CN106527669A - 基于无线信号的交互控制系统 - Google Patents

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CN106527669A CN201510567526.2A CN201510567526A CN106527669A CN 106527669 A CN106527669 A CN 106527669A CN 201510567526 A CN201510567526 A CN 201510567526A CN 106527669 A CN106527669 A CN 106527669A
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Abstract

本发明实施例提出基于无线信号的交互控制系统,手势识别装置与设备配对;获取雷达测量信息和/或获取传感器信息;计算手势信息;获得操作控制指令;发出操作控制指令到设备执行。本发明实施例提供的基于无线信号的交互控制系统,利用60GHz毫米波高速传播、高数据带宽的特点,可以对手部的手势动作进行精确测量,并且集成到可穿戴设备中,用户可以脱离触控笔和触控屏幕对设备进行输入和控制,而不需要在设备中额外设置摄像头,从而提高到了输入的效率和用户体验,并且可以解放用户的位置,使得用户可以在非接触或者一定距离的情况下对设备进行更高精度,更多功能的输入和控制。

Description

基于无线信号的交互控制系统
技术领域
[0001] 本发明涉及物联网领域,尤其是基于60GHz高频毫米波无线雷达无线信号的交互控制系统。
背景技术
[0002] 物联网技术的实践最早可以追溯到1990年施乐公司的网络可乐贩售机,随着互联网技术的发展和各种硬件、应用软件的极大丰富,物联网技术也得到了极大的发展。物联网被视为互联网的应用拓展,物联网的本质概括起来主要体现在三个方面:一是互联网特征,即对需要联网的物一定要能够实现互联互通的互联网络;二是识别与通信特征,即纳入物联网的“物” 一定要具备自动识别与物物通信的功能;三是智能化特征,即网络系统应具有自动化、自我反馈与智能控制的特点。
[0003]目前,对物联网技术的具体应用化非常多,例如智能家居技术,通过网络把家庭内的各个系统关联管理,统一控制;又例如车联网技术,通过网络把一个区域内的车辆关联起来,实现监控、调度、追踪等等应用。目前提出来很多未来发展方向,大的如智慧地球、智慧城市,小到智慧水务、智慧燃气等等,可以预见,以物联网技术为核心的新一代互联网技术将会极大的改变人们的工作和生活。
[0004] 物联网技术的要义就是物物相连,信息互通,并随着智能终端和移动互联网的兴起,物联网的信息接口将会变得多样化,人们在控制端的输入方式也变得多样化,从具有单独的输入控制设备,例如鼠标或者触控笔,到现在常用的电容屏触控,还有谷歌眼镜的眼球跟踪、眨眼控制,各种体感控制中利用摄像头捕抓运动姿势,以及通过可穿戴设备中的运用传感器来感知运动轨迹等等方式来实现输入和控制。
[0005] 但是,目前存在的输入和控制方法已经越来越难满足物联网发展的需求,例如传统的鼠标或触控笔需要额外携带,且实现的功能有限;屏幕触控的方式,受限屏幕的大小尺寸和触控手指的状态,当手上有水或汗液的时候,定位效果不理想,并且随着设备小型化,屏幕的大小将受到限制,输入和控制将受到更大的影响;眼球跟踪、眨眼控制和体感控制等都需要用到专门的摄像头和图像识别处理,成本高,识别率低;可穿戴设备运动传感器对动作的识别精度较低,无法满足更多手势命令的需求。
[0006] 因此,需要一种能够远离输入设备,例如手机或平板电脑、家庭电器设备等,在空间上能够进行精细手势识别输入和控制的方法、设备。
发明内容
[0007] 本发明实施例提出一种基于无线信号的交互控制系统,包括手势识别装置及相对应的设备,手势识别装置与设备配对;获取雷达测量信息和/或获取传感器信息;计算手势信息;获得操作控制指令;发出操作控制指令到设备执行。
[0008] 更进一步,所述手势动作互动装置,包括雷达模块、传感器模块、处理器模块、电源模块、存储模块以及通信模块;所述电源模块提供装置电源;所述雷达模块用于发出无线电波测量手部动作信号;所述处理器模块用于对所述手部动作信号进行处理,获取手部当前的手势动作信息以及确定其对应的含义;存储模块用于存放包括预设的手部动作信息和与其对应手势动作含义、输入内容和控制信息的数据;通信模块用于与外界进行通信,包括向控制对象发出控制信息。
[0009] 更进一步,所述雷达模块发出的所述无线电波为60GHz的毫米波信号。
[0010] 更进一步,所述雷达模块包括脉冲雷达部分和连续波雷达部分,脉冲雷达部分发出60GHz毫米波的脉冲雷达信号,用于测定手部动作的距离;连续波雷达部分发出60Ghz毫米波的连续波雷达信号,用于测定手部动作的速度。
