汽车。

传统的语音控制系统的激活方法一般有两种，第一种方法是在汽车控制台上设置实体或虚拟按钮，通过点击该按钮启动语音控制系统，这种方法需要驾驶者手动操作，不但转移了驾驶者的注意力，同时需要驾驶者进行较大幅度的肢体动作点击按钮，存在较大的安全隐患。第二种方法是利用特定的语音指令实现对语音控制系统的启动，这种方法不但极大的提高了语音系统芯片的成本，而且极其容易受到环境噪声的影响，可靠性低，同时启动的语音指令不具备指向性，容易受到非驾驶者的语音干扰。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种通过手势识别激活语音控制模块的装置和方法，该方法无需转移驾驶者的注意力，同时无需触碰按钮，安全性高，不受环境噪音和环境光线干扰，可靠性高。

本发明的技术方案如下：一种通过手势识别激活语音控制模块的装置，其中，包括外壳、固定在外壳上显示器和激活结构，所述激活结构包括置于外壳外部的手势识别传感器、置于外壳内部的数据处理模块和存储模块；

所述手势识别传感器、存储模块和显示器分别与数据处理模块连接，所述数据处理模块与语音控制模块连接；

所述手势识别传感器捕捉驾驶者实时手势信息并将该实时手势信息传输给数据处理模块，所述存储模块存储驾驶者自定义的控制手势信息，所述数据处理模块将实时手势信息与控制手势信息进行比较后根据比较结果控制语音控制模块开闭，所述显示器显示语音控制模块的状态信息。

所述的通过手势识别激活语音控制模块的装置，其中，所述外壳的边框上设置有固定凹孔，所述手势识别传感器置于固定凹孔内固定。

所述的通过手势识别激活语音控制模块的装置，其中，所述固定凹孔外侧设置有保护盖。

所述的通过手势识别激活语音控制模块装置的方法，其中，包括以下步骤：

A、驾驶者自定义控制语音控制模块开闭的控制手势，并把控制手势信息存储在存储模块中；

B、手势识别传感器持续捕捉驾驶者实时手势信息并将该实时手势信息传输给数据处理模块；

C、数据处理模块将实时手势信息与控制手势信息进行比较后根据比较结果控制语音控制模块；

D、启动后的语音控制模块保持待机，该待机时间由驾驶者设定，手势识别传感器持续保持对驾驶者的手势信号进行获取，在待机时间内没有获取有效的手势信号或者语音控制模块没有获取有效的语音控制信号，则语音控制模块自动进入关闭状态，等待下一次启动。

所述的通过手势识别激活语音控制模块装置的方法，其中，所述步骤A中，包括以下步骤：

A1、通过显示器上的操作界面选择控制手势信息存储模式；

A2、驾驶者在手势识别传感器前方打手势，手势识别传感器对该手势进行识别并将该手势的信息显示在显示器中，驾驶者确定手势信息，形成预定手势信息；

A3、驾驶者再次在手势识别传感器前方打相同的手势，手势识别传感器对该手势进行识别并将该手势的信息与预定手势信息进行比较，两者一致则将预定手势信息存储在存储模块中形成控制手势信息；

A4、选择存储好的控制手势信息，并将各控制手势信息与语音控制模块的指令一一对应设置。

所述的通过手势识别激活语音控制模块装置的方法，其中，所述步骤A2中，所述显示器显示的手势的信息包括手势的形状图像信息和手势的动作方向信息。

所述的通过手势识别激活语音控制模块装置的方法，其中，所述步骤C中，数据处理模块将实时手势信息的形状图像信息和动作方向信息与控制手势信息进行比较；

所述动作方向信息采用模糊比较，所述实时手势的动作方向与控制手势的动作方向的夹角小于30°，则认为两者动作方向信息相同。

本发明的有益效果：本发明通过手势识别完成对语音控制模块的开闭，无需手动触碰按键，减少驾驶者的肢体动作幅度，同时操作时驾驶者视线无需发生转移，保证驾驶者可以集中精神驾驶，提高驾驶的安全性；本发明的手势识别方法受到环境的影响小，完全不受噪声影响，可靠性好；本发明的显示器可以与车载中控系统共用同一个显示器，因此无需占用汽车中控台上的空间，实用方便。

附图说明

图1是本发明中通过手势识别激活语音控制模块的装置的结构简图。

图2是本发明中通过手势识别激活语音控制模块的装置的模块框图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。

