CN113031777A - 基于手势识别的密码输入控制装置 - Google Patents

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邹毅
姚衡
王彦杰
王凌云
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Shenzhen Huajie Zhitong Technology Co ltd
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Abstract

本发明提供一种基于手势识别的密码输入控制装置，包括：毫米微波收发模块，用于发射毫米微波对手势动作进行扫描并生成对应的数字信号；数据处理模块，用于对所述数字信号进行处理并生成对应的特征值；手势识别模块，用于根据所述特征值划分出手势类型；密码输入模块，用于根据所述手势类型实现密码输入。本发明可以实现无接触式的密码输入，避免安全隐患。

Description

基于手势识别的密码输入控制装置
技术领域
本发明涉及人机交互技术领域，特别涉及一种基于手势识别的密码输入控制装置。
背景技术
随着近几年人机交互技术的迅速发展，基于触屏操作的技术如Android、IOS等大放异彩，极大的便利了人们对手机、计算机等设备的操作、控制，但其仍然存在诸多限制。为实现进一步的功能拓展，吸附式键盘、触控手写笔随之诞生，但仍无法满足用户对便捷、卫生、安全的需求。超声探测，雷达波探测等研究的进一步发展下，人们逐渐开始倾向无需接触就能实现对设备控制的操作。
目前，人们对于非接触式的操作控制有了更急迫的需求，其更卫生、健康、安全的操作模式，在当下展现出其空前的优越性。传统的密码输入，在键盘控制的基础上，进一步发展成了触控，但依然无法避免手持或触摸设备需要接触式控制的缺陷。根据调研，人的双手携带1000万个以上细菌，卫生安全隐患颇为严重。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于手势识别的密码输入控制装置，在手势组合之上实现无接触式的密码输入，避免安全隐患。
本发明一实施方式公开一种基于手势识别的密码输入控制装置，包括：
毫米微波收发模块，用于发射毫米微波对手势动作进行扫描并生成对应的数字信号；
数据处理模块，用于对所述数字信号进行处理并生成对应的特征值；
手势识别模块，用于根据所述特征值划分出手势类型；和
密码输入模块，用于根据所述手势类型实现密码输入。
优选的，所述毫米微波收发模块对手势动作进行扫描过程中，扫描一个手势动作之后预定间隔之后扫描下一个手势动作。
优选的，所述预定间隔为1s至2s。
优选的，所述手势动作包括：从右向左、从左向右、从上至下、从下向上和向前推进。
优选的，所述从右向左、从左向右、从上至下和从下向上用来控制当前选中的按键，所述向前推进用来激活当前选中的按键。
优选的，所述密码输入模块包括0-9的十个数字键、至少一个字母键、至少一个特殊字符键和至少一个功能键。
优选的，所述手势类型对应的标号包括1～5。
优选的，所述毫米微波收发模块包括：用于发射毫米微波的发射天线和用于接收毫米微波的接收天线，
优选的，所述数据处理模块包括图形处理器。
相对于现有技术，本发明的人机界面控制装置具有以下有益效果：
本发明基于毫米微波收发模块对人体手势进行识别，通过算法对毫米微波数据的处理，探测人手势的变化，在此手势组合之上实现无接触式的密码输入装置，更加安全卫生。
附图说明
图1是本发明一实施例中基于手势识别的密码输入控制装置的示意图。
图2是本发明一实施例中毫米微波收发模块的示意图。
图3是本发明一实施例中数据处理模块的示意图。
图4是本发明一实施例中手势识别模块的示意图。
图5是本发明一实施例中密码输入控制装置的整体实现示意图。
图6是本发明一实施例中密码输入模块的示意图。
具体实施方式
在以下的叙述中，为了使读者更好地理解本发明而提出了许多技术细节。但是，本领域的普通技术人员可以理解，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本发明各项权利要求所要求保护的技术方案。
本发明一实施方式公开一种基于手势识别的密码输入控制装置，图1示出了基于手势识别的密码输入控制装置的示意图。该人机界面控制装置包括：毫米微波收发模块20、数据处理模块30、手势识别模块40和密码输入模块50。毫米微波收发模块20用于发射毫米微波对手势动作10进行扫描并生成对应的数字信号。数据处理模块30用于对所述数字信号进行处理并生成对应的特征值。手势识别模块40用于根据所述特征值划分出手势类型。密码输入模块50，用于根据所述手势类型实现密码输入。
参考图2所示，所述毫米微波收发模块20包括：用于发射毫米微波的发射天线和用于接收毫米微波的接收天线。毫米微波收发模块的发射单元用于毫米波雷达信号的发射，以便检测人在雷达波检测范围内的动作。相对应的接收单元用于接收人动作期间，动作变化所引起的回波信号，以便后续处理得知该动作属于哪种动作类别。
参考图3所示，所述数据处理模块30包括图形处理器(DSP)。毫米微波收发模块是基于调频连续波(FMCW)发射到目标，回波信号通过ADC数据采样，由DSP处理运用傅里叶变换(FFT)取得目标点点云数据。数据经过机器学习分类算法将不同特性的数据区分开来，以实现对不同手势分类的目的。
所述手势动作10包括：从右向左、从左向右、从上至下、从下向上和向前推进。所述从右向左、从左向右、从上至下和从下向上用来控制当前选中的按键，所述向前推进用来激活当前选中的按键，可以分别对应手势类型标号为1、2、3、4、5。
所述密码输入模块包括0-9的十个数字键、至少一个字母键、至少一个特殊字符键、至少一个功能键和至少一个显示框。
具体的，可以是包括A-F的六个字母键、两个特殊字符键“*”和“#”、两个功能键“后退”和“清空”。可以理解的是，以上按键的数量并不限于此，本领域技术人员可以根据实际需要进行设置。
由此，能够通过手势实现密码输入，极大的避免了因接触产生的病菌传染。也可以极大程度的减少人与人之间的间接肢体接触，显著减少了病毒通过手持(或触摸)设备感染的机率。
本发明实现无接触式密码输入，具有以下特点：
1)可灵活实现密码的输入、清除等操作；
2)操作人员均全程无需接触设备，实现真正意义上的无接触式隔空操作控制，更加卫生安全；
3)操作人员全程无需手持任何辅助设备，仅仅用手势即可实现需要的控制功能。
本发明中为了避免手势动作的连续误操作，所述毫米微波收发模块20对手势动作10进行扫描过程中，扫描一个手势动作之后预定间隔之后扫描下一个手势动作。在一实施例中，所述预定间隔为1s至2s，例如，1.5s。
参考图5所示，在单板上设置的毫米波传感器收发模块20，通过发射天线对外发射雷达波以便检测外部动作的变化，人在动作过程中与发射出来的雷达波接触产生回波信号，回波信号返回给接收天线采集并处理，再将处理后的ADC数据传递给数据处理模块30，数据处理模块30经过处理后得到特征值，将特征值传递给手势识别模块40。手势识别模块40将特征值进行处理，得到手势的五种类别：从右向左、从左向右、从上至下、从下向上，向前推进共计五种手势种类，并将这五种手势传递给密码输入模块50。
当人在单板前做以上五种类别的任意动作时，最终信号都将在识别后传递给密码输入模块50，密码输入模块50拿到数据后，进行相应处理。例如图6所示，通过从右向左、从左向右、从上至下、从下向上进行左、右、下、上四个方位的控制获得当前选中按键，选中按键例如呈白底黑字，未选中按键呈黑底白字。例如图6中的选中按键为功能键“清空”，在选择这一案件后，可以施加向前推进这个手势，当被识别后，即可激活当前选中按键的功能。例如图6中激活了当前的“清空”按键，则下方的显示框中没有显示任何字符。此外，当选中按键为数字键、字母键或特殊字符键时，此时向前推进将在显示框中显示选中按键的值，当选中按键为“后退”功能键时，此时向前推进将删除显示框中显示的最后一个值。
本装置灵敏度较高，为了避免连续右划时向左回摆导致误报(或者其他方向连续动作)，设置在第一次动作后1.5秒内不采集手势任何动作，避免雷达手势误识别。实际延迟时间需要在现成使用环境进行调整进行标定。
在以上描述了具有不同变体的各种实施例。应当指出的是，本领域技术人员可以组合这些各种实施例和变体的各种要素。
这种变更、修改和改进旨在作为本公开内容的一部分，并且旨在在本发明的范围内。因此，前面的描述仅是示例性的并不旨在为限制性的。本发明仅根据下面的权利要求书及其等效物中所限定的那样进行限制。