[0011] 更进一步,还包括传感器模块,用于获取手部运动状态的传感信息,传感信息包括温度、速度、角度、距离、空间位置、磁场强度、心跳特征等的一种或多种。
[0012] 更进一步,所述传感器模块获得的传感信息用于开启或关闭所述装置的手势识别功能。
[0013] 更进一步,还包括振动模块,用于发出振动提醒信息。
[0014] 更进一步,其特征在于,所述装置设置成手环,可穿戴于用户的手腕部。
[0015] 更进一步,所述装置设置成戒指,可穿戴于用户的手指部。
[0016] 本发明实施例提供的基于无线信号的交互控制系统,利用60GHz毫米波高速传播、高数据带宽的特点,可以对手部的手势动作进行精确测量,并且集成到可穿戴设备中,用户可以脱离触控笔和触控屏幕对设备进行输入和控制,而不需要在设备中额外设置摄像头,从而提高到了输入的效率和用户体验,并且可以解放用户的位置,使得用户可以在非接触或者一定距离的情况下对设备进行更高精度,更多功能的输入和控制。
附图说明
[0017] 图1展示一种手势动作互动装置结构图;
图2展示一种设备隔空控制方法流程图;
图3展示基于无线信号的交互控制系统结构图;
图4展示一种隔空文字输入方法流程图。
具体实施方式
[0018] 下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,本发明实例在附图中示出,尽管将结合这些实施例来描述本发明,应该理解其并非要将本发明限制为这些实施例。相反,本发明意欲覆盖可包括在所附权利要求所限定的精神和范围内的替换、修改和等效形式。另外,在对本发明实施例的以下详述中,提出了很多具体细节以使本发明得到彻底理解。然而,本领域普通技术人员将认识到,没有这些具体细节也可实施本发明。在其它实例中,为了不必要地模糊本发明的方面,未详细描述公知的方法、过程、部件和电路。
以下详细描述的一些部分是按照过程、步骤、逻辑块、处理及对可在计算机存储器上执行的数据位的操作的其它符号表示来提出的。这些描述和表示是数据处理领域的技术人员所使用的、为了将其工作的实质最有效地传达给该领域其它技术人员的手段。这里,过程、计算机执行的步骤、逻辑块、进程等通常设想为导致期望结果的步骤或指令的自洽序列。所述步骤是需要对物理量的物理操纵的步骤。通常,尽管不必要,这些量采用能够在计算机系统中存储、传递、组合、比较或另外操纵的电或磁信号的形式。已经证明,主要是为了公共使用的原因,将这些信号称作位、值、元素、符号、字符、项目、数字等有时是方便的。
然而,应牢记的是,所有这些和相似的术语应与适当的物理量相关联并且仅仅是适用于这些量的方便标记。除非特别指明,否则如以下描述中所显而易见的,应理解在整个本发明中,讨论所用的术语,如“关联”或“识别”或“再现”或“需要”或“确定”或“重复”或“执行”或“检测”或“引导”等,指的是电子系统或类似电子计算设备的动作和过程,其将电子设备的寄存器和存储器内的表示为物理(电子)量的数据操纵和变换成电子设备存储器或寄存器或者其它这样的信息存储、传输或显示设备内的类似地表示为物理量的其它数据。
[0019] 图1说明根据本发明的各种例示性实施例的展示手势动作互动装置结构图。
[0020] 实施例一,所述手势动作互动装置120,包括雷达模块121,处理器模块123,电源模块124,存储模块125以及通信模块127。
[0021] 本实施例中手势动作互动装置120可用于对设备进行输入和控制,利用60GHz毫米波对手部进行实时测距和测速,获取当前的手势信息,并与预设的手势信息比较,确定当前的手势信息对应的语义,生成输入信息或控制命令,从而实现了利用手势对设备进行输入和控制。
[0022] 雷达模块121,用于发出60GHz的毫米波信号,并接受反射的60GHz毫米波信号,其中包括脉冲雷达部分和连续波雷达部分,脉冲雷达部分发出60GHz毫米波的脉冲雷达信号,用于测定手部动作的距离;连续波雷达部分发出60Ghz毫米波的连续波雷达信号,用于测定手部动作的速度。
[0023] 处理器模块123,用于对信号进行处理,包括对雷达模块121获取的手部动作距离、速度信息进行分析,获取手部当前的手势动作信息。60GHz毫米波具有高速传播、高数据带宽的特点,能在实施对手部动作进行捕获,处理器模块123对手部动作的实时距离、速度等数据进行建模还原,模拟出手部当前的手势动作信息,并负责根据模拟计算出来的手部当前的手势动作信息,与在存储模块125中的预设的手势动作信息匹配,确定对应的手势动作含义、输入内容和控制信息。
[0024] 电源模块124,为装置提供电源。
[0025] 存储模块125,用于存放数据,包括预设的手部动作信息和与其对应手势动作含义、输入内容和控制信息等。
