著录项信息
专利名称 | 动作方向识别方法及装置 |
申请号 | CN201410594223.5 | 申请日期 | 2014-10-29 |
法律状态 | 授权 | 申报国家 | 中国 |
公开/公告日 | 2016-05-18 | 公开/公告号 | CN105589576A |
优先权 | 暂无 | 优先权号 | 暂无 |
主分类号 | G06F3/0346 | IPC分类号 | G;0;6;F;3;/;0;3;4;6查看分类表>
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申请人 | 深圳TCL新技术有限公司 | 申请人地址 | 广东省深圳市南山区中山园路1001号TCL国际E城科技大厦D4栋7楼
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专利地址、主体等相关变化,请及时变更,防止失效 |
权利人 | 深圳TCL新技术有限公司 | 当前权利人 | 深圳TCL新技术有限公司 |
发明人 | 赵波;胡佳文 |
代理机构 | 深圳市世纪恒程知识产权代理事务所 | 代理人 | 胡海国 |
摘要
本发明公开了一种动作方向识别方法,该方法包括根据遥控终端静止时所在的坐标建立参考坐标系,并获取遥控终端静止时在参考坐标系X、Y、Z三个互相垂直的坐标轴方向的静止加速度分量值;当遥控终端运动时,获取该遥控终端运动时在参考坐标系X、Y、Z三个互相垂直的坐标轴方向的运动加速度分量值和运动持续时间;根据静止加速度分量值与运动加速度分量的差值和运动持续时间,判断遥控终端运动的动作方向。本发明还公开了一种动作方向识别装置。本发明提高了对动作方向的识别效率,简化了识别算法。
1.一种动作方向识别方法,其特征在于,所述动作方向识别方法包括以下步骤:
根据遥控终端静止时所在的坐标建立参考坐标系,并获取所述遥控终端静止时在所述参考坐标系X、Y、Z三个互相垂直的坐标轴方向的静止加速度分量值;
当所述遥控终端运动时,根据所述遥控终端的运动方向,获取该遥控终端的加速度与X轴所成的第一夹角、与Y轴所成的第二夹角及与Z轴所成的第三夹角;
将所述遥控终端的加速度值与第一夹角的余弦值的乘积作为X轴方向的加速度分量值,将所述遥控终端的加速度值与第二夹角的余弦值的乘积作为Y轴方向的加速度分量值,将所述遥控终端的加速度值与第三夹角的余弦值的乘积作为Z轴方向的加速度分量值,并获取该遥控终端运动时在所述参考坐标系X、Y、Z三个互相垂直的坐标轴方向的运动加速度分量值和运动持续时间;
当所述遥控终端的运动持续时间大于预设的时间阈值,根据所述静止加速度分量值与运动加速度分量的差值和预设的加速度增量阈值,判断所述遥控终端运动的动作方向。
2.如权利要求1所述的动作方向识别方法,其特征在于,所述根据遥控终端静止时所在的坐标建立参考坐标系,并获取所述遥控终端静止时在所述参考坐标系X、Y、Z三个互相垂直的坐标轴方向的静止加速度分量值的步骤包括:
以遥控终端静止时所在的坐标为坐标原点,以重力加速度所在的竖直方向为Z轴延伸方向,建立由X、Y、Z三条互相垂直的坐标轴组成的直角坐标系类型的参考坐标系;
获取所述遥控终端静止时在所述参考坐标系X轴方向的第一加速度分量值、Y轴方向的第二加速度分量值和Z轴方向的第三加速度分量值。
3.如权利要求2所述的动作方向识别方法,其特征在于,所述当所述遥控终端运动时,获取该遥控终端运动时在所述参考坐标系X、Y、Z三个互相垂直的坐标轴方向的运动加速度分量值和运动持续时间的步骤为:
当所述遥控终端运动时,获取该遥控终端运动在所述参考坐标系X轴方向的第四加速度分量值、Y轴方向的第五加速度分量值、Z轴方向的第六加速度分量值及获取所述遥控终端的运动持续时间。
4.如权利要求3所述的动作方向识别方法,其特征在于,所述当所述遥控终端的运动持续时间大于预设的时间阈值,根据所述静止加速度分量值与运动加速度分量的差值和预设的加速度增量阈值,判断所述遥控终端运动的动作方向的步骤,包括:
当所述遥控终端的运动持续时间大于预设的时间阈值,则根据所述第四加速度分量值减去第一加速度分量值的差值、第五加速度分量值减去第二加速度分量值的差值及第六加速度分量值减去第三加速度分量值的差值,判断所述遥控终端运动的动作方向;
若所述第四加速度分量值减去第一加速度分量值的第一差值大于零,且所述第一差值的绝对值大于预设的加速度增量阈值、第五加速度分量值减去第二加速度分量值的第二差值的绝对值及第六加速度分量值减去第三加速度分量值的第三差值的绝对值都小于所述加速度增量阈值,则判定所述遥控终端运动的动作方向为第一方向;
若所述第一差值小于零,且所述第一差值的绝对值大于所述加速度增量阈值、所述第二差值的绝对值和第三差值的绝对值都小于所述加速度增量阈值,则判定所述遥控终端运动的动作方向为第二方向;
若所述第二差值大于零,且所述第一差值的绝对值小于所述加速度增量阈值、所述第二差值的绝对值大于所述加速度增量阈值及所述第三差值的绝对值小于所述加速度增量阈值,则判定所述遥控终端运动的动作方向为第三方向;
