一种手势捕捉的定位方法、装置、设备和存储介质与流程

本发明涉及虚拟实现技术领域，尤其涉及一种手势捕捉的定位方法。

背景技术：

手势识别是计算机科学和语言技术中的一个主题，目的是通过数学算法来识别人类手势，用户可以使用简单的手势来控制设备，或者与设备交互，而无需接触他们。

在实现手势来控制或者手势与设备交互时，需要对手势进行识别，在对手势进行识别的过程中，需要将若干定位传感器安装在手部的关节点部位上，然后通过定位传感器上的信号对手势进行识别。而由于手部的关节点较多，设置于手部上的定位传感器也较多，从而导致手势定位识别技术复杂。

技术实现要素：

本发明目的在于提供一种手势捕捉的定位方法、装置、设备和存储介质，解决了手势识别中，定位传感器较多，导致手势定位识别技术复杂的技术问题。

本发明第一方面提供了一种手势捕捉的定位方法，包括：

s1、向人手运动区域内发射电磁波信号后，接收所述电磁波信号的回波；s2、根据所述回波的波幅和相位将所述回波分解后，得到对应波幅和相位的子回波，其中，所述人手上设置有若干标定物，用于反射电磁波；s3、根据所述子回波对应的波幅和相位，判定所述子回波对应的人手部位；s4、根据所述子回波对应的人手部位，获取所述人手部位对应的实时手势位置；s5、根据所述实时手势位置，得到所述人手的手势运动轨迹。

优选地，步骤s1进一步包括：人手运动的区域为预置区域。

优选地，步骤s2进一步包括：所述人手的手指上分别设置有互不相同的标定物，各个所述标定物反射的子回波的波幅和相位各不相同。

优选地，所述子回波的波幅和相位与若干所述标定物一一对应。

优选地，人手部位上设置的标定物有10种，每种标定物对应一根手指。

优选地，步骤s5进一步包括：将各个人手部位的实时手势位置进行整合后，得到所述人手的手势运动轨迹。

优选地，步骤s5之后还包括：将所述人手的手势运动轨迹进行实时显示。

本发明第二方面提供了一种手势捕捉的定位装置，包括：

接收单元，用于向人手运动区域内发射电磁波信号后，接收所述电磁波信号的回波；获取单元，用于根据所述回波的波幅和相位将所述回波分解后，得到对应波幅和相位的子回波，其中，所述人手上设置有若干标定物，用于反射电磁波；分类单元，用于根据所述子回波对应的波幅和相位，判定所述子回波对应的人手部位；定位单元，用于根据所述子回波对应的人手部位，获取所述人手部位对应的实时手势位置；捕捉单元，用于根据所述实时手势位置，得到所述人手的手势运动轨迹。

本发明第三方面提供了一种手势捕捉的定位设备，包括处理器以及存储器；

所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；所述处理器用于根据所述程序代码中的指令执行权利要求1至7中任一项所述的手势捕捉的定位方法。

本发明第四方面提供了一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质用于存储程序代码，所述程序代码用于执行权利要求1至7中任一项所述的手势捕捉的定位方法。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明提供一种手势捕捉的定位方法，通过向人手运动的区域内反射电磁波信号，接收电磁波的回波，然后根据人手部位上的若干标定物所反射的回波的波幅和相位将回波进行分解，得到若干子回波，再根据子回波对应相位和波幅，判定子回波对应的人手部位，根据子回波对应的人手部位，获取人手部位对应的实时手势位置，通过上述方法将对人手的手势识别定位用反射电磁波的原理，并根据标定物和回波的波幅和相位对人手的手势进行定位，无需在手部上安装多个复杂的定位传感器，解决了手势识别中，定位传感器较多，导致手势定位识别技术复杂的技术问题。

附图说明

图1为本发明中一种手势捕捉的定位方法的第一实施例的流程示意图；

图2为本发明中一种手势捕捉的定位方法的第二实施例的流程示意图；

图3为本发明中一种手势捕捉的定位方法的眼镜接收器示意图；

图4为本发明中一种手势捕捉的定位方法的手势位置与三维坐标关联的示意图；

图5为本发明中一种手势捕捉的定位方法的眼镜接收器的a点和b点与手势位置点的平面示意图；

图6为本发明中一种手势捕捉的定位装置的结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种手势捕捉的定位方法、装置、设备和存储介质，解决了手势识别中，定位传感器较多，导致手势定位识别技术复杂的技术问题。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例第一方面提供了一种手势捕捉的定位方法的实施例。

