TWI622897B - 示意動作辨識系統可操作性驗證 - Google Patents

Abstract

本發明揭示一種示意動作辨識系統及藉由提供經組態以產生可由該示意動作辨識系統辨識之一測試刺激之一測試目標來驗證該示意動作系統之可操作性之方法。在該示意動作辨識系統中接收並處理來自該測試目標之該測試刺激以產生一測試回應。該處理器驗證該測試回應對應於該測試刺激。

Description

示意動作辨識系統可操作性驗證

本發明一般而言係關於示意動作辨識系統，且更特定而言係關於一種用於驗證一示意動作辨識系統之可操作性之系統及方法。

本技術用以實施既變化又不斷進步之計算裝置使用者介面。此等技術囊括全部範圍，且包含(僅列舉幾個)專用硬體介面(例如，鍵盤、滑鼠等)、觸控螢幕介面及最近示意動作辨識系統。如通常已知，示意動作辨識系統通常經組態以偵測諸如一人體之一部分(例如，一手)之一物件之移動，將此移動(例如，一示意動作)識別為一特定刺激，且將該刺激分類為至計算裝置之一輸入。

近年來，飛機控制系統(例如，航空電子系統)已不斷變成電子的且與機載電腦整合在一起。在與示意動作辨識軟體及硬體之最近進步組合時，現在存在對使用示意動作命令來控制各種航空電子系統功能之關注。然而，儘管此等最近進步，但目前已知示意動作辨識系統可能不能夠滿足硬體及軟體臨界性或由管理機構當前實施之經設計以確保無錯誤可操作性之一極高可能性之飛航組員程序之變化等級。確保一示意動作辨識系統適當地工作在以下情形中係重要的：尤其在其中僅可在飛行之特定階段期間使用一示意動作辨識系統或特定示意動作敏感度(例如，運動之一小深度)之特殊情形中；或僅在其中高度期望 提前確保系統可操作之特殊情形中。

相應地，期望提供一種用於操作具有示意動作命令能力之一航空電子系統之方法及系統，該方法及系統提供對操作之確保、允許飛行組員以與現代駕駛艙程序一致之一方式互動且能夠滿足管理機構之可操作性確保要求。本發明至少解決此需要。

在一項實施例中，一種用於驗證一示意動作辨識系統之可操作性之方法包含提供經組態以產生可由該示意動作辨識系統辨識之一測試刺激之一測試目標。在該示意動作辨識系統中接收並處理來自該測試目標之該測試刺激以產生一測試回應。該處理器驗證該測試回應對應於該測試刺激。

在另一實施例中，一種示意動作辨識系統包含一示意動作辨識裝置、一測試目標及一處理器。該示意動作辨識裝置具有一敏感性視野，且經組態以偵測物件在該敏感性視野內之移動。該測試目標安置於該示意動作辨識裝置之該敏感性視野內且經組態以產生可由該示意動作辨識裝置偵測之一測試刺激。該處理器與該示意動作辨識裝置可操作通信，且經組態以偵測由該敏感性視野內之物件產生之物件刺激且基於該經偵測物件刺激選擇性地產生系統輸出命令。該處理器進一步經組態以接收由該示意動作辨識裝置偵測之該測試刺激，基於該測試刺激而產生一測試回應，且驗證該測試回應對應於該測試刺激。