若所述第二差值小于零,且所述第一差值的绝对值小于所述加速度增量阈值、所述第二差值的绝对值大于所述加速度增量阈值及所述第三差值的绝对值小于所述加速度增量阈值,则判定所述遥控终端运动的动作方向为第四方向;
若所述第三差值大于零,且所述第一差值的绝对值和第二差值的绝对值都小于所述加速度增量阈值,及所述第三差值的绝对值大于所述加速度增量阈值,则判定所述遥控终端运动的动作方向为第五方向;
若所述第三差值小于零,且所述第一差值的绝对值和第二差值的绝对值都小于所述加速度增量阈值,及所述第三差值的绝对值大于所述加速度增量阈值,则判定所述遥控终端运动的动作方向为第六方向。
5.一种动作方向识别装置,其特征在于,所述动作方向识别装置包括:
第一获取模块,用于根据遥控终端静止时所在的坐标建立参考坐标系,并获取所述遥控终端静止时在所述参考坐标系X、Y、Z三个互相垂直的坐标轴方向的静止加速度分量值;
第二获取模块,用于当所述遥控终端运动时,获取该遥控终端运动时在所述参考坐标系X、Y、Z三个互相垂直的坐标轴方向的运动加速度分量值和运动持续时间;
判断模块,用于当所述遥控终端的运动持续时间大于预设的时间阈值,根据所述静止加速度分量值与运动加速度分量的差值和预设的加速度增量阈值,判断所述遥控终端运动的动作方向;
其中,所述动作方向识别装置还包括第三获取模块,所述第三获取模块用于:
根据所述遥控终端的运动方向,获取该遥控终端的加速度与X轴所成的第一夹角、与Y轴所成的第二夹角及与Z轴所成的第三夹角;
将所述遥控终端的加速度值与第一夹角的余弦值的乘积作为X轴方向的加速度分量值,将所述遥控终端的加速度值与第二夹角的余弦值的乘积作为Y轴方向的加速度分量值,将所述遥控终端的加速度值与第三夹角的余弦值的乘积作为Z轴方向的加速度分量值。
6.如权利要求5所述的动作方向识别装置,其特征在于,所述第一获取模块包括:
建立单元,用于以遥控终端静止时所在的坐标为坐标原点,以重力加速度所在的竖直方向为Z轴延伸方向,建立由X、Y、Z三条互相垂直的坐标轴组成的直角坐标系类型的参考坐标系;
第一获取单元,获取所述遥控终端静止时在所述参考坐标系X轴方向的第一加速度分量值、Y轴方向的第二加速度分量值和Z轴方向的第三加速度分量值。
7.如权利要求6所述的动作方向识别装置,其特征在于,所述第二获取模块还用于:
当所述遥控终端运动时,获取该遥控终端运动在所述参考坐标系X轴方向的第四加速度分量值、Y轴方向的第五加速度分量值、Z轴方向的第六加速度分量值及获取所述遥控终端的运动持续时间。
8.如权利要求7所述的动作方向识别装置,其特征在于,所述判断模块还用于:
当所述遥控终端的运动持续时间大于预设的时间阈值,则根据所述第四加速度分量值减去第一加速度分量值的差值、第五加速度分量值减去第二加速度分量值的差值及第六加速度分量值减去第三加速度分量值的差值,判断所述遥控终端运动的动作方向;
若所述第四加速度分量值减去第一加速度分量值的第一差值大于零,且所述第一差值的绝对值大于预设的加速度增量阈值、第五加速度分量值减去第二加速度分量值的第二差值的绝对值及第六加速度分量值减去第三加速度分量值的第三差值的绝对值都小于所述加速度增量阈值,则判定所述遥控终端运动的动作方向为第一方向;
若所述第一差值小于零,且所述第一差值的绝对值大于所述加速度增量阈值、所述第二差值的绝对值和第三差值的绝对值都小于所述加速度增量阈值,则判定所述遥控终端运动的动作方向为第二方向;
若所述第二差值大于零,且所述第一差值的绝对值小于所述加速度增量阈值、所述第二差值的绝对值大于所述加速度增量阈值及所述第三差值的绝对值小于所述加速度增量阈值,则判定所述遥控终端运动的动作方向为第三方向;
若所述第二差值小于零,且所述第一差值的绝对值小于所述加速度增量阈值、所述第二差值的绝对值大于所述加速度增量阈值及所述第三差值的绝对值小于所述加速度增量阈值,则判定所述遥控终端运动的动作方向为第四方向;
若所述第三差值大于零,且所述第一差值的绝对值和第二差值的绝对值都小于所述加速度增量阈值,及所述第三差值的绝对值大于所述加速度增量阈值,则判定所述遥控终端运动的动作方向为第五方向;
若所述第三差值小于零,且所述第一差值的绝对值和第二差值的绝对值都小于所述加速度增量阈值,及所述第三差值的绝对值大于所述加速度增量阈值,则判定所述遥控终端运动的动作方向为第六方向。