[0026] 通信模块127,与外界进行通信,包括向控制对象发出控制信息,可以用包括蓝牙(例如蓝牙4.0标准)、红外激光、蜂窝、802.11 WiF1、感应无线、超宽带无线、Zigbee,和其他已知或有待开发的短和远距离无线通信方式。还可以选择进一步包括有线的通信方式,如通用串行总线(USB)或任何已知的各种不有线的通信方式。
[0027] 优选的,手势动作互动装置120设置成手环,可佩带在用户的手上,对手部的手势动作进行捕获。
[0028] 优选的,手势动作互动装置120设置成戒指,可以佩戴在用户的手上,对手部的手势动作进行捕获。
[0029] 本实施例利用60GHz毫米波高速传播、高数据带宽的特点,可以对手部的手势动作进行精确测量,并且集成到可穿戴设备中,用户可以脱离触控笔和触控屏幕对设备进行输入和控制,而不需要在设备中额外设置摄像头,从而提高到了输入的效率和用户体验,并且可以解放用户的位置,使得用户可以在非接触或者一定距离的情况下对设备进行更高精度,更多功能的输入和控制。
[0030] 实施例二,所述手势动作互动装置120,包括雷达模块121,传感器模块122,处理器模块123,电源模块124,存储模块125以及通信模块127。
[0031] 本实施例中手势动作互动装置120可用于对设备进行输入和控制,利用60GHz毫米波对手部进行实时测距和测速,获取当前的手势信息,并与预设的手势信息比较,确定当前的手势信息对应的语义,生成输入信息或控制命令,从而实现了利用手势对设备进行输入和控制。
[0032] 雷达模块121,用于发出60GHz的毫米波信号,并接受反射的60GHz毫米波信号,其中包括脉冲雷达部分和连续波雷达部分,脉冲雷达部分发出60GHz毫米波的脉冲雷达信号,用于测定手部动作的距离;连续波雷达部分发出60Ghz毫米波的连续波雷达信号,用于测定手部动作的速度。
[0033] 传感器模块122,用于获取手部运动状态的传感信息。传感器可能包括一个或多个陀螺仪(例如三轴陀螺仪)、加速度(例如三轴加速度计),磁强计(例如三轴磁强计),接近传感器(例如距离传感器)、肌电图传感器(例如EMG)、温度传感器、全球定位系统(GPS)传感器,传感器还可包括视觉发射器和传感器,如可能检测光视觉或红外波段的传感器。
[0034] 优选的传感器模块122还用于判断是否需要获取手部的手势动作信息。在其中一个实施方式,温度传感器检测佩带人的手部温度,当传感器获得的温度在35摄氏度以上,开启获取手部手势动作信息功能,否则,关闭获取手部手势动作信息功能。在其中一个实施方式中,传感器获取佩戴人一个特定动作来决定是否开启或关闭获取手部手势动作信息功能,所述特定动作可以设置为顺时针圆周运动一圈表示开启获取手部手势动作信息功能,逆时针圆周运动一圈表示关闭获取手部手势动作信息功能。
[0035] 处理器模块123,用于对信号进行处理,包括对雷达模块121获取的手部动作距离、速度信息进行分析,获取手部当前的手势动作信息。60GHz毫米波具有高速传播、高数据带宽的特点,能在实施对手部动作进行捕获,处理器模块123对手部动作的实时距离、速度等数据进行建模还原,模拟出手部当前的手势动作信息,并负责根据模拟计算出来的手部当前的手势动作信息,与在存储模块125中的预设的手势动作信息匹配,确定对应的手势动作含义、输入内容和控制信息。
[0036] 电源模块124,为装置提供电源。
[0037] 存储模块125,用于存放数据,包括预设的手部动作信息和与其对应手势动作含义、输入内容和控制信息等。
[0038] 通信模块127,与外界进行通信,包括向控制对象发出控制信息,可以用包括蓝牙(例如蓝牙4.0标准)、红外激光、蜂窝、802.11 WiF1、感应无线、超宽带无线、Zigbee,和其他已知或有待开发的短和远距离无线通信方式。还可以选择进一步包括有线的通信方式,如通用串行总线(USB)或任何已知的各种不有线的通信方式。
[0039] 优选的,手势动作互动装置120设置成手环,可佩带在用户的手上,对手部的手势动作进行捕获。
[0040] 优选的,手势动作互动装置120设置成戒指,可以佩戴在用户的手上,对手部的手势动作进行捕获。
[0041] 本实施例利用60GHz毫米波高速传播、高数据带宽的特点,可以对手部的手势动作进行精确测量,并且集成到可穿戴设备中,用户可以脱离触控笔和触控屏幕对设备进行输入和控制,而不需要在设备中额外设置摄像头,从而提高到了输入的效率和用户体验,并且可以解放用户的位置,使得用户可以在非接触或者一定距离的情况下对设备进行更高精度,更多功能的输入和控制。
[0042] 实施例三,所述手势动作互动装置120,包括雷达模块121,传感器模块122,处理器模块123,电源模块124,存储模块125,震动模块126以及通信模块127。
[0043] 本实施例中手势动作互动装置120可用于对设备进行输入和控制,利用60GHz毫米波对手部进行实时测距和测速,获取当前的手势信息,并与预设的手势信息比较,确定当前的手势信息对应的语义,生成输入信息或控制命令,从而实现了利用手势对设备进行输入和控制。