此外，結合隨附圖式及前述背景，依據隨後詳細說明及隨附申請專利範圍，示意動作辨識系統及方法之其他期望特徵及特性將變得顯而易見。

100‧‧‧示意動作辨識系統/系統

102‧‧‧示意動作辨識裝置/影像擷取裝置

104‧‧‧處理器

106‧‧‧測試目標

108‧‧‧敏感性視野/視野

110‧‧‧物件

112-1‧‧‧相機/感測器

112-2‧‧‧相機/感測器

112-3‧‧‧相機/感測器

112-N‧‧‧相機/感測器

114-1‧‧‧光源/發射體

114-2‧‧‧光源/發射體

114-3‧‧‧光源/發射體

114-N‧‧‧光源/發射體

115‧‧‧測試刺激/聲音測試刺激/電場測試刺激

116‧‧‧測試起始信號

下文中將結合以下繪製圖來闡述本發明，其中相似編號表示相似元件，且其中：

圖1繪示一示意動作辨識系統之一項實施例之一功能方塊圖。

以下詳細說明在本質上僅係例示性的且並非意欲限制本發明或本發明之應用及用途。如本文中所使用，措辭「例示性」意指「用作一實例、例項或圖解說明」。因此，本文中闡述為「例示性」之任何實施例未必視為較佳或優於其他實施例。本文中所闡述之所有實施例皆係經提供以使得熟習此項技術者能夠製成或使用本發明之例示性實施例且並非限制由申請專利範圍界定之本發明之範疇。此外，並非意欲受限於前述技術領域、背景技術、簡要發明內容或以下實施方式中所呈現之任何所表達或所暗示之理論。

參考圖1，繪示一示意動作辨識系統100之一實施例之一功能方塊圖，且示意動作辨識系統100包含一示意動作辨識裝置102、一處理器104及一測試目標106。示意動作辨識裝置102可經不同地組態並實施，但在所繪示實施例中，示意動作辨識裝置102包括複數個相機112(例如，112-1、112-2、112-3...112-N)及複數個光源(例如，紅外光)114(114-1、114-2、114-3...114-N)。然而，將瞭解，示意動作辨識裝置102可藉助僅一個相機112及一個光源114或藉助一或多個相機112且不藉助任何光源114來實施。在後一情形中，如可瞭解，系統100可依賴於周圍光以提供充足照明。然而，一或多個相機112可不同地經組態並實施，如同一或多個光源114可如此一樣。無論其具體實施方案如何，影像擷取裝置102具有一敏感性視野108(例如，一視野)，且經組態以擷取物件110在視野108內之影像。視野內之物件可係一人體、一人體之部分、由一人體握著之裝置或可由影像擷取裝置偵測之眾多無生命物件中之任一者。

處理器104與影像擷取裝置102可操作通信，且經組態以偵測由物件在視野108內產生之物件刺激。如本文中所使用，術語「物件 刺激」係指一或多個物件之移動(例如，示意動作)、自物件之反射或所投射影像或者光源。處理器104經額外組態以基於經偵測物件刺激而選擇性地產生系統輸出命令。處理器104產生之系統輸出命令可取決於其中實施系統100之最終使用環境而變化。舉例而言，若最終使用環境係一飛機航空電子系統，則輸出命令可係與飛機及/或駕駛艙系統及/或組件相關聯之命令。舉例而言，輸出命令可係(僅列舉幾個)收起或落下起落架、移動飛行控制翼面、棄油、接通或斷開特定燈、控制通信無線電之音量、切換顯示於一駕駛艙顯示器上之若干頁之命令。所產生之特定命令係眾多的且變化的且係當然基於物件刺激(例如，示意動作)。

影像擷取裝置102及處理器104以及本文中所闡述之一般操作功能性並非係新的，但無論是現在已知還是未來開發，兩者皆可使用眾多已知示意動作辨識系統組態中之任一者來實施。因此，不需要且將不會進一步提供對藉此所實施之此等組件及一般示意動作辨識功能之詳細說明。然而，如先前所述，在諸如一飛機之特定最終使用環境之內容脈絡中，目前已知示意動作辨識系統不實施滿足管理機構之可操作性確保要求之能力。因此，現在將提供藉由系統100實施以提供此能力之組件及功能。

示意動作辨識系統100之可操作性確保能力係經由測試目標106及藉由處理器104所實施之額外功能性而提供。測試目標106安置於影像擷取裝置102之視野108內且經組態以產生可由影像擷取裝置102偵測之一測試刺激115。處理器104在實施額外功能性中進一步經組態以接收由影像擷取裝置102偵測之測試刺激，基於測試刺激而產生一測試回應，且驗證測試回應對應於測試刺激。

