[发明专利]一种基于静电探测的车载多媒体手势识别装置

说明书

本发明涉及一种基于静电探测的车载多媒体手势识别装置，由静电探测阵列、信号放大滤波单元、信号转换单元、数据处理单元及电源单元组成；可通过非接触式的方法探测手部运动时产生的静电扰动信号对车载多媒体进行控制。该系统可以方便的布设在车载环境中，驾驶人员可以通过简单的手势操作对车载多媒体系统进行操作，省去了寻找按键的时间，可使操作更加顺畅。系统通过静电探测阵列采集手部挥动的静电感应信号，使用单片机对信号进行处理并发送给车载多媒体系统，最终实现通过手部静电对车载多媒体系统的控制。本发明可减少行车过程中由于寻找按键等操作影响驾驶人员注意力造成的安全隐患，并降低手势识别系统的复杂程度、逻辑设计难度与功耗。

技术领域

本发明涉及一种使用非接触式手势探测对车载多媒体进行控制的装置，尤其涉及一种通过电路探测手部运动时产生的静电扰动信号进行手势识别的装置，属于静电探测领域。

背景技术

目前应用于车载多媒体的控制方式的发展方向是研究抗干扰性能好、识别率高、逻辑算法简单、学习成本低以及系统布设方便的新体制探测技术。车载多媒体的控制方式最主要的是物理按键，随着技术的发展，手势识别技术也应用到车载系统中，用以取代部分按键的功能，简化驾驶人员的操作步骤。目前使用图像识别的手势控制系统已经应用到车载系统中。

图像识别技术利用获取的图片来感知目标的存在，但是由于汽车行驶在不同的情况下，存在光源的变化使得该技术的手势识别率偏低。另外图像识别技术对识别背景要求高，在背景产生变化后，将无法有效识别目标的存在；图像模式需要分析大量的图像数据，因此必须采用复杂的逻辑算法设计。

静电探测技术利用运动中物体所带的静电实现对目标的探测识别。“ElectricPotential Probes-New Directions in the Remote Sensing of the Human Body”Harland C J,Clark T D,Prance R J Meas.Sci.Tech.,2002,13:163-169中研制了无需与人体体表接触的人体静电信号探测感器。受此启发，“Electrification of human body bywalking”Ficker T 2006J.Electrostat.64 10-16通过安装在人身体上的静电计对运动中人体电势的变化进行了研究。由于一切运动的物体都会带上静电，人体手部由于曲率半径小静电信号相对于身体的躯干部位较强，因此将静电探测方法应用于识别手部运动是可行的，国内外均未将基于静电的手势探测装置应用于控制车载多媒体系统。

“EMG Prosthetic Hand Controller Discriminating Ten Motions UsingReal-time Learning Method”D.Nishikawa,W.Yu,H.Yokoi,Y.Kakazil.InternationalConference On Intelligent Robots and Systems,1592-1597、“FingerMouse-A ButtonSize Visual Hand Tracking and Segmentaiton Device”P.Hamette,G.Troster.Comput.Architecture of Computing Systems-ARCS 2006,2006, 31-41中分别通过在人体手部安装传感设备及图像识别技术实现对人体手部运动轨迹的跟踪。然而由于汽车行驶在不同的情况下，存在光源的变化使得该技术的手势识别率偏低。另外图像识别技术对识别背景要求高，在背景产生变化后，将无法有效识别目标的存在；图像模式需要分析大量的图像数据，因此必须采用复杂的逻辑算法设计。穿戴式传感器网络能够精确地描绘人体手部的运动轨迹，但由于需要将传感器佩戴在人体手部位置，存在着使用不便的缺点，同时也会对人体手部的运动状态造成影响。

发明内容