本发明公开了一种通过手势识别激活语音控制模块的装置，如图1所示，包括外壳100、固定在外壳上显示器200和激活结构（图中没画出），具体的，该激活结构包括置于外壳外部的手势识别传感器、置于外壳内部的数据处理模块和存储模块。手势识别传感器、存储模块和显示器分别与数据处理模块连接，数据处理模块与语音控制模块连接（参见图2）；实际应用中，手势识别传感器捕捉驾驶者实时手势信息并将该实时手势信息传输给数据处理模块，存储模块存储驾驶者自定义的控制手势信息，数据处理模块将实时手势信息与控制手势信息进行比较后根据比较结果控制语音控制模块开闭，显示器显示语音控制模块的状态信息。本发明通过利用手势识别实现对语音控制系统的开闭，无需驾驶者进行较大的肢体动作，更不会由于需要触碰按键而分散驾驶者的注意力，极大的提高了驾驶的安全性。本发明采用手势识别传感器对驾驶者的手势进行识别，这种方式受到环境的干扰小，完全不受噪声干扰，同时由于手势识别传感器能够识别方向盘的左侧或后侧（或驾驶者周边区域内）的手势，只有驾驶者可以快速的通过手势对语音控制系统进行控制，指向性高，乘客的肢体动作难以对其进行干扰。

为了便于安装设置，外壳100的边框上设置有固定凹孔110，手势识别传感器300置于固定凹孔110内固定。实际应用中，手势识别传感器300可以根据驾驶者的驾驶习惯设置在不同的地方，并不限定只是固定在外壳100上，常用的设置方位是方向盘的左右两侧或车内后视镜下侧，同时手势识别传感器300的方向略微朝上设置，使用时，驾驶者只需要轻微抬手，即可被手势识别传感器300捕捉，操作方便。进一步的，固定凹孔110外侧设置有保护盖（图中没画出），该保护盖的作用是保护手势识别传感器300，同时在保护盖外表可以设置一定的装饰面，以提高其美观性。

实际应用中，为了减少对汽车中控面板的位置占用，本发明可以与汽车中控系统共用同一个显示器。

本发明还公开了该通过手势识别激活语音控制模块装置的方法，包括以下步骤：

A、驾驶者自定义控制语音控制模块的控制手势，并把控制手势信息存储在存储模块中。

B、手势识别传感器持续捕捉驾驶者实时手势信息并将该实时手势信息传输给数据处理模块。

C、数据处理模块将实时手势信息与控制手势信息进行比较后根据比较结果控制语音控制模块。例如识别到启动手势信号时，数据处理模块发出控制信号启动语音控制模块，同时将语音模块的状态信息显示在显示屏上，同时还可以发出语音提示。

D、启动后的语音控制模块保持待机，该待机时间由驾驶者设定，手势识别传感器持续保持对驾驶者的手势信号进行获取，在待机时间内没有获取有效的手势信号或者语音控制模块没有获取有效的语音控制信号，则语音控制模块自动进入关闭状态，等待下一次启动。这种设置方法，可以降低语音控制模块的开闭频率，同时减少驾驶者的不必要的控制动作，使整个系统的控制方式更加简洁方便，同时语音控制模块在待机时可以更加快速的对驾驶者的语音命令进行反应。

更加具体的，步骤A中，包括以下步骤：

A1、通过显示器上的操作界面选择控制手势信息存储模式；在初始化设置时，可以通过显示器上的操作界面选择控制手势信息的初始化存储模式，该模式用于驾驶者根据自身的习惯自定义控制语音控制模块的手势信息。

A2、驾驶者在手势识别传感器前方打手势，手势识别传感器对该手势进行识别并将该手势的信息显示在显示器中，驾驶者确定手势信息，形成预定手势信息。

A3、驾驶者再次在手势识别传感器前方打相同的手势，手势识别传感器对该手势进行识别并将该手势的信息与预定手势信息进行比较，两者一致则将预定手势信息存储在存储模块中形成控制手势信息；当然，在实际应用中，可以设置多次确定模式，即通过多次重复的打同一个手势，手势识别传感器对多次手势的识别均一致，才将该手势确定为控制手势，并将该手势的信息存储在存储模块中，这种做法可以保证控制手势信息的准确性，同时也可以使驾驶者在多次确定手势的过程中，快速对该手势进行掌握的习惯，保证驾驶者通过手势控制语音控制模块动作的稳定性和准确性。