將瞭解，測試目標106可不同地組態並實施，且由測試目標106產生之測試刺激亦可不同地組態並實施。舉例而言，測試目標106可 使用一或多個非移動(例如，固定的)裝置來實施或其可使用一或多個移動裝置來實施。此外，測試目標106可係具有產生測試刺激之唯一功能之一專用裝置或組件，或其可係實施除產生測試刺激以外之其他功能之一裝置或組件。一非移動裝置或組件之某些非限制性實例包含一脈衝式光源或者一反射物件或反射光之表面。一移動裝置或組件之某些非限制性實例包含一旋轉輪、一振盪擺、一平移機構及一操作者控制裝置(諸如(舉例而言)一飛機駕駛艙中之一飛機控制翼面致動器(例如，操縱桿或操縱桿上之輪))。如可瞭解，諸如旋轉輪、振盪擺及平移機構之某些移動裝置或組件可以一設定週期性移動，而諸如操作者控制裝置之其他者可(例如，僅在由一操作者起始其移動時)非週期性地移動。

除測試目標106之組態及實施方案中之變化以外，將瞭解，處理器104回應於測試刺激而產生之測試回應亦可變化。舉例而言，在某些實施例中，測試回應可簡單地係系統100辨識測試目標106(包含其相對距離、深度及各種其他特性)之一內部驗證。然後，此測試回應可與一預期系統回應相比較以驗證該測試回應對應於測試刺激。

在其他實施例中，諸如在測試目標106實施(或使用)為一操作者控制裝置時，測試回應可係由操作者控制裝置所控制之裝置或組件之經偵測回應。因此，(舉例而言)若操作者控制裝置係一飛機操縱桿，則預期系統回應將係由操縱桿移動所命令之(若干)飛機飛行控制翼面之移動。若處理器104經由(舉例而言)回饋感測器而偵測(若干)飛機飛行控制翼面之所命令移動，則驗證回應以對應於測試刺激。另一選擇係，預期系統回應可係如由操縱桿移動所命令之飛機之經偵測移動。然而，如藉由示意動作辨識系統100所感測之控制操縱桿之位置亦可與至少針對一電傳飛控系統直接感測操縱桿之移動之位置感測器相比較。此將係比至飛行控制翼面或飛機之移動之所得命令甚至更直 接之一比較方法。如可瞭解，取決於操作者控制裝置及操作者控制裝置所控制之裝置或組件，諸多變化係可能的。

無論如何實施並組態測試目標106，亦無論如何產生測試回應，至少在某些實施例中處理器104進一步經組態以選擇性地將示意動作辨識系統100切換至一非作用模式中。特定而言，在處理器104判定測試回應不對應於測試刺激時，其將示意動作辨識系統100切換至非作用模式中。在非作用模式中，示意動作辨識系統100將不再用以基於經偵測物件刺激而選擇性地產生系統輸出命令。在某些實施例中，在示意動作辨識系統切換至非作用模式時，處理器104亦可經組態以產生一警報。該警報可係一聲響警報、一視覺警報、一觸覺警報或其各種組合。

處理器104亦可經組態以依一預定週期性自動產生測試回應，或回應於來自一使用者之一提示而如此進行。在後一情形中，且如圖1進一步繪示，處理器104經耦合以接收一測試起始信號116且經組態以在接收其後旋即產生測試回應。然而，通常，週期自動化測試回應足以依相當高可信度確保系統100將在使用者需要時適當地工作。儘管預定週期性可變化，但可使用之一個實例性週期性係每分鐘一次。在某些例項中，使用者自身可喚起系統100達成額外可信度。舉例而言，在一飛機之內容脈絡中，一使用者可在將經由示意動作控制而收起起落架時恰在一起飛之前，喚起系統。

