CN107360304A - 手势控制模块化系统 - Google Patents

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Abstract

本发明是关于一种手势控制模块化系统，提供使用者透过至少一手部姿势接听移动通讯装置的来电，该手势控制模块化系统包括：壳体、控制单元、手势辨识单元、无线传输单元、麦克风与扬声器。藉此，本发明是一种模块化整合麦克风与扬声器的手势控制系统，使用者可于任何地点利用手势变化进行移动通讯装置的来电接听，主要是藉由手势辨识单元撷取、感应与辨识使用者至少一手部姿势，让使用者于任何地点接听移动通讯装置的来电，有效以结合麦克风与扬声器的模块化设计，达到在任何地点皆可使用，以及即插即用与降低系统设置成本的优势。

Description

手势控制模块化系统
技术领域
本发明是关于一种手势控制模块化系统，尤其是指一种模块化整合麦克风与扬声器的手势控制系统，使用者可于任何地点利用手势变化进行移动通讯装置的来电接听。
背景技术
通常，随着科学技术的日新月异，移动通讯装置的智能型手机的重要性已与人类的生活息息相关，不论是工作或是休闲娱乐，智能型手机已在人类的生活中占有一席之地，尤其在日益讲究时效性的今日，可明显提高人类处理事务的便利性的智能型手机更是生活中不可或缺的一环。此外，由于社会进步导致人们出门洽公与办事的机会增加，而人们处于车辆内的时间也因为塞车或种种原因而有加长的可能性，故在车辆内使用移动通讯装置的机会也就因此而增加许多。然而，驾驶者于车辆行进间以手持电话通话，将会使驾驶者对方向盘缺乏良好的掌控，而使意外或伤亡的可能性增加。再者，在工作坊或任何地点的人们，若其双手处于忙碌阶段(例如，捏陶或制作面包)而无法接听电话时，也常会因此而漏接许多重要的讯息或生意。
近年来已有许多研究被发展，例如，中国大陆专利编号第CN103248743号的“一种车载免提通话装置及其方法”、第CN20371932号的“基于手势感应控制的车载便携蓝牙播放/通话系统”、第CN202889461号的“一种基于手势控制的车载手机底座”、以及第CN105187658号的“一种驾驶状态下来电控制方法及控制系统”即是为了解决上述的问题。然而，第CN103248743号的技术特征必须连接车辆的车速传感器，对于使用者而言，这种侵入式的车载系统并无法自行安装，且具有易破坏原有车辆的硬件或软件设定的缺点，其所使用的ARM9高性能主控制器与摄影镜头的搭配也大大增加了系统体积，并不利于讲究微小化的今日所需求。此外，第CN20371932号的技术特征所使用的红外线收发器与手势辨识传感器均为独立系统，此举亦无法有效符合讲究微小化的今日所需求的系统配置，且独立系统的耐用度亦不如模块化的设计。再者，第CN202889461号的技术特征是使用距离传感器感测使用者左右滑动的手势以实现对电话的接听、拒接、音乐播放等操控，而不是使用影像辨识与撷取使用者不同的手势进行电话的操作，例如顺逆时针转动以控制音量等。此外，第CN105187658号的技术特征是于驾驶状态下使用手势控制接起电话，再以手机的免提听筒方式接听来电，但是，若移动通讯装置置于无法被使用者以免提方式接听的位置时(例如，使用者的皮包里)，则仍旧无法让使用者接听重要的来电。再者，目前市面上已有车辆将手势辨识系统内建于驾驶系统中，用以提供使用者以手部姿势进行车辆系统的相关操作。然而，该内建手势辨识系统的车种多以进口车居多，其售价本就不低，若再加上手势辨识系统，更是价值不斐，对于一般民众而言更是望之却步。因此，如何有效藉由模块化的硬件设计，让使用者在任何地点皆可使用简单的手部姿势接听移动通讯装置的来电，仍是手势辨识系统等相关产业的开发业者与相关研究人员需持续努力克服与解决的课题。
发明内容
现今，发明人即是鉴于传统车用手势控制系统皆整合于汽车系统内而存在有制造成本与复杂度过高等诸多缺失，于是乃一本孜孜不倦的精神，并藉由其丰富的专业知识及多年的实务经验所辅佐，而加以改善，并据此研创出本发明。
本发明的主要目的为提供一种手势控制模块化系统，尤其是指一种模块化整合麦克风与扬声器的手势控制系统，使用者可于任何地点利用手势变化进行移动通讯装置的来电接听，主要是藉由手势辨识单元撷取、感应与辨识使用者的至少一手部姿势，让使用者可于任何地点接听移动通讯装置的来电，有效以结合麦克风与扬声器的模块化设计，达到在任何地点皆可使用，以及即插即用与降低系统设置成本的优势。