[0044] 雷达模块121,用于发出60GHz的毫米波信号,并接受反射的60GHz毫米波信号,其中包括脉冲雷达部分和连续波雷达部分,脉冲雷达部分发出60GHz毫米波的脉冲雷达信号,用于测定手部动作的距离;连续波雷达部分发出60Ghz毫米波的连续波雷达信号,用于测定手部动作的速度。
[0045] 传感器模块122,用于获取手部运动状态的传感信息。传感器可能包括一个或多个陀螺仪(例如三轴陀螺仪)、加速度(例如三轴加速度计),磁强计(例如三轴磁强计),接近传感器(例如距离传感器)、肌电图传感器(例如EMG)、温度传感器、全球定位系统(GPS)传感器,传感器还可包括视觉发射器和传感器,如可能检测光视觉或红外波段的传感器。
[0046] 优选的传感器模块122所获得的传感器信息还用于判断是否需要获取手部的手势动作信息。在其中一个实施方式,温度传感器检测佩带人的手部温度,当传感器获得的温度在35摄氏度以上,开启获取手部手势动作信息功能,否则,关闭获取手部手势动作信息功能。在其中一个实施方式中,传感器获取佩戴人一个特定动作来决定是否开启或关闭获取手部手势动作信息功能,所述特定动作可以设置为顺时针圆周运动一圈表示开启获取手部手势动作信息功能,逆时针圆周运动一圈表示关闭获取手部手势动作信息功能。
[0047] 处理器模块123,用于对信号进行处理,包括对雷达模块121获取的手部动作距离、速度信息进行分析,获取手部当前的手势动作信息。60GHz毫米波具有高速传播、高数据带宽的特点,能在实施对手部动作进行捕获,处理器模块123对手部动作的实时距离、速度等数据进行建模还原,模拟出手部当前的手势动作信息,并负责根据模拟计算出来的手部当前的手势动作信息,与在存储模块125中的预设的手势动作信息匹配,确定对应的手势动作含义、输入内容和控制信息。
[0048] 电源模块124,为装置提供电源。
[0049] 存储模块125,用于存放数据,包括预设的手部动作信息和与其对应手势动作含义、输入内容和控制信息等。
[0050] 震动模块126,用于提供震动信息,可以使用手机震动器或者其他更小型的振动装置。在其中一个实施方式中,振动信息可做为手势装置识别或控制状态的反馈,例如,当手势无法识别的时候,产生一种振动提醒用户该手势错误;或者,当用户手势识别并完成对象控制后,产生一种振动提醒用户完成操作。
[0051] 通信模块127,与外界进行通信,包括向控制对象发出控制信息,可以用包括蓝牙(例如蓝牙4.0标准)、红外激光、蜂窝、802.11 WiF1、感应无线、超宽带无线、Zigbee,和其他已知或有待开发的短和远距离无线通信方式。还可以选择进一步包括有线的通信方式,如通用串行总线(USB)或任何已知的各种不有线的通信方式。
[0052] 优选的,手势动作互动装置120设置成手环,可佩带在用户的手上,对手部的手势动作进行捕获。
[0053] 优选的,手势动作互动装置120设置成戒指,可以佩戴在用户的手上,对手部的手势动作进行捕获。
[0054] 本实施例利用60GHz毫米波高速传播、高数据带宽的特点,可以对手部的手势动作进行精确测量,并且集成到可穿戴设备中,用户可以脱离触控笔和触控屏幕对设备进行输入和控制,而不需要在设备中额外设置摄像头,从而提高到了输入的效率和用户体验,并且可以解放用户的位置,使得用户可以在非接触或者一定距离的情况下对设备进行更高精度,更多功能的输入和控制。
[0055] 图2说明根据本发明的各种例示性实施例的展示设备隔空控制方法流程图。
[0056] 手势动作互动装置120利用60GHz毫米波高速传播、高数据带宽的特点,可以对手部的手势动作进行精确测量,并且集成到可穿戴设备中,用户可以脱离触控笔和触控屏幕对设备进行输入和控制,而不需要在设备中额外设置摄像头,从而提高到了输入的效率和用户体验,并且可以解放用户的位置,使得用户可以在非接触或者一定距离的情况下对设备进行更高精度,更多功能的输入和控制。
[0057] 因此,设备隔空控制方法步骤包括:
S101,手势动作互动装置与设备配对。进行配对的目的是进行有效的通信,根据手势动作互动装置与设备之间的通讯方式,可以根据现有的通信协议进行配对,例如,当设备使用蓝牙进行通信时,手势动作互动装置采用蓝牙与其进行配对。在其中一个实施方式中,为了使得配对具有更好的体验效果,手势动作互动装置可以采用特定的手势动作来完成指定的配对行为,例如手势动作互动装置配置成手环或戒指,用户佩带后,用手指指向学需要控制的设备,手势动作互动装置识别手势动作信息后,自动执行与需要控制设备的配对。
[0058] S102,获取雷达测量信息和/或获取传感器信息。
