本實用新型涉及手勢識別領(lǐng)域，特別涉及一種三維空間手勢識別系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)中，傳統(tǒng)的手勢識別方法是在本地計算設(shè)備中或在可穿戴設(shè)備中集中進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄和手勢識別計算，由于手勢識別算法較為復(fù)雜，而且需要記錄大量的數(shù)據(jù)，用于手勢識別匹配，因此，在本地計算設(shè)備或可穿戴設(shè)備中進(jìn)行手勢識別算法會占用很大的計算與存儲資源，尤其是對可穿戴設(shè)備，這種方法會造成如下問題：增加了可穿戴設(shè)備的復(fù)雜性、可穿戴設(shè)備體積較大、耗電量大、記錄的數(shù)據(jù)量有限，無法達(dá)到很好的實用性，影響用戶體驗。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的上述增加了可穿戴設(shè)備的復(fù)雜性、可穿戴設(shè)備的體積較大、耗電量大、記錄的數(shù)據(jù)量有限的缺陷，提供一種能降低可穿戴設(shè)備的復(fù)雜性、減小穿戴設(shè)備體積的、減少耗電量、能增加記錄的數(shù)據(jù)量、提高手勢識別的精度的三維空間手勢識別系統(tǒng)。

本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：構(gòu)造一種三維空間手勢識別系統(tǒng)，包括可穿戴設(shè)備、本地計算設(shè)備和云端服務(wù)器，所述可穿戴設(shè)備包括外殼，所述外殼內(nèi)設(shè)有三維運(yùn)動傳感器、光學(xué)距離感應(yīng)模塊、主處理器和無線收發(fā)模塊，所述三維運(yùn)動傳感器收集佩戴者所做手勢的三維空間數(shù)據(jù)并將其發(fā)送到所述主處理器，所述光學(xué)距離感應(yīng)模塊收集所述佩戴者的手指間距離及姿態(tài)數(shù)據(jù)，并將其發(fā)送到所述主處理器，所述主處理器將所述三維空間數(shù)據(jù)、手指間距離及姿態(tài)數(shù)據(jù)通過所述無線收發(fā)模塊發(fā)送到所述本地計算設(shè)備，所述本地計算設(shè)備將所述三維空間數(shù)據(jù)、手指間距離及姿態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)送到所述云端服務(wù)器進(jìn)行存儲，所述云端服務(wù)器進(jìn)行手勢識別后向所述本地計算設(shè)備發(fā)送預(yù)定義的手勢識別反饋結(jié)果，所述本地計算設(shè)備接收后進(jìn)行響應(yīng)。

在本實用新型所述的三維空間手勢識別系統(tǒng)中，所述外殼內(nèi)還設(shè)有電源模塊，所述電源模塊與所述主處理器連接、用于為所述主處理器供電。

在本實用新型所述的三維空間手勢識別系統(tǒng)中，所述本地計算設(shè)備包括數(shù)據(jù)接收模塊和云端連接模塊，所述數(shù)據(jù)接收模塊與所述無線收發(fā)模塊連接、用接收所述無線收發(fā)模塊傳送的所述三維空間數(shù)據(jù)、手指間距離及姿態(tài)數(shù)據(jù)，所述云端連接模塊接收所述數(shù)據(jù)接收模塊傳送的所述三維空間數(shù)據(jù)、手指間距離及姿態(tài)數(shù)據(jù)，并將其傳送到所述云端服務(wù)器。

在本實用新型所述的三維空間手勢識別系統(tǒng)中，所述云端服務(wù)器包括三維手勢數(shù)據(jù)管理模塊、三維手勢數(shù)據(jù)識別模塊和處理模塊，所述三維手勢數(shù)據(jù)管理模塊與所述云端連接模塊連接、用于記錄所述三維空間數(shù)據(jù)、手指間距離及姿態(tài)數(shù)據(jù)作為手勢識別模板，所述三維手勢數(shù)據(jù)識別模塊與所述云端連接模塊連接、用于進(jìn)行手勢識別，所述處理模塊與所述三維手勢數(shù)據(jù)識別模塊連接、用于根據(jù)識別結(jié)果向所述本地計算設(shè)備發(fā)出預(yù)定義的手勢識別反饋結(jié)果。

在本實用新型所述的三維空間手勢識別系統(tǒng)中，所述本地計算設(shè)備包括個人計算機(jī)、智能手機(jī)、智能電視、車載電腦、智能家居設(shè)備和/或智能穿戴設(shè)備。