为了达到上述实施目的，本案发明人提出一种手势控制模块化系统，其提供使用者透过至少一手部姿势接听一移动通讯装置的来电或联网操作，该手势控制模块化系统至少包括：一壳体、一控制单元、一手势辨识单元、一无线传输单元、一麦克风、以及一扬声器。壳体内部形成有一容置空间，控制单元设置于容置空间内，手势辨识单元设置于容置空间内，手势辨识单元包括：一影像撷取模块；以及一分别以电性连接影像撷取模块与控制单元的手势辨识模块；其中，影像撷取模块撷取使用者至少一手部姿势的影像，并传送至手势辨识模块比对后，回传相对应的操作指令至控制单元；无线传输单元设置于容置空间内，并电性连接控制单元，其中，无线传输单元经由一无线通信协议连接移动通讯装置，以进行控制单元与移动通讯装置间的通讯；麦克风电性连接无线传输单元，其中，麦克风设置于容置空间并外显于壳体的外侧，以接收使用者的语音；扬声器电性连接无线传输单元，其中，扬声器设置于容置空间并外显于壳体的外侧，以输出移动通讯装置的来电者的语音。
如上所述的手势控制模块化系统，其中，容置空间可进一步设置有一电源管理单元，以供应手势控制模块化系统所需的电力。
如上所述的手势控制模块化系统，其中，电源管理单元为充电式电池或外接电源等其中的一种装置。
如上所述的手势控制模块化系统，其中，外接电源使用USB插接端口连接外界供应的电源。
如上所述的手势控制模块化系统，其中，控制单元是以微控制器(Microcontroller Unit，MCU)或中央处理器(Central Processing Unit，CPU)等其中的一种装置实现。
如上所述的手势控制模块化系统，其中，影像撷取模块为一摄影机。
如上所述的手势控制模块化系统，其中，手势辨识模块内建有9组手部姿势，且每一组手部姿势代表一相对应的操作指令。
如上所述的手势控制模块化系统，其中，手势辨识模块可进一步内建有一比对模块，比对模块进行影像撷取模块所传送的使用者手部姿势与手势辨识模块内建的手部姿势的比对动作。
如上所述的手势控制模块化系统，其中，无线通信协议为蓝牙(Bluetooth)通讯、红外线(Infrared，IR)通讯、近场通讯(Near Field Communication，NFC)、无线局域网络(Wireless Local Area Network，WLAN)、无线千兆联盟(Wireless Gigabit Alliance，WiGig)、紫蜂(ZigBee)、无线通用串行总线(Wireless USB)、超宽带(Ultra Wide Band，UWB)或无线保真(Wi-Fi)等其中的一种协议或两者以上的组合，以提供手势控制模块化系统与移动通讯装置间的通讯与联网的功能。
藉此，本发明的手势控制模块化系统是藉由手势辨识单元撷取、感应与辨识使用者的至少一手部姿势，让使用者可于任何地点接听移动通讯装置的来电，有效以结合麦克风与扬声器的模块化设计，达到在任何地点皆可使用，以及即插即用与降低系统设置成本的优势。此外，本发明的手势控制模块化系统是藉由整合麦克风与扬声器的模块化设计，以解决传统内建于车辆驾驶系统的车载手势控制系统耗费过高设置成本与使用者无法自行安装的缺点，有效以即插即用与安装方便的整合模块态样的设计，达到所有车种皆可配备的优势，提高行车中使用移动通讯装置通话的安全性。再者，本发明的手势控制模块化系统提供使用者于双手繁忙而无法以手持电话通话的情况下使用，例如捏陶或制作面包的情境下，使用者只需于本发明的手势控制模块化系统前方适当位置处挥动手部姿势，即可有效接听来电，达到不漏接任何重要讯息与生意的优势。最后，本发明的手势控制模块化系统是藉由蓝牙无线传输规格的设定，提供任何地点的移动通讯装置连接物联网(Internet ofThings，IoT)的功能，有效加强其传输速度与封包容量，更可提升安全性与隐私性，享有蓝牙技术带来的高支持度与低功耗的优势。
附图说明
图1为本发明的手势控制模块化系统其一较佳实施例的系统与移动通讯装置连接示意图；
图2为本发明的手势控制模块化系统其一较佳实施例的系统内部架构方块图；