请参阅图1，本发明实施例中一种手势捕捉的定位方法的第一实施例的流程示意图，包括：

步骤101、向人手运动区域内发射电磁波信号后，接收电磁波信号的回波。

本实施例中，向人手运动区域发射电磁波信号通过信号发射源进行发射。需要说明的是，接收电磁波的信号接收器可以是三个、四个或者五个，本领域技术人员可以根据需求进行设置。

步骤102、根据回波的波幅和相位将回波分解后，得到对应波幅和相位的子回波，其中，人手上设置有若干标定物，用于反射电磁波。

本实施例中，人手上设置的标定物会将电磁波进行反射至信号接收器，并且，各个标定物反射后的回波的波幅和相位各不相同。

步骤103、根据子回波对应的波幅和相位，判定子回波对应的人手部位。

需要说明的是，子回波根据回波的波幅和相位划分得到。

步骤104、根据子回波对应的人手部位，获取人手部位对应的实时手势位置。

可以理解的是，在本实施例中，根据回波的回波的波幅和相位，可以确定回波的反射界面对应的具体人手部位，然后通过信号接收器接收回波，并通过对接收的信号进行分析和计算，得到人手具体部位的实施手势位置。

步骤105、根据实时手势位置，得到人手的手势运动轨迹。

本实施例中，通过向人手运动的区域内反射电磁波信号，接收电磁波的回波，然后根据人手部位上的若干标定物所反射的回波的波幅和相位将回波进行分解，得到若干子回波，再根据子回波对应相位和波幅，判定子回波对应的人手部位，根据子回波对应的人手部位，获取人手部位对应的实时手势位置，通过上述方法将对人手的手势识别定位用反射电磁波的原理，并根据标定物和回波的波幅和相位对人手的手势进行定位，无需在手部上安装多个复杂的定位传感器，解决了手势识别中，定位传感器较多，导致手势定位识别技术复杂的技术问题。

以上为本发明实施例提供的一种手势捕捉的定位方法的第一实施例，以下为本发明实施例提供的手势捕捉的定位方法的第二实施例，实施例二对手势捕捉的定位方法作进一步说明。

请参阅图2，本发明实施例中一种手势捕捉的定位方法的第二实施例的流程示意图，包括：

步骤201、向人手运动区域内发射电磁波信号后，接收电磁波信号的回波。

需要说明的是，人手运动的区域为预置区域，向人手预置运动区域发射电磁波后，接收人手上反射的回波。

本实施例中，向人手运动区域发射电磁波信号通过信号发射源进行发射。需要说明的是，接收电磁波的信号接收器可以是三个、四个或者五个，本领域技术人员可以根据需求进行设置。

步骤202、根据回波的波幅和相位将回波分解后，得到对应波幅和相位的子回波，其中，人手上设置有若干标定物，用于反射电磁波。

本实施中，人手上设置的标定物会将照射在自身上的电磁波进行反射至信号接收器，并且，标定物会吸收掉一些电磁波，然后反射波分电磁波，反射后的回波的波幅和相位根据标定物的吸收电磁波的能力不同而各不相同。

步骤203、根据子回波对应的波幅和相位，判定子回波对应的人手部位。

步骤204、根据回波的波幅和相位将回波分解后，得到对应波幅和相位的子回波，其中，人手的手指上分别设置有互不相同的标定物，各个标定物反射的子回波的波幅和相位各不相同。

可以理解的是，标定物能够反射同一电磁波，反射后的回波的波幅和相位则各不相同，与标定物一一对应。

本实施中，信号发射器发射同一个电磁波信号，而10根手指上涂有不同的吸波材料，不同吸波材料反射的回波具有不同的波幅和相位，信号接收器可以辨别这十种不同的回波，进而确定回波对应的手指部位。

人手上设置的标定物会将照射在自身上的电磁波进行反射至信号接收器，并且，各个标定物反射电磁波后的回波的波幅各不相同，相位也各不相同。例如a标定物反射的回波的波幅为a，相位为b，b标定物反射的回波的波幅为c，相位为d。

步骤205、根据子回波对应的人手部位，获取人手部位对应的实时手势位置。

可以理解的是，在实施例中，根据人手上的标定物的回波，可以确定电磁波从人手的哪个部位进行反射的，通过信号接收器接收反射波，并通过对接收的信号进行分析，得到人手某个部位的实时手势位置。