A4、选择存储好的控制手势信息，并将各控制手势信息与语音控制模块的指令一一对应设置；将每一个控制手势信息与语音控制模块的控制信息进行对应，例如将某一控制手势信息与语音控制模块的启动控制信息对应，当识别到该控制手势信息时，数据处理模块则对语音控制模块发出启动信息。

更加具体的，步骤A2中，手势识别传感器识别的手势信息和显示器显示的手势的信息均包括手势的形状图像信息和手势的动作方向信息。不同的手势形状和手势的运动方向搭配，可以形成多种不同的控制手势信息，针对语音控制模块的不同运行方式进行控制。同时，手势形状和手势的运动方向进行搭配，可以进一步准确快速的确定实时手势，数据处理模块将实时手势信息的形状图像信息和动作方向信息与控制手势信息进行比较，只有实时手势的手势形状和手势的运动方向同时与控制手势匹配，数据处理模块才对语音控制模块进行相应的控制，极大了提高了系统的准确性。

更加具体的，动作方向信息采用模糊比较，只要实时手势的动作方向与控制手势的动作方向的夹角小于30°，则认为两者动作方向信息相同。这是由于在驾驶者实际操作中，实施手势的形状可以较好的保持，但是其运动的方向难于保持完全准确，因此为了使驾驶者的操作更加方便，同时也使本发明更加人性化，在比较手势的动作方向信息时，可以采用较为合理的模糊处理方法。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种通过手势识别激活语音控制模块的装置，其特征在于，包括外壳、固定在外壳上显示器和激活结构，所述激活结构包括置于外壳外部的手势识别传感器、置于外壳内部的数据处理模块和存储模块；

所述手势识别传感器、存储模块和显示器分别与数据处理模块连接，所述数据处理模块与语音控制模块连接；

所述手势识别传感器捕捉驾驶者实时手势信息并将该实时手势信息传输给数据处理模块，所述存储模块存储驾驶者自定义的控制手势信息，所述数据处理模块将实时手势信息与控制手势信息进行比较后根据比较结果控制语音控制模块开闭，所述显示器显示语音控制模块的状态信息；

所述实时手势信息包括手势的形状图像信息和动作方向信息；

所述外壳的边框上设置有固定凹孔，所述手势识别传感器置于固定凹孔内固定。

2.根据权利要求1所述的通过手势识别激活语音控制模块的装置，其特征在于，所述固定凹孔外侧设置有保护盖。

3.一种如权利要求1~2任意一项所述的通过手势识别激活语音控制模块装置的方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、驾驶者自定义控制语音控制模块开闭的控制手势，并把控制手势信息存储在存储模块中；

B、手势识别传感器持续捕捉驾驶者实时手势信息并将该实时手势信息传输给数据处理模块；

C、数据处理模块将实时手势信息与控制手势信息进行比较后根据比较结果控制语音控制模块；

D、启动后的语音控制模块保持待机，该待机时间由驾驶者设定，手势识别传感器持续保持对驾驶者的手势信号进行获取，在待机时间内没有获取有效的手势信号或者语音控制模块没有获取有效的语音控制信号，则语音控制模块自动进入关闭状态，等待下一次启动。

4.根据权利要求3所述的通过手势识别激活语音控制模块装置的方法，其特征在于，所述步骤A中，包括以下步骤：

A1、通过显示器上的操作界面选择控制手势信息存储模式；

A2、驾驶者在手势识别传感器前方打手势，手势识别传感器对该手势进行识别并将该手势的信息显示在显示器中，驾驶者确定手势信息，形成预定手势信息；

A3、驾驶者再次在手势识别传感器前方打相同的手势，手势识别传感器对该手势进行识别并将该手势的信息与预定手势信息进行比较，两者一致则将预定手势信息存储在存储模块中形成控制手势信息；

A4、选择存储好的控制手势信息，并将各控制手势信息与语音控制模块的指令一一对应设置。

5.根据权利要求4所述的通过手势识别激活语音控制模块装置的方法，其特征在于，所述步骤A2中，所述显示器显示的手势的信息包括手势的形状图像信息和手势的动作方向信息。

6.根据权利要求3所述的通过手势识别激活语音控制模块装置的方法，其特征在于，所述步骤C中，数据处理模块将实时手势信息的形状图像信息和动作方向信息与控制手势信息进行比较；

所述动作方向信息采用模糊比较，所述实时手势的动作方向与控制手势的动作方向的夹角小于30°，则认为两者动作方向信息相同。