图3的(A)～(E)为本发明的手势控制模块化系统其一较佳实施例的手势辨识模块内建的手部姿势示意图。
其中，附图标记说明如下：
1 手部姿势
11 接听手势
12 挂断手势
13 拒接手势
14 放大音量手势
15 减小音量手势
2 移动通讯装置
3 壳体
31 容置空间
4 控制单元
5 手势辨识单元
51 影像撷取模块
52 手势辨识模块
6 无线传输单元
7 麦克风
8 扬声器
9 电源管理单元
具体实施方式
为利贵审查员了解本发明的技术特征、内容与优点及其所能达成的功效，兹将本发明配合附图，并以实施例的表达形式详细说明如下，而其中所使用的图式，其主旨仅为示意及辅助说明书之用，未必为本发明实施后的真实比例与精准配置，故不应就所附图式的比例与配置关系解读、局限本发明于实际实施上的权利范围，合先叙明。
首先，请参考图1至图3的(A)～(E)所示，分别为本发明的手势控制模块化系统其一较佳实施例的系统与移动通讯装置连接示意图、系统内部架构方块图、以及手势辨识模块内建的手部姿势示意图，其中，本发明的手势控制模块化系统提供使用者透过至少一手部姿势1接听移动通讯装置2的来电或联网操作，该手势控制模块化系统至少包括：
一壳体3，内部形成有一容置空间31；
一控制单元4，设置于容置空间31内；此外，控制单元4可由微控制器(MCU)或中央处理器(CPU)等其中的一种装置实现。在本发明其一较佳实施例中，控制单元4为一微控制器(MCU)，以处理使用者以手部姿势接听移动通讯装置2来电的操作；
一手势辨识单元5，设置于容置空间31内，该手势辨识单元5包括：一影像撷取模块51；以及一分别以电性连接影像撷取模块51与控制单元4的手势辨识模块52；其中，影像撷取模块51撷取使用者至少一手部姿势1的影像，并传送至手势辨识模块52比对后，回传相对应的操作指令至控制单元4。在本发明其一较佳实施例中，影像撷取模块51为一摄影机，而手势辨识模块52内建有9组手部姿势1，且每一组手部姿势1代表一相对应的操作指令，本发明的手势控制模块化系统仅使用其中5个手部姿势1进行移动通讯装置2的来电与相关操作。此外，手势辨识模块52可进一步内建有一比对模块(图式未标示)，比对模块是进行影像撷取模块51所传送的使用者手部姿势1与手势辨识模块52内建的手部姿势1的比对动作，亦即，当比对模块确认使用者的手部姿势1与手势辨识模块52内建的其中的一个手部姿势1相同时，手势辨识模块52即传送手部姿势1相对应的操作指令至控制单元4，例如，图3的(A)的手部姿势1即是对应为“接听(pick up)”的操作指令的接听手势11，亦即，当使用者于影像撷取模块51的可撷取范围内，将手部由下往上挥动，比对模块将使用者手部姿势1与手势辨识模块52内建的手部姿势1比对相同时，控制单元4即启动接听移动通讯装置2来电的指令，令使用者接听电话。相同地，图3的(B)的手部姿势1对应为“挂断(hang up)”的操作指令的挂断手势12，使用者将手部进行左右挥动的动作时，即可结束移动通讯装置2的通话。图3的(C)的手部姿势1对应为“拒接(Reject)”的操作指令的拒接手势13，使用者将手部由左往右挥动时，即可拒绝接听移动通讯装置2的来电；最后，若使用者于接听来电的同时欲调整来电者的音量时，可参考图3的(D)与(E)的放大音量手势14与减小音量手势15，亦即顺时针旋转手部姿势1可将音量扩大，反之，逆时针旋转手部姿势1即是降低音量。然而，必须注意的是，上述手部姿势1的种类是为说明方便起见，而非以本发明所举为限，且熟悉本领域的技术人员应当知道：不同的手部姿势1的种类可进行移动通讯装置2的不同功能控制，并不会影响本发明的实际实施。
一无线传输单元6，设置于容置空间31内，并电性连接控制单元4，其中，无线传输单元6是经由一无线通信协议连接移动通讯装置2，以进行控制单元4与移动通讯装置2间的通讯。此外，无线通信协议可为蓝牙通讯、红外线通讯、近场通讯(NFC)、无线局域网络(WLAN)、无线千兆联盟(WiGig)、紫蜂(ZigBee)、无线通用串行总线(Wireless USB)、超宽带(UWB)或无线保真(Wi-Fi)等其中的一种协议或两者以上的组合，以使本发明的手势控制模块化系统内建的无线传输单元6与移动通讯装置2进行通讯与联网的功能。在本发明其一较佳实施例中，无线传输单元6是藉由蓝牙通讯协议与移动通讯装置2进行无线连接，以进行控制单元4与移动通讯装置2间的通讯。此外，蓝牙通讯亦可进一步具有蓝牙4.2以上的规格，提供任何地点的移动通讯装置2连接物联网(IoT)的功能，有效加强传输速度与封包容量，更可提升安全性与隐私性，享有蓝牙技术带来的高支持度与低功耗的优势。然而，必须注意的是，上述无线通信协议的种类是为说明方便起见，而非以本发明所举为限，且熟悉本领域的技术人员应当知道：不同的无线通信协议的种类可支持不同的技术与带宽进行传输，并不会影响本发明的实际实施。