步骤206、根据实时手势位置，得到人手的手势运动轨迹。

步骤207、将各个人手部位的实时手势位置进行整合后，得到人手的手势运动轨迹。

本实施例中，根据高速运动的卫星瞬间位置作为已知的起算数据，采用空间距离后方交会的方法，确定标定物的位置。将根据gps定位的基本原理对手势的运动轨迹进行还原。测出多颗已知位置的卫星到标定物的距离，然后综合多个卫星到标定物的距离和多颗卫星的数据，从而可以知道标定物的具体位置。需要说明的是，卫星的具体位置可以从星载时钟所记录的时间在卫星星历中查出，而标定物到卫星的距离则通过记录卫星信号传播到用户所经历的时间，再将其乘以光速得到。

得到标定物的具体位置后，将同一手部分上的标定物的若干位置进行连接，将得到同一手部位置的运动轨迹，再将多个不同的手部位置的运动轨迹进行合并，最终得到人手的手势运动轨迹，从而对手势的运动进行了还原。

本实施例中还可以通过执行相关的对手势位置进行计算和分析，得到手势的运动轨迹，例如，请参照图3至图5：

具体算法如下：

建立三维坐标系，如图3所示，回波接收器可以布置在眼镜接收器的三个位置，分别为a点、b点和c点，并且abc不处于一条直线上，以c点为三维坐标系原点；以ab连线的延长线为x轴，y轴垂直a、b和c所在平面，垂直于xy轴形成的平面为z轴，如图4所示。

由于手在用户使用过程中绝大多数在身前操作，因此将y轴正向方向定义为地面的朝向地面的反向方向，x轴正向方向为人体的左手方向，z轴正向方向为面向地面方向，因此仅讨论y轴为正数的情况即可。

设p点为某个手指吸波材料所在位置，下面是求出p点在上述坐标系中坐标p(x,y,z)的计算方法：

设a点和b点距离为lab，以此类推；px为p点在x轴位置，以此类推。

由a、b和c点的回波接收器根据可测到的电磁波发出返回时间t,和电磁波的速度v,可以得出lap＝tap*v/2，因此可认为a、b、c及p点各点间的距离为已知。需要说明的是，此处的电磁波速度v为已知光速,约为3*10⁸千米每秒。

计算px时有三种情况，如图5，

①当lap＝lbp，则px＝0

②当lap＜lbp，又有两种情况：

(1)当lbp²＝lab²+lap²时，px＝ax

(2)当lbp²≠lab²+lap²时，

设p点垂直于直线ab的交点为e，可以建立方程组：

lbp²＝(lab+lae)²+lep²；

lap²＝lep²+lae²；

可得出lae＝(lbp²-lap²-lab²)/2lab；

即px＝(lbp²-lap²-lab²)/2lab+ax；

③当lap＞lbp，同理：

(1)当lap²＝lab²+lbp²时，px＝bx；

(2)当lap²≠lab²+lbp²时，px＝(lap²-lbp²-lab²)/2lab+bx。

同上算法，即可得出p点在yz两轴的坐标py和pz，进而确定p点在以上坐标系的空间位置p(x,y,z)。

最后将多个p点的坐标连接起来就可以得到吸波材料对应的手部的手势运动轨迹。

步骤208、将人手的手势运动轨迹进行实时显示。

本发明实施例第二方面提供了一种手势捕捉的定位装置的实施例。

请参阅图6，本发明实施例中一种手势捕捉的定位装置的结构示意图，包括：

接收单元301，用于向人手运动区域内发射电磁波信号后，接收电磁波信号的回波。

获取单元302，用于根据回波的波幅和相位将回波分解后，得到对应波幅和相位的子回波，其中，人手上设置有若干标定物，用于反射电磁波。

分类单元303，用于根据子回波对应的波幅和相位，判定子回波对应的人手部位。

定位单元304，用于根据子回波对应的人手部位，获取人手部位对应的实时手势位置。

捕捉单元305、用于根据实时手势位置，得到人手的手势运动轨迹。

本发明实施例第三方面提供了一种手势捕捉的定位设备的实施例。

一种手势捕捉的定位设备，包括处理器以及存储器；

存储器用于存储程序代码，并将程序代码传输给处理器；

处理器用于根据程序代码中的指令执行第一方面的手势捕捉的定位方法。

本发明实施例第四方面提供了一种计算机可读存储介质的实施例。

一种计算机可读存储介质，其特征在于，计算机可读存储介质用于存储程序代码，程序代码用于执行第一方面的手势捕捉的定位方法。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。