實施本實用新型的三維空間手勢識別系統(tǒng)，具有以下有益效果：由于設(shè)有可穿戴設(shè)備、本地計算設(shè)備和云端服務(wù)器，可穿戴設(shè)備包括外殼，外殼內(nèi)設(shè)有三維運(yùn)動傳感器、光學(xué)距離感應(yīng)模塊、主處理器和無線收發(fā)模塊，由可穿戴設(shè)備只負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集，本地計算設(shè)備負(fù)責(zé)傳遞數(shù)據(jù)，由云端服務(wù)器負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)存儲、手勢識別計算。這樣可以大大降低可穿戴設(shè)備的復(fù)雜性，使可穿戴設(shè)備的體積大大縮小、耗電量減少，而系統(tǒng)記錄數(shù)據(jù)量大大增加，從而提高了手勢識別的精度；所以其能降低可穿戴設(shè)備的復(fù)雜性、減小穿戴設(shè)備體積的、減少耗電量、能增加記錄的數(shù)據(jù)量、提高手勢識別的精度。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實用新型三維空間手勢識別系統(tǒng)一個實施例中的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護(hù)的范圍。

在本實用新型三維空間手勢識別系統(tǒng)實施例中，該三維空間手勢識別系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。圖1中，該三維空間手勢識別系統(tǒng)包括可穿戴設(shè)備1、本地計算設(shè)備2和云端服務(wù)器3，其中，可穿戴設(shè)備1包括外殼(圖中未示出)，外殼內(nèi)設(shè)有三維運(yùn)動傳感器11、光學(xué)距離感應(yīng)模塊12、主處理器13和無線收發(fā)模塊14，三維運(yùn)動傳感器11是可穿戴設(shè)備1的核心元器件，三維運(yùn)動傳感器11收集佩戴者所做手勢的三維空間數(shù)據(jù)并將其發(fā)送到主處理器13，也就是說佩戴者所佩戴的可穿戴設(shè)備1所采集的三維空間動作數(shù)據(jù)由三維運(yùn)動傳感器11產(chǎn)生，光學(xué)距離感應(yīng)模塊12收集佩戴者的手指間距離及姿態(tài)數(shù)據(jù)，并將其發(fā)送到主處理器13，也就是由光學(xué)距離感應(yīng)模塊12監(jiān)測手指之間的距離數(shù)據(jù)，從而識別出用戶所做的手勢的手指姿態(tài)，進(jìn)而用于精確識別手勢。

本實施例中，主處理器13將三維空間數(shù)據(jù)、手指間距離及姿態(tài)數(shù)據(jù)通過無線收發(fā)模塊14發(fā)送到本地計算設(shè)備2，值得一提的是，本地計算設(shè)備2至少包括個人計算機(jī)、智能手機(jī)、智能電視、車載電腦、智能家居設(shè)備和/或智能穿戴設(shè)備。本地計算設(shè)備2將三維空間數(shù)據(jù)、手指間距離及姿態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)送到云端服務(wù)器3進(jìn)行存儲，云端服務(wù)器3進(jìn)行手勢識別后向本地計算設(shè)備2發(fā)送預(yù)定義的手勢識別反饋結(jié)果，本地計算設(shè)備2接收后進(jìn)行響應(yīng)。

本實用新型中的可穿戴設(shè)備1只負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集，本地計算設(shè)備2負(fù)責(zé)傳遞數(shù)據(jù)，由云端服務(wù)器3負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)存儲和手勢識別計算，并由云端服務(wù)器3根據(jù)識別結(jié)果反饋控制本地計算設(shè)備2工作。這樣可以大大降低可穿戴設(shè)備1的復(fù)雜性，使可穿戴設(shè)備1的體積大大縮小、耗電量減少，而系統(tǒng)記錄數(shù)據(jù)量大大增加，從而提高了手勢識別的精度，使該三維空間手勢識別系統(tǒng)具備很好的實用性和用戶體驗，在縮小可穿戴設(shè)備1和本地計算設(shè)備2的體積并降低功耗后，本實用新型可以廣泛的用于個人計算機(jī)、智能手機(jī)、智能電視、車載電腦、智能家居設(shè)備和智能可穿戴設(shè)備的應(yīng)用場景下。

本實施例中，外殼內(nèi)還設(shè)有電源模塊15，電源模塊15與主處理器13連接、用于為主處理器13供電。本地計算設(shè)備2包括數(shù)據(jù)接收模塊21和云端連接模塊22，數(shù)據(jù)接收模塊21與無線收發(fā)模塊14連接、用接收無線收發(fā)模塊14傳送的三維空間數(shù)據(jù)、手指間距離及姿態(tài)數(shù)據(jù)，云端連接模塊22接收數(shù)據(jù)接收模塊22傳送的三維空間數(shù)據(jù)、手指間距離及姿態(tài)數(shù)據(jù)，并將其傳送到云端服務(wù)器3。