一麦克风7，电性连接无线传输单元6，其中，麦克风7设置于容置空间31并外显于壳体3的外侧，以接收使用者的语音。此外，麦克风7是可以无线或有线等其中的一种方式与无线传输单元6相互连接，以接收使用者的语音至移动通讯装置2；以及
一扬声器8，电性连接无线传输单元6，其中，扬声器8设置于容置空间31并外显于该壳体3的外侧，以输出移动通讯装置2的来电者的语音。此外，扬声器8是可以无线或有线等其中的一种方式与无线传输单元6相互连接，以将来电者的语音输出。
此外，容置空间31可进一步设置有：一电源管理单元9，以供应手势控制模块化系统所需的电力，其中，电源管理单元9为充电式电池或外接电源等其中的一种装置。在本发明其一较佳实施例中，电源管理单元9为一使用USB插接端口连接外部供应的电源的外接电源模式，例如，电源管理单元9可以USB插接端口方式连接车辆内的点烟器所供应的电源，以提供手势控制模块化系统所需的电力。
接着，为使贵审查员能进一步了解本发明的目的、特征，以及所欲达成的功效，以下兹举本发明的手势控制模块化系统的具体实际实施例，进一步证明本发明的手势控制模块化系统可实际应用的范围，但不意欲以任何形式限制本发明的范围；当路上车辆与行人日益增多的今日，使用者欲于车辆上接听移动通讯装置2的来电时，可于车辆内装设本发明的手势控制模块化系统，有效以即插即用的简单装置，达到大大降低系统设置的成本与高度维护行车安全的目的。首先，准备一微控制器(MCU)的控制单元4，以处理使用者以手部姿势1接听移动通讯装置2来电的操作；接着，准备一手势辨识单元5与控制单元4电性连接，其中，手势辨识单元5包括：一摄影机的影像撷取模块51，以及一分别以电性连接影像撷取模块51与控制单元4的手势辨识模块52，摄影机撷取使用者至少一手部姿势1的影像后，将影像传送至手势辨识模块52比对，最后会回传相对应的操作指令至控制单元4，其中，手势辨识模块52内建有9组手部姿势1，每一组手部姿势1代表一相对应的操作指令，而本发明仅使用其中5个手部姿势1进行移动通讯装置2的来电接听与相关操作，其中，手势辨识模块52内建有一比对模块，以进行摄影机传送的使用者手部姿势1与手势辨识模块52内建的手部姿势1的比对动作，当比对模块确认使用者的手部姿势1与内建的其中一个手部姿势1相同时，手势辨识模块52即传送相对应的操作指令至控制单元4；接续，准备一无线传输单元6与控制单元4电性连接，其中，无线传输单元6是藉由蓝牙通讯协议与移动通讯装置2进行无线连接，以进行控制单元4与移动通讯装置2间的通讯；之后，准备一麦克风7与一扬声器8电性连接无线传输单元6，其中，麦克风7接收使用者的语音至移动通讯装置2，而扬声器8输出移动通讯装置2的来电者的语音，此即完成本发明的系统设定；最后，将上述系统置入一壳体3的容置空间31中，并使麦克风7与扬声器8外显于壳体3的外侧，其中，壳体6进一步设置有一电源管理单元9，电源管理单元9是为使用USB插接端口连接车辆所供应的电源的外接电源模式，以供应本发明的手势控制模块化系统所需的电力。藉此，使用者可将本发明的手势控制模块化系统设置于车辆内部适当处，并以USB插接端口接上车辆提供的电源，待本发明的手势控制模块化系统与移动通讯装置2藉由蓝牙通讯协议无线连接后，使用者即可使用本发明的手势控制模块化系统与移动通讯装置2进行通讯与联网的功能；当移动通讯装置2来电时，使用者可使用相对应的5个手部姿势1进行来电的操作，亦即，使用者可将手部置于影像撷取模块51的摄影机可撷取的范围内，并由下往上挥动以接听来电，或左右挥动以挂断来电，或由左向右挥动以拒绝接听，或顺时针旋转以加大音量，以及逆时针旋转以减小音量等进行移动通讯装置2的来电操作，有效令使用者以简单的手部姿势1且不需触碰移动通讯装置2的优势，以及结合麦克风7与扬声器8的即插即用的模块化设计，藉由蓝牙通讯协议进行来电的接听与物联网操作等功能，达到大大降低系统设置的成本与高度维护行车安全的目的。
