[发明专利]基于嵌入式平台的体态识别及体感交互系统和方法

说明书

本发明涉及一种基于嵌入式平台的体态识别及体感交互系统和方法，所述系统包括：数据采集模块、数据处理模块、主控模块、通信模块和反馈模块；所述数据采集模块用于采集包含用户体态的二维图像信息；所述数据处理模块用于根据所述二维图像信息确定人体概要特征和图像区块，并根据所述人体概要特征和图像区块对用户体态动作进行分析识别，得到用户操作指令；所述主控模块用于将该用户操作指令通过通信模块传输至外部相应的受控设备，还用于根据该用户操作指令通过反馈模块向用户提供操作反馈信息。本发明基于嵌入式平台搭建，系统体积小、功耗低、集成度高，便于实际部署与应用；利用两组深度神经网络进行动作识别，提高了识别精度和系统响应速度。

技术领域

本发明涉及体感交互技术领域，具体涉及一种基于嵌入式平台的体态识别及体感交互系统和方法。

背景技术

以手机、平板电脑为代表的嵌入式设备已经成为日常生活及工作中必不可少的工具，其功能也从简单的通信或轻量级的计算存储，扩展至移动办公、影音娱乐等多个领域。随着物联网技术的普及，以及嵌入式设备本身计算能力的提高，嵌入式设备越来越多地作为交互控制终端应用于各类系统及场景中。

传统的嵌入式设备通常以按键、触屏等硬件作为输入设备。近年来随着摄像头组件的微型化和软件技术的提高，越来越多的嵌入式设备采用摄像头作为输入设备，通过基于机器视觉的体感交互技术实现系统控制，从而为用户提供便捷、自然、准确且高效的交互体验。

从成像过程上，摄像头可大致分为单目摄像头和深度摄像头两类。其中，单目摄像头可理解为使用单一设备，从固定角度拍摄，得到目标的二维图像。深度摄像头则能够额外获得目标与摄像头之间的距离，即深度信息，能否直接获取目标的深度信息，是单目摄像头和深度摄像头间的主要区别。

目前基于摄像头的嵌入式设备体感交互方案中，深度摄像头成本通常较高，部分深度摄像头在强光下还存在一定应用限制。多摄像头方案在硬件部署上要求较高，部分场景难以满足。在基于单目摄像头的方案中，对于大视场、复杂环境下的应用场景仍以体态识别为主。而单目体态识别的网络模型及识别方法中，现有识别方法精度和速度欠佳，部分方法则是其他方法的简单叠加，针对嵌入式平台缺乏足够的优化。

此外，现有大部分方法通常以关键点提取或动作识别为最终目的，并未作为交互系统的一部分进行有机整合，未能将交互系统内容及预设操作作为先验知识作为输入。因此识别精度、识别速度及用户体验仍有提升空间。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于嵌入式平台的体态识别及体感交互系统和方法。

为实现以上目的，本发明采用如下技术方案：一种基于嵌入式平台的体态识别及体感交互系统，该系统基于嵌入式平台搭建，包括：

数据采集模块、数据处理模块、主控模块、通信模块和反馈模块；

所述数据采集模块、所述数据处理模块、所述通信模块和所述反馈模块分别与所述主控模块电连接；

所述数据采集模块用于采集包含用户体态的二维图像信息，并将所述二维图像信息通过所述主控模块发送至所述数据处理模块；

所述数据处理模块用于根据所述二维图像信息确定人体概要特征和图像区块，并根据所述人体概要特征和图像区块对用户体态动作进行分析识别，得到用户操作指令，并将所述用户操作指令传输至所述主控模块；

所述主控模块还用于将所述用户操作指令通过所述通信模块传输至外部相应的受控设备；所述主控模块还用于根据所述用户操作指令通过所述反馈模块向用户提供操作反馈信息。

可选的，所述数据处理模块根据所述二维图像信息确定人体概要特征和图像区块，包括：

所述数据处理模块利用人体检测网络根据所述二维图像信息对用户的人体概要特征进行检测，并对所述二维图像信息进行裁剪，得到仅包括人体的图像区块；