Claims (9)

1.一种基于手势识别的密码输入控制装置，其特征在于，包括：
毫米微波收发模块，用于发射毫米微波对手势动作进行扫描并生成对应的数字信号；
数据处理模块，用于对所述数字信号进行处理并生成对应的特征值；
手势识别模块，用于根据所述特征值划分出手势类型；和
密码输入模块，用于根据所述手势类型实现密码输入。
2.如权利要求1所述的基于手势识别的密码输入控制装置，其特征在于，所述毫米微波收发模块对手势动作进行扫描过程中，扫描一个手势动作之后预定间隔之后扫描下一个手势动作。
3.如权利要求2所述的基于手势识别的密码输入控制装置，其特征在于，所述预定间隔为1s至2s。
4.如权利要求1所述的基于手势识别的密码输入控制装置，其特征在于，所述手势动作包括：从右向左、从左向右、从上至下、从下向上和向前推进。
5.如权利要求4所述的基于手势识别的密码输入控制装置，其特征在于，所述从右向左、从左向右、从上至下和从下向上用来控制当前选中的按键，所述向前推进用来激活当前选中的按键。
6.如权利要求1或5所述的基于手势识别的密码输入控制装置，其特征在于，所述密码输入模块包括0-9的十个数字键、至少一个字母键、至少一个特殊字符键、至少一个功能键和至少一个显示框。
7.如权利要求1所述的基于手势识别的密码输入控制装置，其特征在于，所述手势类型对应的标号包括1～5。
8.如权利要求1所述的基于手势识别的密码输入控制装置，其特征在于，所述毫米微波收发模块包括：用于发射毫米微波的发射天线和用于接收毫米微波的接收天线。
9.如权利要求1所述的基于手势识别的密码输入控制装置，其特征在于，所述数据处理模块包括图形处理器。
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