动作方向识别方法及装置\n技术领域\n[0001] 本发明涉及动作识别技术领域,尤其涉及动作方向识别方法及装置。\n背景技术\n[0002] 随着科学技术的发展,人机交互已经不再局限于通过有线设备和红外遥控器来实现,利用手势来实现人机交互变得越来越普及,例如用户通过空中穿戴设备或移动设备做出不同手势,以实现不同的动作方向,但是,一般的动作方向识别方法存在识别效率低、识别算法复杂的问题。\n[0003] 上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案,并不代表承认上述内容是现有技术。\n发明内容\n[0004] 本发明的主要目的在于解决一般的动作方向识别方法识别效率低、识别算法复杂的技术问题。\n[0005] 为实现上述目的,本发明提供的一种动作方向识别方法,其特征在于,所述动作方向识别的方法包括以下步骤:\n[0006] 根据遥控终端静止时所在的坐标建立参考坐标系,并获取所述遥控终端静止时在所述参考坐标系X、Y、Z三个互相垂直的坐标轴方向的静止加速度分量值;\n[0007] 当所述遥控终端运动时,获取该遥控终端运动时在所述参考坐标系X、Y、Z三个互相垂直的坐标轴方向的运动加速度分量值和运动持续时间;\n[0008] 根据所述静止加速度分量值与运动加速度分量的差值和运动持续时间,判断所述遥控终端运动的动作方向。\n[0009] 优选地,所述根据遥控终端静止时所在的坐标建立参考坐标系,并获取所述遥控终端静止时在所述参考坐标系X、Y、Z三个互相垂直的坐标轴方向的静止加速度分量值的步骤包括:\n[0010] 以遥控终端静止时所在的坐标为坐标原点,以重力加速度所在的竖直方向为Z轴延伸方向,建立由X、Y、Z三条互相垂直的坐标轴组成的直角坐标系类型的参考坐标系;\n[0011] 获取所述遥控终端静止时在所述参考坐标系X轴方向的第一加速度分量值、Y轴方向的第二加速度分量值和Z轴方向的第三加速度分量值。\n[0012] 优选地,所述当所述遥控终端运动时,获取该遥控终端运动时在所述参考坐标系X、Y、Z三个互相垂直的坐标轴方向的运动加速度分量值和运动持续时间的步骤为:\n[0013] 当所述遥控终端运动时,获取该遥控终端运动在所述参考坐标系X轴方向的第四加速度分量值、Y轴方向的第五加速度分量值、Z轴方向的第六加速度分量值及获取所述遥控终端的运动持续时间。\n[0014] 优选地,所述根据所述静止加速度分量值与运动加速度分量值的差值值和运动持续时间,判断所述遥控终端运动的动作方向的步骤包括:\n[0015] 当所述遥控终端的运动持续时间大于预设的时间阈值,则根据所述第四加速度分量值减去第一加速度分量值的差值、第五加速度分量值减去第二加速度分量值的差值及第六加速度分量值减去第三加速度分量值的差值,判断所述遥控终端运动的动作方向;\n[0016] 若所述第四加速度分量值减去第一加速度分量值的第一差值大于零,且所述第一差值的绝对值大于预设的加速度增量阈值、第五加速度分量值减去第二加速度分量值的第二差值的绝对值及第六加速度分量值减去第三加速度分量值的第三差值的绝对值都小于所述加速度增量阈值,则判定所述遥控终端运动的动作方向为第一方向;\n[0017] 若所述第一差值小于零,且所述第一差值的绝对值大于所述加速度增量阈值、所述第二差值的绝对值和第三差值的绝对值都小于所述加速度增量阈值,则判定所述遥控终端运动的动作方向为第二方向;\n[0018] 若所述第二差值大于零,且所述第一差值的绝对值小于所述加速度增量阈值、所述第二差值的绝对值大于所述加速度增量阈值及所述第三差值的绝对值小于所述加速度增量阈值,则判定所述遥控终端运动的动作方向为第三方向;\n[0019] 若所述第二差值小于零,且所述第一差值的绝对值小于所述加速度增量阈值、所述第二差值的绝对值大于所述加速度增量阈值及所述第三差值的绝对值小于所述加速度增量阈值,则判定所述遥控终端运动的动作方向为第四方向;\n[0020] 若所述第三差值大于零,且所述第一差值的绝对值和第二差值的绝对值都小于所述加速度增量阈值,及所述第三差值的绝对值大于所述加速度增量阈值,则判定所述遥控终端运动的动作方向为第五方向;\n[0021] 若所述第三差值小于零,且所述第一差值的绝对值和第二差值的绝对值都小于所述加速度增量阈值,及所述第三差值的绝对值大于所述加速度增量阈值,则判定所述遥控终端运动的动作方向为第六方向。\n[0022] 优选地,所述获取该遥控终端运动时在所述参考坐标系X、Y、Z三个互相垂直的坐标轴方向的运动加速度分量值和运动持续时间的步骤之前还包括:\n[0023] 根据所述遥控终端的运动方向,获取该遥控终端的加速度与X轴所成的第一夹角、与Y轴所成的第二夹角及与Z轴所成的第三夹角;\n[0024] 将所述遥控终端的加速度值与第一夹角的余弦值的乘积作为X轴方向的加速度分量值,将所述遥控终端的加速度值与第二夹角的余弦值的乘积作为Y轴方向的加速度分量值,将所述遥控终端的加速度值与第三夹角的余弦值的乘积作为Z轴方向的加速度分量值。\n[0025] 此外,为达到相同的发明目的,本发明还提供一种动作方向识别装置,所述动作方向识别装置包括:\n[0026] 第一获取模块,用于根据遥控终端静止时所在的坐标建立参考坐标系,并获取所述遥控终端静止时在所述参考坐标系X、Y、Z三个互相垂直的坐标轴方向的静止加速度分量值;\n[0027] 第二获取模块,用于当所述遥控终端运动时,获取该遥控终端运动时在所述参考坐标系X、Y、Z三个互相垂直的坐标轴方向的运动加速度分量值和运动持续时间;\n[0028] 判断模块,用于根据所述静止加速度分量值与运动加速度分量的差值和运动持续时间,判断所述遥控终端运动的动作方向。