本實施例中，云端服務(wù)器3包括三維手勢數(shù)據(jù)管理模塊31、三維手勢數(shù)據(jù)識別模塊32和處理模塊33，三維手勢數(shù)據(jù)管理模塊31與云端連接模塊22連接、用于記錄三維空間數(shù)據(jù)、手指間距離及姿態(tài)數(shù)據(jù)作為手勢識別模板，三維手勢數(shù)據(jù)識別模塊32與云端連接模塊22連接、用于進(jìn)行手勢識別，本實施例中，三維手勢數(shù)據(jù)識別模塊32所使用的手勢識別算法可以是動態(tài)時間規(guī)整算法，該動態(tài)時間規(guī)整算法是將按一定采集幀率采集數(shù)據(jù)模板，并在實時手勢識別過程中按照相同幀率計算實時數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)模板每一幀之間的距離。處理模塊33與三維手勢數(shù)據(jù)識別模塊32連接、用于根據(jù)識別結(jié)果向本地計算設(shè)備2發(fā)出預(yù)定義的手勢識別反饋結(jié)果。

本實施例中，具體的，可穿戴設(shè)備1只負(fù)責(zé)收集佩戴者所做手勢的三維空間數(shù)據(jù)和手指間距離及姿態(tài)數(shù)據(jù)；可穿戴設(shè)備1按照一定幀率通過無線收發(fā)模塊14向本地計算設(shè)備2發(fā)送手勢的三維空間數(shù)據(jù)、手指間距離及姿態(tài)數(shù)據(jù)；本地計算設(shè)備2通過數(shù)據(jù)接收模塊21接收可穿戴設(shè)備1發(fā)來的數(shù)據(jù)，并通過云端連接模塊22向云端服務(wù)器3傳遞收集到的所有數(shù)據(jù)；云端服務(wù)器3負(fù)責(zé)接收和存儲數(shù)據(jù)，根據(jù)當(dāng)前工作模式使用三維手勢數(shù)據(jù)管理模塊31記錄數(shù)據(jù)作為手勢識別模板，或使用三維手勢數(shù)據(jù)識別模塊32進(jìn)行手勢識別計算操作；對于處理模塊33來說，處理模塊33根據(jù)云端服務(wù)器3反饋的手勢識別結(jié)果由用戶自定義識別后關(guān)聯(lián)的特定操作與處理，并將處理結(jié)果通過本地計算設(shè)備2的云端連接模塊22反饋給本地計算設(shè)備2，也就是說，云端服務(wù)器3根據(jù)識別結(jié)果通過處理模塊33向本地計算設(shè)備2發(fā)出預(yù)定義的手勢識別反饋結(jié)果；本地計算設(shè)備2通過云端連接模塊22接收反饋結(jié)果，并控制本地計算設(shè)備2進(jìn)行響應(yīng)。

總之，在本實施例中，將手勢識別數(shù)據(jù)管理與手勢識別算法放置在云端服務(wù)器3，利用小巧的可穿戴設(shè)備1進(jìn)行三維空間的手勢數(shù)據(jù)采集，并通過本地計算設(shè)備2與云端服務(wù)器3進(jìn)行連接。首先采集用戶佩戴在手指上的可穿戴設(shè)備1所發(fā)出的三維空間動作數(shù)據(jù)；根據(jù)采集的三維空間動作數(shù)據(jù)，記錄到云端服務(wù)器3作為手勢識別參考模板；手勢識別時，由云端服務(wù)器3采用動態(tài)時間規(guī)整算法計算實時三維空間數(shù)據(jù)每一幀的數(shù)據(jù)，將其與手勢識別參考模板每一幀之間的距離，當(dāng)距離小于給定值時，則該三維空間手勢識別系統(tǒng)識別了用戶所做的手勢；云端服務(wù)器3將手勢識別結(jié)果反饋給本地計算設(shè)備2。

本實用新型通過將手勢識別數(shù)據(jù)管理和計算模塊都放在了云端服務(wù)器，大大降低可穿戴設(shè)備1的復(fù)雜性，使可穿戴設(shè)備1的體積縮小、耗電量減少，而云端服務(wù)器3可以記錄的數(shù)據(jù)量較傳統(tǒng)本地存儲顯著增加，從而提高了手勢識別的精度，使整個三維空間手勢識別系統(tǒng)具備很好的實用性和用戶體驗。

本實用新型相對于使用計算機(jī)圖像識別等在室內(nèi)進(jìn)行的手勢識別技術(shù)，可以使用戶不局限于室內(nèi)環(huán)境，該三維空間手勢識別系統(tǒng)可以在室外、強(qiáng)光等惡劣工作環(huán)境下工作。相比于現(xiàn)有僅記錄手臂三維空間數(shù)據(jù)的手勢識別系統(tǒng)，本實用新型利用光學(xué)距離感應(yīng)模塊12監(jiān)測手指之間的距離數(shù)據(jù)，從而識別出用戶所做三維空間內(nèi)手勢的手指姿態(tài)，進(jìn)而用于識別更精確的手勢。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。