由上述实施说明可知，本发明的手势控制模块化系统与现有技术相较之下，本发明具有以下优点：
1.本发明的手势控制模块化系统藉由手势辨识单元撷取、感应与辨识使用者的至少一手部姿势，让使用者可于任何地点接听移动通讯装置的来电，有效以结合麦克风与扬声器的模块化设计，达到在任何地点皆可使用，以及即插即用与降低系统设置成本的优势。
2.本发明的手势控制模块化系统藉由整合麦克风与扬声器的模块化设计，以解决传统内建于车辆驾驶系统的车载手势控制系统耗费过高设置成本与使用者无法自行安装的缺点，有效以即插即用与安装方便的整合模块态样的设计，达到所有车种皆可配备的优势，提高行车中使用移动通讯装置通话的安全性。
3.本发明的手势控制模块化系统提供使用者于双手繁忙而无法以手持电话通话的情况下使用，例如捏陶或制作面包的情境下，使用者只需于本发明的手势控制模块化系统前方适当位置处挥动手部姿势，即可有效接听来电，达到不漏接任何重要讯息与生意的优势。
4.本发明的手势控制模块化系统藉由蓝牙无线传输规格的设定，提供任何地点的移动通讯装置连接物联网的功能，有效加强其传输速度与封包容量，更可提升安全性与隐私性，享有蓝牙技术带来的高支持度与低功耗的优势。
但是，上述所揭示的图示及说明，仅为本发明的较佳实施例，并非为限定本发明的保护范围。熟悉本领域的技术人员应该理解地是，其所依本发明的特征范畴，所作的其它等效变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的设计范畴。

Claims (9)

1.一种手势控制模块化系统，提供使用者透过至少一手部姿势接听移动通讯装置的来电或联网操作，其特征在于，该手势控制模块化系统至少包括：
一壳体，内部形成有一容置空间；
一控制单元，设置于该容置空间内；
一手势辨识单元，设置于该容置空间内，该手势辨识单元包括：一影像撷取模块，以及一分别以电性连接该影像撷取模块与该控制单元的手势辨识模块，其中，该影像撷取模块撷取该使用者至少一手部姿势的影像，并传送至该手势辨识模块比对后，回传相对应的操作指令至该控制单元；
一无线传输单元，设置于该容置空间内，并电性连接该控制单元，其中，该无线传输单元经由一无线通信协议连接该移动通讯装置，以进行该控制单元与该移动通讯装置间的通讯；
一麦克风，电性连接该无线传输单元，其中，该麦克风设置于该容置空间并外显于该壳体的外侧，以接收该使用者的语音；以及
一扬声器，电性连接该无线传输单元，其中，该扬声器设置于该容置空间并外显于该壳体的外侧，以输出该移动通讯装置的来电者的语音。
2.如权利要求1所述的手势控制模块化系统，其特征在于，该容置空间进一步设置有一电源管理单元，以供应该手势控制模块化系统所需的电力。
3.如权利要求2所述的手势控制模块化系统，其特征在于，该电源管理单元为充电式电池或外接电源其中的一装置。
4.如权利要求3所述的手势控制模块化系统，其特征在于，该外接电源是使用USB插接端口连接外界供应的电源。
5.如权利要求1所述的手势控制模块化系统，其特征在于，该控制单元是以微控制器或中央处理器其中的一装置实现。
6.如权利要求1所述的手势控制模块化系统，其特征在于，该影像撷取模块为一摄影机。
7.如权利要求1所述的手势控制模块化系统，其特征在于，该手势辨识模块内建有9组手部姿势，且每一组手部姿势代表一相对应的操作指令。
8.如权利要求1或7所述的手势控制模块化系统，其特征在于，该手势辨识模块进一步内建有一比对模块，该比对模块进行该影像撷取模块所传送的使用者手部姿势与该手势辨识模块内建的手部姿势的比对动作。
9.如权利要求1所述的手势控制模块化系统，其特征在于，该无线通信协议为蓝牙通讯、红外线通讯、近场通讯、无线局域网络、无线千兆联盟、紫蜂、无线通用串行总线、超宽带或无线保真其中的一协议或两者以上的组合，以提供该手势控制模块化系统与该移动通讯装置间的通讯与联网的功能。
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