將瞭解，上文所闡述之示意動作辨識系統100僅係一項例示性特定實施方案及組態，且可實施各種其他組態。舉例而言，示意動作辨識系統100並非限於上文所闡述之基於光學之系統。而是，示意動作辨識系統100可係經組態並實施為(僅列舉幾個)一基於聲音之系統或一基於電場之系統。將瞭解，藉助此等替代組態及實施方案，示意動作辨識裝置102可經組態並實施為(僅列舉幾個)一基於聲音之裝置 或實施為一基於電場之裝置。然而，在每一情形中，示意動作辨識裝置102可包含(舉例而言)各自具有一敏感性視野108之一或多個感測器112(例如，112-1、112-2、112-3...112-N)。示意動作辨識裝置102亦可包含經組態以產生適當刺激(例如，聲音、電場等)之一或多個發射體114(114-1、114-2、114-3...114-N)。一或多個感測器112各自經組態以偵測一或多個物件在敏感性視野108內之移動。如亦可瞭解，測試目標106及藉此產生之測試刺激115將取決於所使用之示意動作辨識裝置102之類型而變化。舉例而言，若實施一基於聲音之系統，則測試目標106可產生(若需要)一聲音測試刺激115。類似地，若實施一基於電場之系統，則測試目標106可產生(若需要)一電場測試刺激115。

本文中所闡述之系統及方法提供能夠提供適當系統操作之確保及滿足管理機構之可操作性確保要求之能力之一示意動作辨識系統。應注意，處理器104可實施為一單個裝置或實施為經組態以透過眾所周知構件而滿足高完整性標凖之裝置與電路之一集合，諸如監視一或多個測試目標106且比較以確認各自正接收相同刺激之兩個裝置。

熟習此項技術者將瞭解，結合本文中所揭示之實施例而闡述之各種說明性邏輯區塊、模組、電路及演算法步驟可實施為電子硬體、電腦軟體或二者之組合。上文就功能及/或邏輯區塊組件(或模組)及各種處理步驟而言闡述實施例及實施方案中之某些實施例及實施方案。然而，應瞭解，可藉由經組態以執行特定功能之任何數目個硬體、軟體及/或韌體組件來實現此等區塊組件(或模組)。為清晰地圖解說明硬體及軟體之此可互換性，上文通常已就其功能性而言來闡述各種說明性組件、區塊、模組、電路及步驟。此功能性是實施為硬體還是軟體取決於特定應用及強加於總體系統之設計約束。熟習此項技術者可針對每一特定應用以變化方式實施所闡述功能性，但不應將此等實施方 案決策解釋為導致自本發明之範疇之一背離。舉例而言，一系統或一組件之一實施例可採用在一或多個微處理器或其他控制裝置之控制下可實施多種功能之各種積體電路組件(例如，記憶體元件、數位信號處理元件、邏輯元件、查找表或諸如此類)。另外，熟習此項技術者將瞭解，本文中所闡述之實施例僅係例示性實施方案。

結合本文中所揭示之實施例而闡述之各種說明性邏輯區塊、模組及電路可藉助一般用途處理器、數位信號處理器(DSP)、特殊應用積體電路(ASIC)、場可程式化閘陣列(FPGA)或其他可程式化邏輯裝置、離散閘或電晶體邏輯、離散硬體組件或經設計以執行本文中所闡述之功能之其任何組合來實施或執行。一般用途處理器可係微處理器，但在替代方案中，處理器可係任何習用處理器、控制器、微控制器或狀態機。一處理器亦可實施為計算裝置之一組合，例如一DSP與一微處理器之一組合、複數個微處理器之一組合、結合一DSP核心之一或多個微處理器之一組合或任何其他此類組態。