\n[0029] 优选地,所述第一获取模块包括:\n[0030] 建立单元,用于以遥控终端静止时所在的坐标为坐标原点,以重力加速度所在的竖直方向为Z轴延伸方向,建立由X、Y、Z三条互相垂直的坐标轴组成的直角坐标系类型的参考坐标系;\n[0031] 第一获取单元,获取所述遥控终端静止时在所述参考坐标系X轴方向的第一加速度分量值、Y轴方向的第二加速度分量值和Z轴方向的第三加速度分量值。\n[0032] 优选地,所述第二获取模块还用于:\n[0033] 当所述遥控终端运动时,获取该遥控终端运动在所述参考坐标系X轴方向的第四加速度分量值、Y轴方向的第五加速度分量值、Z轴方向的第六加速度分量值及获取所述遥控终端的运动持续时间。\n[0034] 优选地,所述判断模块还用于:\n[0035] 当所述遥控终端的运动持续时间大于预设的时间阈值,则根据所述第四加速度分量值减去第一加速度分量值的差值、第五加速度分量值减去第二加速度分量值的差值及第六加速度分量值减去第三加速度分量值的差值,判断所述遥控终端运动的动作方向;\n[0036] 若所述第四加速度分量值减去第一加速度分量值的第一差值大于零,且所述第一差值的绝对值大于预设的加速度增量阈值、第五加速度分量值减去第二加速度分量值的第二差值的绝对值及第六加速度分量值减去第三加速度分量值的第三差值的绝对值都小于所述加速度增量阈值,则判定所述遥控终端运动的动作方向为第一方向;\n[0037] 若所述第一差值小于零,且所述第一差值的绝对值大于所述加速度增量阈值、所述第二差值的绝对值和第三差值的绝对值都小于所述加速度增量阈值,则判定所述遥控终端运动的动作方向为第二方向;\n[0038] 若所述第二差值大于零,且所述第一差值的绝对值小于所述加速度增量阈值、所述第二差值的绝对值大于所述加速度增量阈值及所述第三差值的绝对值小于所述加速度增量阈值,则判定所述遥控终端运动的动作方向为第三方向;\n[0039] 若所述第二差值小于零,且所述第一差值的绝对值小于所述加速度增量阈值、所述第二差值的绝对值大于所述加速度增量阈值及所述第三差值的绝对值小于所述加速度增量阈值,则判定所述遥控终端运动的动作方向为第四方向;\n[0040] 若所述第三差值大于零,且所述第一差值的绝对值和第二差值的绝对值都小于所述加速度增量阈值,及所述第三差值的绝对值大于所述加速度增量阈值,则判定所述遥控终端运动的动作方向为第五方向;\n[0041] 若所述第三差值小于零,且所述第一差值的绝对值和第二差值的绝对值都小于所述加速度增量阈值,及所述第三差值的绝对值大于所述加速度增量阈值,则判定所述遥控终端运动的动作方向为第六方向。\n[0042] 优选地,所述动作方向识别装置还包括第三获取模块,所述第三获取模块用于:\n[0043] 根据所述遥控终端的运动方向,获取该遥控终端的加速度与X轴所成的第一夹角、与Y轴所成的第二夹角及与Z轴所成的第三夹角;\n[0044] 将所述遥控终端的加速度值与第一夹角的余弦值的乘积作为X轴方向的加速度分量值,将所述遥控终端的加速度值与第二夹角的余弦值的乘积作为Y轴方向的加速度分量值,将所述遥控终端的加速度值与第三夹角的余弦值的乘积作为Z轴方向的加速度分量值。\n[0045] 本发明通过根据遥控终端静止时所在的坐标建立参考坐标系,获取该遥控终端在参考坐标系X、Y、Z三个互相垂直的坐标轴方向的静止加速度分量值,然后获取遥控终端运动时在参考坐标系X、Y、Z三个互相垂直的坐标轴方向的运动加速度分量值和运动持续时间,最后根据静止加速度分量值与运动加速度分量的差值和运动持续时间,来判断遥控终端运动的动作方向,这样,仅需要检测出遥控终端静止和运动两个状态下载参考坐标系X、Y、Z三个互相垂直的坐标轴方向的运动加速度分量值和运动持续时间,当遥控终端的运动时间大于预设时间阈值时,即判定遥控终端进行了有效运动,再通过对静止加速度分量值与运动加速度分量进行简单的减法运算,即可判定出遥控终端运动的动作方向,从而提高了对动作方向的识别效率,简化了识别算法。\n附图说明\n[0046] 图1为本发明动作方向识别方法的第一实施例的流程示意图;\n[0047] 图2为图1中根据遥控终端静止时所在的坐标建立参考坐标系,并获取所述遥控终端静止时在所述参考坐标系X、Y、Z三个互相垂直的坐标轴方向的静止加速度分量值的步骤的细化流程示意图;\n[0048] 图3为本发明动作方向识别方法的第二实施例的流程示意图;\n[0049] 图4为本发明动作方向识别装置第一实施例的功能模块示意图;\n[0050] 图5为图4中第一获取模块的细化功能模块示意图;\n[0051] 图6为本发明动作方向识别装置第二实施例的功能模块示意图。\n[0052] 本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。\n具体实施方式\n[0053] 应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。\n[0054] 本发明提供一种动作方向识别方法。