[0059] 手势动作互动装置的雷达模块121,可发出60GHz的毫米波信号,并接受反射的60GHz毫米波信号,即雷达测量信息。雷达模块121包括脉冲雷达部分和连续波雷达部分,脉冲雷达部分发出60GHz毫米波的脉冲雷达信号,用于测定手部动作的距离;连续波雷达部分发出60Ghz毫米波的连续波雷达信号,用于测定手部动作的速度。
[0060] 手势动作互动装置的传感器模块122,可以获取手部运动状态的传感信息。传感器可能包括一个或多个陀螺仪(例如三轴陀螺仪)、加速度(例如三轴加速度计),磁强计(例如三轴磁强计),接近传感器(例如距离传感器)、肌电图传感器(例如EMG)、温度传感器、全球定位系统(GPS)传感器,传感器还可包括视觉发射器和传感器,如可能检测光视觉或红外波段的传感器。
[0061] 优选的传感器模块122所获得的传感器信息还用于判断是否需要获取手部的手势动作信息。在其中一个实施方式,温度传感器检测佩带人的手部温度,当传感器获得的温度在35摄氏度以上,开启获取手部手势动作信息功能,否则,关闭获取手部手势动作信息功能。在其中一个实施方式中,传感器获取佩戴人一个特定动作来决定是否开启或关闭获取手部手势动作信息功能,所述特定动作可以设置为顺时针圆周运动一圈表示开启获取手部手势动作信息功能,逆时针圆周运动一圈表示关闭获取手部手势动作信息功能。
[0062] S103,计算手势信息。包括对雷达模块121获取的手部动作距离、速度信息进行分析,获取手部当前的手势动作信息。60GHz毫米波具有高速传播、高数据带宽的特点,能在实施对手部动作进行捕获,处理器模块123对手部动作的实时距离、速度等数据进行建模还原,模拟出手部当前的手势动作信息。
[0063] S104,获得操作控制指令,根据S103模拟计算出来的手部当前的手势动作信息,与在存储模块125中的预设的手势动作信息匹配,确定对应的手势动作含义、输入内容和控制信息。
[0064] 优选的,当手势无法识别的时候,手势动作互动装置产生一种振动提醒用户该手势错误。
[0065] S105,发出操作控制指令到设备执行。手势动作互动装置通过通信模块,将操作控制指令发送到配对的设备上并执行。
[0066] 优选的,当用户手势动作互动装置完成对设备的控制后,产生一种振动提醒用户完成操作。
[0067] 本实施例利用60GHz毫米波高速传播、高数据带宽的特点,可以对手部的手势动作进行精确测量,并且集成到可穿戴设备中,用户可以脱离触控笔和触控屏幕对设备进行输入和控制,而不需要在设备中额外设置摄像头,从而提高到了输入的效率和用户体验,并且可以解放用户的位置,使得用户可以在非接触或者一定距离的情况下对设备进行更高精度,更多功能的输入和控制。
[0068]图3说明根据本发明的各种例示性实施例的展示基于无线信号的交互控制系统结构图。
[0069] 交互控制系统,包括手势动作互动装置120以及设备110a,设备110b,……,设备110g,设备130a,……,设备130g等一个或多个。
[0070] 实施例一,所述手势动作互动装置120,包括雷达模块121,处理器模块123,电源模块124,存储模块125以及通信模块127。所述设备包括设备110a,设备110b,……,设备110g,设备130a,……,设备130g等一个或多个。
[0071] 本实施例中手势动作互动装置120可用于对设备进行输入和控制,利用60GHz毫米波无线信号对手部进行实时测距和测速,获取当前的手势信息,并与预设的手势信息比较,确定当前的手势信息对应的语义,生成输入信息或控制命令,从而实现了利用手势对设备进行输入和控制。
[0072] 雷达模块121,用于发出60GHz的毫米波无线信号,并接受反射的60GHz毫米波无线信号,其中包括脉冲雷达部分和连续波雷达部分,脉冲雷达部分发出60GHz毫米波的脉冲雷达信号,用于测定手部动作的距离;连续波雷达部分发出60Ghz毫米波的连续波雷达信号,用于测定手部动作的速度。
[0073] 处理器模块123,用于对信号进行处理,包括对雷达模块121获取的手部动作距离、速度信息进行分析,获取手部当前的手势动作信息。60GHz毫米波具有高速传播、高数据带宽的特点,能在实施对手部动作进行捕获,处理器模块123对手部动作的实时距离、速度等数据进行建模还原,模拟出手部当前的手势动作信息,并负责根据模拟计算出来的手部当前的手势动作信息,与在存储模块125中的预设的手势动作信息匹配,确定对应的手势动作含义、输入内容和控制信息。
[0074] 电源模块124,为装置提供电源。
[0075] 存储模块125,用于存放数据,包括预设的手部动作信息和与其对应手势动作含义、输入内容和控制信息等。
[0076] 通信模块127,与外界进行通信,包括向控制对象发出控制信息,可以用包括蓝牙(例如蓝牙4.0标准)、红外激光、蜂窝、802.11 WiF1、感应无线、超宽带无线、Zigbee,和其他已知或有待开发的短和远距离无线通信方式。还可以选择进一步包括有线的通信方式,如通用串行总线(USB)或任何已知的各种不有线的通信方式。
