一种基于超声定位的3D手势识别控制器及方法

摘要

本发明所述的一种基于超声定位的3D手势识别控制器及方法，控制器包括：信号采集电路和定位与识别单元；方法包括：采集背景信号并滤波；采集发射超声波信号，对采集的数据进行滤波，并使滤波后的数据减去背景信号滤波后的数据；截取直射信号与反射信号，对直射信号与反射信号间的时间延时进行最大拟然估计；通过直射时间与延时时间获得超声波信号传播时间，根据超声波传播时间得到超声波从发射探头发射经手反射到达接收探头的传播距离依此获得手势位置坐标，采集标准手势位置坐标数据并保存；计算数据表中的样本与所有标准手势坐标间的距离；分析数据表中的样本与标准手势坐标间的最小距离是否小于给定值，是，输出对应的标注手势；否则不做判定。

主权项

一种基于超声定位的3D手势识别控制器，其特征在于，所述控制器包括：信号采集电路和定位与识别单元；所述信号采集电路，包括超声波收发阵列、发射电路、接收电路和升压电源；定位与识别单元，包括位置测量单元和手势识别单元；所述位置测量单元，包括关闭接收探头，用于采集超声背景信号和发射的超声波信号，并通过发射的超声波信号和超声背景信号得到测量信号；及截取时间段内的测量信号为直射信号和反射信号，对直射信号与反射信号间的延时进行最大似然估计，通过直射时间与延时时间获得超声波信号传播时间，根据超声波传播时间得到超声波从发射探头发射经手反射到达接收探头的传播距离，根据所述传播距离获得手势位置坐标并保存；所述手势位置坐标包括多组；所述手势识别单元，用于对获取的多组手势位置坐标求平均得到手势的位置并采集标准手势位置坐标序列并保存，对获取的手势坐标序列与标准手势坐标序列进行识别；对所述对直射信号与反射信号间的延时进行最大似然估计具体包括：以发射时刻为时间零点，截取在时间段内测量信号为直射波信号，式中R为发射探头到接收探头的直线距离，t_l为超声信号发射时间；根据延时的最大似然估计方程：式中x(t)为反射信号，s(t)为直射波信号，τ为延时大小；使用迭代法求解延时τ。