結合本文中所揭示之實施例而闡述之一方法或演算法之步驟可直接以硬體、以由一處理器執行之一軟體模組或以兩者之一組合來體現。一軟體模組可駐存於RAM記憶體、快閃記憶體、ROM記憶體、EPROM記憶體、EEPROM記憶體、暫存器、硬碟機、一可抽換式磁碟、一CD-ROM或此項技術中已知之任何其他形式之儲存媒體中。一例示性儲存媒體耦合至處理器以使得該處理器可自儲存媒體讀取資訊並將資訊寫入至該存取媒體中。在替代方案中，儲存媒體可與處理器成整體。處理器及儲存媒體可駐存於一ASIC中。ASIC可駐存於一使用者終端機中。在替代方案中，處理器及儲存媒體可作為離散組件駐存於一使用者終端機中。

在此文件中，諸如第一及第二以及諸如此類之相關術語可僅用以將一個實體或動作與另一實體或動作進行區分，而未必需要或暗示 此等實體或動作之間的任何實際此關係或次序。諸如「第一」、「第二」、「第三」等之數字序數簡單地表示複數個中之若干不同單個且並非暗示任何次序或序列，除非由申請專利範圍語言具體界定。申請專利範圍中之任一者中之文字之序列並非暗示處理步驟必須根據此序列以一時間或邏輯順序執行，除非其由申請專利範圍之語言具體界定。可在不背離本發明之範疇之情況下以任何次序互換處理程序步驟，只要此一互換不與申請專利範圍語言相悖且邏輯上不荒謬即可。

此外，取決於內容脈絡，在闡述不同元件之間的一關係中所使用之諸如「連接」或「耦合至」之措辭並非暗示一直接實體連接必須在此等元件之間製成。舉例而言，兩個元件可透過一或多個額外元件以實體方式、電方式、邏輯方式或以任何其他方式彼此連接。

雖然已在本發明之前述詳細說明中呈現至少一項例示性實施例，但應瞭解存在大量變化形式。亦應瞭解，該例示性實施例或該等例示性實施例僅係實例，且並非意欲以任何方式限制本發明之範疇、應用性或組態。而是，前述詳細說明將給熟習此項技術者提供用於實施本發明之一例示性實施例之一便利指導方針。應理解，可在不背離如隨附申請專利範圍中所陳述之本發明之範疇之情況下做出對一例示性實施例中所闡述之元件之功能及配置之各種改變。

Claims (8)

1. 一種示意動作辨識(gesture recognition)系統，其包括：一示意動作辨識裝置，其包括一影像擷取裝置，該影像擷取裝置具有一視野(field of view)，該示意動作辨識裝置經組態以感測物件在該視野內之移動；一測試目標，其安置為與該示意動作辨識裝置分開且安置在該示意動作辨識裝置之該視野內，該測試目標經組態以產生可由該示意動作辨識裝置偵測之一測試刺激(stimulus)；及一處理器，其與該示意動作辨識裝置可操作通信，該處理器經組態以偵測由該視野內之物件產生之物件刺激且基於該經偵測物件刺激選擇性地產生系統輸出命令，該處理器進一步經組態以：接收由該示意動作辨識裝置偵測之該測試刺激，基於該測試刺激而產生一測試回應；驗證該測試回應對應於該測試刺激；及在該測試回應不對應於該測試刺激時，將整體該示意動作辨識系統切換至一非作用(inactive)模式中且產生一警報，使得該示意動作辨識系統不再產生任何系統輸出命令。
2. 如請求項1之系統，其中該處理器進一步經組態以依一預定週期性至少自動地產生該測試回應。
3. 如請求項1之系統，其中該處理器進一步經組態以接收一測試起始信號且在接收到該起始信號後旋即產生該測試回應。
4. 如請求項1之系統，其中：該測試目標經組態以移動；且該測試刺激係該測試目標之移動。
5. 如請求項4之系統，其中該測試目標週期性地移動。
6. 如請求項4之系統，其中該測試目標非週期性地移動。
7. 如請求項1之系統，其中：該系統安置於一飛機中；且該測試目標係一飛機控制翼面致動器。
8. 如請求項1之系統，其中：該測試目標係固定的；且該測試刺激係一光學刺激。