\n[0055] 本发明中的遥控终端可以为穿戴设备或移动设备,本发明的动作方向包括相对于用户的前方、后方、左方、右方、上方和下方。\n[0056] 参照图1,图1为本发明动作方向识别方法的第一实施例的流程示意图。\n[0057] 在第一实施例中,该遥控的方法包括:\n[0058] 为实现上述目的,本发明提供的一种动作方向识别方法,该动作方向识别的方法包括以下步骤:\n[0059] 步骤S10,根据遥控终端静止时所在的坐标建立参考坐标系,并获取遥控终端静止时在参考坐标系X、Y、Z三个互相垂直的坐标轴方向的静止加速度分量值;\n[0060] 以遥控终端静止时所在的坐标为坐标原点,以重力加速度所在的竖直方向为Z轴延伸方向,建立由X、Y、Z三条互相垂直的坐标轴组成的直角坐标系类型的参考坐标系;并通过角速度或重力传感器获取遥控终端每次静止时在参考坐标系X轴方向的第一加速度分量值、Y轴方向的第二加速度分量值和Z轴方向的第三加速度分量值,其中遥控终端静止时在Z轴方向的第三加速度分量值等于重力加速度的值。\n[0061] 步骤S20,当遥控终端运动时,获取该遥控终端运动时在参考坐标系X、Y、Z三个互相垂直的坐标轴方向的运动加速度分量值和运动持续时间;\n[0062] 当遥控终端运动时,通过角速度或重力传感器获取该遥控终端运动时在参考坐标系X、Y、Z三个互相垂直的坐标轴方向的运动加速度分量值,并通过计时器获取该遥控终端的运动持续时间。\n[0063] 步骤S30,根据静止加速度分量值与运动加速度分量的差值和运动持续时间,判断遥控终端运动的动作方向。\n[0064] 当遥控终端的运作持续时间大于预设的时间阈值时,根据参考坐标系X、Y、Z轴方向上静止加速度分量值与运动加速度分量的差值判断遥控终端运动的动作方向,例如在第一时刻,遥控终端在参考坐标系的X轴方向静止加速度分量值与运动加速度分量的差值大于零且大于预设加速度增量阈值,在参考坐标系的Y轴和Z轴方向静止加速度分量值与运动加速度分量的差值小于预设加速度增量阈值,则在第一时刻,遥控终端的动作方向为X轴正方向。\n[0065] 在本实施例中,通过根据遥控终端静止时所在的坐标建立参考坐标系,获取该遥控终端在参考坐标系X、Y、Z三个互相垂直的坐标轴方向的静止加速度分量值,然后获取遥控终端运动时在参考坐标系X、Y、Z三个互相垂直的坐标轴方向的运动加速度分量值和运动持续时间,最后根据静止加速度分量值与运动加速度分量的差值和运动持续时间,来判断遥控终端运动的动作方向,这样,仅需要检测出遥控终端静止和运动两个状态下载参考坐标系X、Y、Z三个互相垂直的坐标轴方向的运动加速度分量值和运动持续时间,当遥控终端的运动时间大于预设时间阈值时,即判定遥控终端进行了有效运动,再通过对静止加速度分量值与运动加速度分量进行简单的减法运算,即可判定出遥控终端运动的动作方向,从而提高了对动作方向的识别效率,简化了识别算法。\n[0066] 进一步地,参照图2,图2为图1中步骤S10的步骤的细化流程示意图。\n[0067] 在本实施例中,步骤S10包括:\n[0068] 步骤S101,以遥控终端静止时所在的坐标为坐标原点,以重力加速度所在的竖直方向为Z轴延伸方向,建立由X、Y、Z三条互相垂直的坐标轴组成的直角坐标系类型的参考坐标系;\n[0069] 此外,也能以遥控终端静止时所在的坐标为参考坐标系的任意点,也可以不限定重力加速度所在的竖直方向为Z轴延伸方向,只需建立由X、Y、Z三条互相垂直的坐标轴组成的直角坐标系类型的参考坐标系即可。\n[0070] 步骤S102,获取遥控终端静止时在参考坐标系X轴方向的第一加速度分量值、Y轴方向的第二加速度分量值和Z轴方向的第三加速度分量值。\n[0071] 可先通过加速度传感器或重力传感器获取遥控终端静止时在参考坐标系的总加速度,然后根据该合加速度与X轴、Y轴和Z轴的夹角求得该遥控终端静止时在参考坐标系X轴方向的第一加速度分量值、Y轴方向的第二加速度分量值和Z轴方向的第三加速度分量值。\n[0072] 进一步地,参照图3,图3为本发明动作方向识别方法的第二实施例的流程示意图。\n[0073] 在第二实施例中,动作方向识别方向包括以下步骤:\n[0074] 步骤S10,根据遥控终端静止时所在的坐标建立参考坐标系,并获取遥控终端静止时在参考坐标系X、Y、Z三个互相垂直的坐标轴方向的静止加速度分量值;\n[0075] 步骤S40,当遥控终端运动时,根据遥控终端的运动方向,获取该遥控终端的加速度与X轴所成的第一夹角、与Y轴所成的第二夹角及与Z轴所成的第三夹角;\n[0076] 当遥控终端运动时,其运动方向不会每次都与参考坐标系X轴、Y轴或Z轴的延伸方向正好平行,即遥控终端不可避免地会出现与参考坐标系出现偏移,需要求得遥控终端的加速度与X轴所成的第一夹角、与Y轴所成的第二夹角及与Z轴所成的第三夹角。\n[0077] 步骤S50,将遥控终端的加速度值与第一夹角的余弦值的乘积作为X轴方向的加速度分量值,将遥控终端的加速度值与第二夹角的余弦值的乘积作为Y轴方向的加速度分量值,将遥控终端的加速度值与第三夹角的余弦值的乘积作为Z轴方向的加速度分量值;\n[0078] 此外,计算遥控终端的加速度在X轴、Y轴或Z轴的加速度分量值还可以通过投影或直接测量的方法获得。