[0077] 优选的,手势动作互动装置120设置成手环,可佩带在用户的手上,对手部的手势动作进行捕获。
[0078] 优选的,手势动作互动装置120设置成戒指,可以佩戴在用户的手上,对手部的手势动作进行捕获。
[0079] 本实施例利用60GHz毫米波高速传播、高数据带宽的特点,可以对手部的手势动作进行精确测量,并且集成到可穿戴设备中,用户可以脱离触控笔和触控屏幕对设备进行输入和控制,而不需要在设备中额外设置摄像头,从而提高到了输入的效率和用户体验,并且可以解放用户的位置,使得用户可以在非接触或者一定距离的情况下对设备进行更高精度,更多功能的输入和控制。
[0080] 实施例二,所述手势动作互动装置120,包括雷达模块121,传感器模块122,处理器模块123,电源模块124,存储模块125以及通信模块127。所述设备包括设备110a,设备110b,......,设备110g,设备130a,......,设备130g等个或多个。
[0081] 本实施例中手势动作互动装置120可用于对设备进行输入和控制,利用60GHz毫米波对手部进行实时测距和测速,获取当前的手势信息,并与预设的手势信息比较,确定当前的手势信息对应的语义,生成输入信息或控制命令,从而实现了利用手势对设备进行输入和控制。
[0082] 雷达模块121,用于发出60GHz的毫米波信号,并接受反射的60GHz毫米波信号,其中包括脉冲雷达部分和连续波雷达部分,脉冲雷达部分发出60GHz毫米波的脉冲雷达信号,用于测定手部动作的距离;连续波雷达部分发出60Ghz毫米波的连续波雷达信号,用于测定手部动作的速度。
[0083] 传感器模块122,用于获取手部运动状态的传感信息。传感器可能包括一个或多个陀螺仪(例如三轴陀螺仪)、加速度(例如三轴加速度计),磁强计(例如三轴磁强计),接近传感器(例如距离传感器)、肌电图传感器(例如EMG)、温度传感器、全球定位系统(GPS)传感器,传感器还可包括视觉发射器和传感器,如可能检测光视觉或红外波段的传感器。
[0084] 优选的传感器模块122还用于判断是否需要获取手部的手势动作信息。在其中一个实施方式,温度传感器检测佩带人的手部温度,当传感器获得的温度在35摄氏度以上,开启获取手部手势动作信息功能,否则,关闭获取手部手势动作信息功能。在其中一个实施方式中,传感器获取佩戴人一个特定动作来决定是否开启或关闭获取手部手势动作信息功能,所述特定动作可以设置为顺时针圆周运动一圈表示开启获取手部手势动作信息功能,逆时针圆周运动一圈表示关闭获取手部手势动作信息功能。
[0085] 处理器模块123,用于对信号进行处理,包括对雷达模块121获取的手部动作距离、速度信息进行分析,获取手部当前的手势动作信息。60GHz毫米波具有高速传播、高数据带宽的特点,能在实施对手部动作进行捕获,处理器模块123对手部动作的实时距离、速度等数据进行建模还原,模拟出手部当前的手势动作信息,并负责根据模拟计算出来的手部当前的手势动作信息,与在存储模块125中的预设的手势动作信息匹配,确定对应的手势动作含义、输入内容和控制信息。
[0086] 电源模块124,为装置提供电源。
[0087] 存储模块125,用于存放数据,包括预设的手部动作信息和与其对应手势动作含义、输入内容和控制信息等。
[0088] 通信模块127,与外界进行通信,包括向控制对象发出控制信息,可以用包括蓝牙(例如蓝牙4.0标准)、红外激光、蜂窝、802.11 WiF1、感应无线、超宽带无线、Zigbee,和其他已知或有待开发的短和远距离无线通信方式。还可以选择进一步包括有线的通信方式,如通用串行总线(USB)或任何已知的各种不有线的通信方式。
[0089] 优选的,手势动作互动装置120设置成手环,可佩带在用户的手上,对手部的手势动作进行捕获。
[0090] 优选的,手势动作互动装置120设置成戒指,可以佩戴在用户的手上,对手部的手势动作进行捕获。
[0091] 本实施例利用60GHz毫米波高速传播、高数据带宽的特点,可以对手部的手势动作进行精确测量,并且集成到可穿戴设备中,用户可以脱离触控笔和触控屏幕对设备进行输入和控制,而不需要在设备中额外设置摄像头,从而提高到了输入的效率和用户体验,并且可以解放用户的位置,使得用户可以在非接触或者一定距离的情况下对设备进行更高精度,更多功能的输入和控制。
[0092] 实施例三,所述手势动作互动装置120,包括雷达模块121,传感器模块122,处理器模块123,电源模块124,存储模块125,震动模块126以及通信模块127。所述设备包括设备110a,设备110b,……,设备110g,设备130a,……,设备130g等一个或多个。
