[发明专利]一种基于静电探测的车载多媒体手势控制方法

说明书

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方法，尤其涉及一种通过探测手部运动时产生的静电扰动信号进行手势识别的方法，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。“Electric Potential 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 by walking”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方法应用于控制车载多媒体系统。

“EMG Prosthetic Hand Controller Discriminating Ten Motions Using Real-time Learning Method”D.Nishikawa,W.Yu,H.Yokoi,Y.Kakazil.International Conference On Intelligent Robots and Systems,1592-1597、“FingerMouse-A Button Size 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

本发明要解决的技术问题是利用手部静电信号识别手势含义并对车载多媒体进行控制，同时解决探测系统功耗大与逻辑算法复杂的问题。本发明公开了一种基于静电探测的车载多媒体手势控制方法，该方法将手部静电探测技术应用于对车载多媒体控制中，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。

本发明公开的一种基于静电探测的车载多媒体手势控制方法的发明目的是通过下述技术方案实现：

本发明公开的一种基于静电探测的车载多媒体手势控制方法具体实现步骤如下：

步骤一：根据车载屏幕尺寸设计探测极板大小，在探测极板等间隔布设能检测人体手部运动静电信号的二十路静电探测电极阵列，静电探测阵列前方20cm之内作为手部信号识别有效区域；极板探测阵列由二十个电极组成，二十个电极分成四行五列，二十个电极位置布置呈长方形；每个电极设定为边长为l≤5cm的正方形，以正方形电极的几何中心点作为标志点，共计二十个标志点，以此二十个标志点将整个探测面板划分为A-L共十二个格点区域；手部在探测极板阵列前方运动时，每当手部经过一个极板将会产生一个波形输出，分析信号的相位差得出手部经过的格点区域，进而判断手部的运动方向。