\n[0079] 步骤S20,获取该遥控终端运动时在参考坐标系X、Y、Z三个互相垂直的坐标轴方向的运动加速度分量值和运动持续时间;\n[0080] 步骤S30,根据静止加速度分量值与运动加速度分量的差值和运动持续时间,判断遥控终端运动的动作方向。\n[0081] 进一步地,在本发明动作方向识别方法的第三实施例中,参考坐标系的X轴正方向为用户的左方,X轴的负方向为用户的右方,Y轴正方向为用户的后方,Y轴的负方向为用户的前方,Z轴正方向为用户的上方,Z轴的负方向为用户的下方。例如,用户控制遥控终端向上、下、左、右四个方向运动时,对应在二维平面上的上、下、左、右的操作指令,控制遥控终端向前或后运动时,对应对图片或界面进行缩小或扩大的操作指令。\n[0082] 在第三实施例中,该动作方向识别方法包括如下步骤:\n[0083] 步骤S101,以遥控终端静止时所在的坐标为坐标原点,以重力加速度所在的竖直方向为Z轴延伸方向,建立由X、Y、Z三条互相垂直的坐标轴组成的直角坐标系类型的参考坐标系;\n[0084] 步骤S102,获取遥控终端静止时在参考坐标系X轴方向的第一加速度分量值、Y轴方向的第二加速度分量值和Z轴方向的第三加速度分量值;\n[0085] 步骤S40,当遥控终端运动时,根据遥控终端的运动方向,获取该遥控终端的加速度与X轴所成的第一夹角、与Y轴所成的第二夹角及与Z轴所成的第三夹角;\n[0086] 步骤S50,将遥控终端的加速度值与第一夹角的余弦值的乘积作为X轴方向的加速度分量值,将遥控终端的加速度值与第二夹角的余弦值的乘积作为Y轴方向的加速度分量值,将遥控终端的加速度值与第三夹角的余弦值的乘积作为Z轴方向的加速度分量值;\n[0087] 步骤S201,获取该遥控终端运动在参考坐标系X轴方向的第四加速度分量值、Y轴方向的第五加速度分量值、Z轴方向的第六加速度分量值及获取遥控终端的运动持续时间;\n[0088] 步骤S301,当遥控终端的运动持续时间大于预设的时间阈值,则根据第四加速度分量值减去第一加速度分量值的差值、第五加速度分量值减去第二加速度分量值的差值及第六加速度分量值减去第三加速度分量值的差值,判断遥控终端运动的动作方向;\n[0089] 步骤S3021,若第四加速度分量值减去第一加速度分量值的第一差值大于零,且第一差值的绝对值大于预设的加速度增量阈值、第五加速度分量值减去第二加速度分量值的第二差值的绝对值及第六加速度分量值减去第三加速度分量值的第三差值的绝对值都小于加速度增量阈值,则判定遥控终端运动的动作方向为第一方向;\n[0090] 此处第一差值大于零,且仅有第一差值的绝对值大于加速度增量阈值,则此次遥控终端的运动只在X轴方向具有有效加速度,且在X轴上的加速度分量方向与X轴的正方向一致,即若此次判定成功,则遥控终端的动作方向为左方(第一方向根据参考坐标系X轴、Y轴或Z轴方向的设定而变化)。\n[0091] 步骤S3022,若第一差值小于零,且第一差值的绝对值大于加速度增量阈值、第二差值的绝对值和第三差值的绝对值都小于加速度增量阈值,则判定遥控终端运动的动作方向为第二方向;\n[0092] 此处第一差值小于零,且仅有第一差值的绝对值大于加速度增量阈值,则此次遥控终端的运动只在X轴方向具有有效加速度,且在X轴上的加速度分量方向与X轴的负方向一致,即若此次判定成功,则遥控终端的动作方向为右方(第二方向根据参考坐标系X轴、Y轴或Z轴方向的设定而变化)。\n[0093] 步骤S3023,若第二差值大于零,且第一差值的绝对值小于加速度增量阈值、第二差值的绝对值大于加速度增量阈值及第三差值的绝对值小于加速度增量阈值,则判定遥控终端运动的动作方向为第三方向;\n[0094] 此处第二差值大于零,且仅有第二差值的绝对值大于加速度增量阈值,则此次遥控终端的运动只在Y轴方向具有有效加速度,且在Y轴上的加速度分量方向与Y轴的正方向一致,即若此次判定成功,则遥控终端的动作方向为后方(第三方向根据参考坐标系X轴、Y轴或Z轴方向的设定而变化)。\n[0095] 步骤S3024,若第二差值小于零,且第一差值的绝对值小于加速度增量阈值、第二差值的绝对值大于加速度增量阈值及第三差值的绝对值小于加速度增量阈值,则判定遥控终端运动的动作方向为第四方向;\n[0096] 此处第二差值小于零,且仅有第二差值的绝对值大于加速度增量阈值,则此次遥控终端的运动只在Y轴方向具有有效加速度,且在Y轴上的加速度分量方向与Y轴的负方向一致,即若此次判定成功,则遥控终端的动作方向为前方(第四方向根据参考坐标系X轴、Y轴或Z轴方向的设定而变化)。\n[0097] 步骤S3025,若第三差值大于零,且第一差值的绝对值和第二差值的绝对值都小于加速度增量阈值,及第三差值的绝对值大于加速度增量阈值,则判定遥控终端运动的动作方向为第五方向;\n[0098] 此处第三差值大于零,且仅有第三差值的绝对值大于加速度增量阈值,则此次遥控终端的运动只在Z轴方向具有有效加速度,且在Z轴上的加速度分量方向与Z轴的正方向一致,即若此次判定成功,则遥控终端的动作方向为上方(第五方向根据参考坐标系X轴、Y轴或Z轴方向的设定而变化)。