[0093] 本实施例中手势动作互动装置120可用于对设备进行输入和控制,利用60GHz毫米波对手部进行实时测距和测速,获取当前的手势信息,并与预设的手势信息比较,确定当前的手势信息对应的语义,生成输入信息或控制命令,从而实现了利用手势对设备进行输入和控制。
[0094] 雷达模块121,用于发出60GHz的毫米波信号,并接受反射的60GHz毫米波信号,其中包括脉冲雷达部分和连续波雷达部分,脉冲雷达部分发出60GHz毫米波的脉冲雷达信号,用于测定手部动作的距离;连续波雷达部分发出60Ghz毫米波的连续波雷达信号,用于测定手部动作的速度。
[0095] 传感器模块122,用于获取手部运动状态的传感信息。传感器可能包括一个或多个陀螺仪(例如三轴陀螺仪)、加速度(例如三轴加速度计),磁强计(例如三轴磁强计),接近传感器(例如距离传感器)、肌电图传感器(例如EMG)、温度传感器、全球定位系统(GPS)传感器,传感器还可包括视觉发射器和传感器,如可能检测光视觉或红外波段的传感器。
[0096] 优选的传感器模块122所获得的传感器信息还用于判断是否需要获取手部的手势动作信息。在其中一个实施方式,温度传感器检测佩带人的手部温度,当传感器获得的温度在35摄氏度以上,开启获取手部手势动作信息功能,否则,关闭获取手部手势动作信息功能。在其中一个实施方式中,传感器获取佩戴人一个特定动作来决定是否开启或关闭获取手部手势动作信息功能,所述特定动作可以设置为顺时针圆周运动一圈表示开启获取手部手势动作信息功能,逆时针圆周运动一圈表示关闭获取手部手势动作信息功能。
[0097] 处理器模块123,用于对信号进行处理,包括对雷达模块121获取的手部动作距离、速度信息进行分析,获取手部当前的手势动作信息。60GHz毫米波具有高速传播、高数据带宽的特点,能在实施对手部动作进行捕获,处理器模块123对手部动作的实时距离、速度等数据进行建模还原,模拟出手部当前的手势动作信息,并负责根据模拟计算出来的手部当前的手势动作信息,与在存储模块125中的预设的手势动作信息匹配,确定对应的手势动作含义、输入内容和控制信息。
[0098] 电源模块124,为装置提供电源。
[0099] 存储模块125,用于存放数据,包括预设的手部动作信息和与其对应手势动作含义、输入内容和控制信息等。
[0100] 震动模块126,用于提供震动信息,可以使用手机震动器或者其他更小型的振动装置。在其中一个实施方式中,振动信息可做为手势装置识别或控制状态的反馈,例如,当手势无法识别的时候,产生一种振动提醒用户该手势错误;或者,当用户手势识别并完成对象控制后,产生一种振动提醒用户完成操作。
[0101] 通信模块127,与外界进行通信,包括向控制对象发出控制信息,可以用包括蓝牙(例如蓝牙4.0标准)、红外激光、蜂窝、802.11 WiF1、感应无线、超宽带无线、Zigbee,和其他已知或有待开发的短和远距离无线通信方式。还可以选择进一步包括有线的通信方式,如通用串行总线(USB)或任何已知的各种不有线的通信方式。
[0102] 优选的,手势动作互动装置120设置成手环,可佩带在用户的手上,对手部的手势动作进行捕获。
[0103] 优选的,手势动作互动装置120设置成戒指,可以佩戴在用户的手上,对手部的手势动作进行捕获。
[0104] 本实施例利用60GHz毫米波高速传播、高数据带宽的特点,可以对手部的手势动作进行精确测量,并且集成到可穿戴设备中,用户可以脱离触控笔和触控屏幕对设备进行输入和控制,而不需要在设备中额外设置摄像头,从而提高到了输入的效率和用户体验,并且可以解放用户的位置,使得用户可以在非接触或者一定距离的情况下对设备进行更高精度,更多功能的输入和控制图4说明根据本发明的各种例示性实施例的展示一种隔空文字输入方法流程图。
[0105] 手势动作互动装置120利用60GHz毫米波高速传播、高数据带宽的特点,可以对手部的手势动作进行精确测量,并且集成到可穿戴设备中,用户可以脱离触控笔和触控屏幕对设备进行输入和控制,而不需要在设备中额外设置摄像头,从而提高到了输入的效率和用户体验,并且可以解放用户的位置,使得用户可以在非接触或者一定距离的情况下对设备进行更高精度,更多功能的输入和控制。
[0106] 因此,基于手势识别的隔空文字输入方法步骤包括:
S201,手势动作互动装置与设备配对。进行配对的目的是进行有效的通信,根据手势动作互动装置与设备之间的通讯方式,可以根据现有的通信协议进行配对,例如,当设备使用蓝牙进行通信时,手势动作互动装置采用蓝牙与其进行配对。在其中一个实施方式中,为了使得配对具有更好的体验效果,手势动作互动装置可以采用特定的手势动作来完成指定的配对行为,例如手势动作互动装置配置成手环或戒指,用户佩带后,用手指指向学需要控制的设备,手势动作互动装置识别手势动作信息后,自动执行与需要控制设备的配对。
[0107] S202,获取传感器信息和获取雷达测量信息。
[0108] 手势动作互动装置的传感器模块122,可以获取手部运动状态的传感信息。传感器可能包括一个或多个陀螺仪(例如三轴陀螺仪)、加速度(例如三轴加速度计),磁强计(例如三轴磁强计),接近传感器(例如距离传感器)、肌电图传感器(例如EMG)、温度传感器、全球定位系统(GPS)传感器,传感器还可包括视觉发射器和传感器,如可能检测光视觉或红外波段的传感器。
[0109] 优选的传感器模块122所获得的传感器信息还用于判断是否需要获取手部的手势动作信息。在其中一个实施方式,温度传感器检测佩带人的手部温度,当传感器获得的温度在35摄氏度以上,开启获取手部手势动作信息功能,否则,关闭获取手部手势动作信息功能。在其中一个实施方式中,传感器获取佩戴人一个特定动作来决定是否开启或关闭获取手部手势动作信息功能,所述特定动作可以设置为顺时针圆周运动一圈表示开启获取手部手势动作信息功能,逆时针圆周运动一圈表示关闭获取手部手势动作信息功能。
[0110] 手势动作互动装置的雷达模块121,可发出60GHz的毫米波信号,并接受反射的60GHz毫米波信号,即雷达测量信息。雷达模块121包括脉冲雷达部分和连续波雷达部分,脉冲雷达部分发出60GHz毫米波的脉冲雷达信号,用于测定手部动作的距离;连续波雷达部分发出60Ghz毫米波的连续波雷达信号,用于测定手部动作的速度。
[0111] S203,计算手势信息。包括对雷达模块121获取的手部动作距离、速度信息进行分析,获取手部当前的手势动作信息。60GHz毫米波具有高速传播、高数据带宽的特点,能在实施对手部动作进行捕获,处理器模块123对手部动作的实时距离、速度等数据进行建模还原,模拟出手部当前的手势动作信息。
[0112] S204,获得输入文字内容,根据S103模拟计算出来的手部当前的手势动作信息,进行轨迹识别,并通过识别算法识别出手势动作信息对应的文字内容。
[0113] 优选的,当手势无法识别的时候,手势动作互动装置产生一种振动提醒用户该手势错误。
[0114] S205,确认输入的文字。设备上显示识别出来的文字内容,用户确认并输入。
[0115] 本实施例利用60GHz毫米波高速传播、高数据带宽的特点,可以对手部的手势动作进行精确测量,并且集成到可穿戴设备中,用户可以脱离触控笔和触控屏幕对设备进行输入和控制,而不需要在设备中额外设置摄像头,从而提高到了输入的效率和用户体验,并且可以解放用户的位置,使得用户可以在非接触或者一定距离的情况下对设备进行更高精度,更多功能的输入和控制。
[0116] 以上所述是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.基于无线信号的交互控制系统,其特征在于,包括手势识别装置及与其相对应的设备,所述手势识别装置与所述设备配对;获取雷达测量信息和/或获取传感器信息;计算手势信息;获得操作控制指令;发出操作控制指令到设备执行。
2.如权利要求1所述的交互控制系统,其特征在于,所述手势识别装置,包括雷达模块、传感器模块、处理器模块、电源模块、存储模块以及通信模块;所述电源模块提供装置电源;所述雷达模块用于发出无线电波测量手部动作信号;所述处理器模块用于对所述手部动作信号进行处理,获取手部当前的手势动作信息以及确定其对应的含义;存储模块用于存放包括预设的手部动作信息和与其对应手势动作含义、输入内容和控制信息的数据;通信模块用于与外界进行通信,包括向控制对象发出控制信息。
3.如权利要求2所述的交互控制系统,其特征在于,所述雷达模块发出的所述无线电波为60GHz的毫米波信号。
4.如权利要求2所述的交互控制系统,其特征在于,所述雷达模块包括脉冲雷达部分和连续波雷达部分,脉冲雷达部分发出60GHz毫米波的脉冲雷达信号,用于测定手部动作的距离;连续波雷达部分发出60Ghz毫米波的连续波雷达信号,用于测定手部动作的速度。
5.如权利要求2所述的交互控制系统,其特征在于,还包括传感器模块,用于获取手部运动状态的传感信息,传感信息包括温度、速度、角度、距离、空间位置、磁场强度、心跳特征等的一种或多种。
6.如权利要求5所述的交互控制系统,其特征在于,所述传感器模块获得的传感信息用于开启或关闭所述装置的手势识别功能。
7.如权利要求2所述的交互控制系统,其特征在于,还包括振动模块,用于发出振动提醒信息。
8.如权利要求2-7中任意一项所述的交互控制系统,其特征在于,所述手势识别装置设置成手环,可穿戴于用户的手腕部。
9.如权利要求2-7中任意一项所述的交互控制系统,其特征在于,所述手势识别装置设置成戒指,可穿戴于用户的手指部。
10.如权利要求1所述的交互控制系统,其特征在于,所述手势识别装置检测用户预设手势动作信息后,主动开启与设备的配对。
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