\n[0099] 步骤S3026,若第三差值小于零,且第一差值的绝对值和第二差值的绝对值都小于加速度增量阈值,及第三差值的绝对值大于加速度增量阈值,则判定遥控终端运动的动作方向为第六方向。\n[0100] 此处第三差值大于零,且仅有第三差值的绝对值大于加速度增量阈值,则此次遥控终端的运动只在Z轴方向具有有效加速度,且在Z轴上的加速度分量方向Z轴的负方向一致,即若此次判定成功,则遥控终端的动作方向为下方(第六方向根据参考坐标系X轴、Y轴或Z轴方向的设定而变化)。\n[0101] 此外,为达到相同的发明目的,本发明还提供一种动作方向识别装置,参照图4,图\n4为本发明动作方向识别装置第一实施例的功能模块示意图。\n[0102] 该动作方向识别装置包括:\n[0103] 第一获取模块60,用于根据遥控终端静止时所在的坐标建立参考坐标系,并获取遥控终端静止时在参考坐标系X、Y、Z三个互相垂直的坐标轴方向的静止加速度分量值;\n[0104] 优选地,第一获取模块60还用于以遥控终端静止时所在的坐标为坐标原点,以重力加速度所在的竖直方向为Z轴延伸方向,建立由X、Y、Z三条互相垂直的坐标轴组成的直角坐标系类型的参考坐标系;并通过角速度或重力传感器获取遥控终端每次静止时在参考坐标系X轴方向的第一加速度分量值、Y轴方向的第二加速度分量值和Z轴方向的第三加速度分量值,其中遥控终端静止时在Z轴方向的第三加速度分量值等于重力加速度的值。\n[0105] 第二获取模块70,用于当遥控终端运动时,获取该遥控终端运动时在参考坐标系X、Y、Z三个互相垂直的坐标轴方向的运动加速度分量值和运动持续时间;\n[0106] 当遥控终端运动时,通过角速度或重力传感器获取该遥控终端运动时在参考坐标系X、Y、Z三个互相垂直的坐标轴方向的运动加速度分量值,并通过计时器获取该遥控终端的运动持续时间。\n[0107] 判断模块80,用于根据静止加速度分量值与运动加速度分量的差值和运动持续时间,判断遥控终端运动的动作方向。\n[0108] 当遥控终端的运作持续时间大于预设的时间阈值时,根据参考坐标系X、Y、Z轴方向上静止加速度分量值与运动加速度分量的差值判断遥控终端运动的动作方向,例如在第一时刻,遥控终端在参考坐标系的X轴方向静止加速度分量值与运动加速度分量的差值大于零且大于预设加速度增量阈值,在参考坐标系的Y轴和Z轴方向静止加速度分量值与运动加速度分量的差值小于预设加速度增量阈值,则在第一时刻,遥控终端的动作方向为X轴正方向。\n[0109] 在本实施例中,通过根据遥控终端静止时所在的坐标建立参考坐标系,获取该遥控终端在参考坐标系X、Y、Z三个互相垂直的坐标轴方向的静止加速度分量值,然后获取遥控终端运动时在参考坐标系X、Y、Z三个互相垂直的坐标轴方向的运动加速度分量值和运动持续时间,最后根据静止加速度分量值与运动加速度分量的差值和运动持续时间,来判断遥控终端运动的动作方向,这样,仅需要检测出遥控终端静止和运动两个状态下载参考坐标系X、Y、Z三个互相垂直的坐标轴方向的运动加速度分量值和运动持续时间,当遥控终端的运动时间大于预设时间阈值时,即判定遥控终端进行了有效运动,再通过对静止加速度分量值与运动加速度分量进行简单的减法运算,即可判定出遥控终端运动的动作方向,从而提高了对动作方向的识别效率,简化了识别算法。\n[0110] 进一步地,参照图5,图5为图4中第一获取模块的细化功能模块示意图,第一获取模块60包括:\n[0111] 建立单元601,用于以遥控终端静止时所在的坐标为坐标原点,以重力加速度所在的竖直方向为Z轴延伸方向,建立由X、Y、Z三条互相垂直的坐标轴组成的直角坐标系类型的参考坐标系;\n[0112] 此外,也能以遥控终端静止时所在的坐标为参考坐标系的任意点,也可以不限定重力加速度所在的竖直方向为Z轴延伸方向,只需建立由X、Y、Z三条互相垂直的坐标轴组成的直角坐标系类型的参考坐标系即可。\n[0113] 第一获取单元602,获取遥控终端静止时在参考坐标系X轴方向的第一加速度分量值、Y轴方向的第二加速度分量值和Z轴方向的第三加速度分量值。\n[0114] 可先通过加速度传感器或重力传感器获取遥控终端静止时在参考坐标系的总加速度,然后根据该合加速度与X轴、Y轴和Z轴的夹角求得该遥控终端静止时在参考坐标系X轴方向的第一加速度分量值、Y轴方向的第二加速度分量值和Z轴方向的第三加速度分量值。\n[0115] 进一步地,第二获取模块70还用于:\n[0116] 当遥控终端运动时,获取该遥控终端运动在参考坐标系X轴方向的第四加速度分量值、Y轴方向的第五加速度分量值、Z轴方向的第六加速度分量值及获取遥控终端的运动持续时间。\n[0117] 当遥控终端运动时,其运动方向不会每次都与参考坐标系X轴、Y轴或Z轴的延伸方向正好平行,即遥控终端不可避免地会出现与参考坐标系出现偏移,需要求得遥控终端的加速度与X轴所成的第一夹角、与Y轴所成的第二夹角及与Z轴所成的第三夹角。\n[0118] 进一步地,在本发明动作方向识别装置中,参考坐标系的X轴正方向为用户的左方,X轴的负方向为用户的右方,Y轴正方向为用户的后方,Y轴的负方向为用户的前方,Z轴正方向为用户的上方,Z轴的负方向为用户的下方。例如,用户控制遥控终端向上、下、左、右四个方向运动时,对应在二维平面上的上、下、左、右的操作指令,控制遥控终端向前或后运动时,对应对图片或界面进行缩小或扩大的操作指令,该装置的判断模块80还用于:\n[0119] 当遥控终端的运动持续时间大于预设的时间阈值,则根据第四加速度分量值减去第一加速度分量值的差值、第五加速度分量值减去第二加速度分量值的差值及第六加速度分量值减去第三加速度分量值的差值,判断遥控终端运动的动作方向;\n[0120] 若第四加速度分量值减去第一加速度分量值的第一差值大于零,且第一差值的绝对值大于预设的加速度增量阈值、第五加速度分量值减去第二加速度分量值的第二差值的绝对值及第六加速度分量值减去第三加速度分量值的第三差值的绝对值都小于加速度增量阈值,则判定遥控终端运动的动作方向为第一方向;\n[0121] 此处第一差值大于零,且仅有第一差值的绝对值大于加速度增量阈值,则此次遥控终端的运动只在X轴方向具有有效加速度,且在X轴上的加速度分量方向与X轴的正方向一致,即若此次判定成功,则遥控终端的动作方向为左方(第一方向根据参考坐标系X轴、Y轴或Z轴方向的设定而变化)。\n[0122] 若第一差值小于零,且第一差值的绝对值大于加速度增量阈值、第二差值的绝对值和第三差值的绝对值都小于加速度增量阈值,则判定遥控终端运动的动作方向为第二方向;\n[0123] 此处第一差值小于零,且仅有第一差值的绝对值大于加速度增量阈值,则此次遥控终端的运动只在X轴方向具有有效加速度,且在X轴上的加速度分量方向与X轴的负方向一致,即若此次判定成功,则遥控终端的动作方向为右方(第二方向根据参考坐标系X轴、Y轴或Z轴方向的设定而变化)。\n[0124] 若第二差值大于零,且第一差值的绝对值小于加速度增量阈值、第二差值的绝对值大于加速度增量阈值及第三差值的绝对值小于加速度增量阈值,则判定遥控终端运动的动作方向为第三方向;\n[0125] 此处第二差值大于零,且仅有第二差值的绝对值大于加速度增量阈值,则此次遥控终端的运动只在Y轴方向具有有效加速度,且在Y轴上的加速度分量方向与Y轴的正方向一致,即若此次判定成功,则遥控终端的动作方向为后方(第三方向根据参考坐标系X轴、Y轴或Z轴方向的设定而变化)。\n[0126] 若第二差值小于零,且第一差值的绝对值小于加速度增量阈值、第二差值的绝对值大于加速度增量阈值及第三差值的绝对值小于加速度增量阈值,则判定遥控终端运动的动作方向为第四方向;\n[0127] 此处第二差值小于零,且仅有第二差值的绝对值大于加速度增量阈值,则此次遥控终端的运动只在Y轴方向具有有效加速度,且在Y轴上的加速度分量方向与Y轴的负方向一致,即若此次判定成功,则遥控终端的动作方向为前方(第四方向根据参考坐标系X轴、Y轴或Z轴方向的设定而变化)。\n[0128] 若第三差值大于零,且第一差值的绝对值和第二差值的绝对值都小于加速度增量阈值,及第三差值的绝对值大于加速度增量阈值,则判定遥控终端运动的动作方向为第五方向;\n[0129] 此处第三差值大于零,且仅有第三差值的绝对值大于加速度增量阈值,则此次遥控终端的运动只在Z轴方向具有有效加速度,且在Z轴上的加速度分量方向与Z轴的正方向一致,即若此次判定成功,则遥控终端的动作方向为上方(第五方向根据参考坐标系X轴、Y轴或Z轴方向的设定而变化)。\n[0130] 若第三差值小于零,且第一差值的绝对值和第二差值的绝对值都小于加速度增量阈值,及第三差值的绝对值大于加速度增量阈值,则判定遥控终端运动的动作方向为第六方向。\n[0131] 此处第三差值大于零,且仅有第三差值的绝对值大于加速度增量阈值,则此次遥控终端的运动只在Z轴方向具有有效加速度,且在Z轴上的加速度分量方向Z轴的负方向一致,即若此次判定成功,则遥控终端的动作方向为下方(第六方向根据参考坐标系X轴、Y轴或Z轴方向的设定而变化)。\n[0132] 进一步地,参见图6,图6为本发明动作方向识别装置第二实施例的功能模块示意图,该动作方向识别装置还包括第三获取模块90,第三获取模块90用于:\n[0133] 根据遥控终端的运动方向,获取该遥控终端的加速度与X轴所成的第一夹角、与Y轴所成的第二夹角及与Z轴所成的第三夹角;\n[0134] 当遥控终端运动时,其运动方向不会每次都与参考坐标系X轴、Y轴或Z轴的延伸方向正好平行,即遥控终端不可避免地会出现与参考坐标系出现偏移,需要求得遥控终端的加速度与X轴所成的第一夹角、与Y轴所成的第二夹角及与Z轴所成的第三夹角。\n[0135] 将遥控终端的加速度值与第一夹角的余弦值的乘积作为X轴方向的加速度分量值,将遥控终端的加速度值与第二夹角的余弦值的乘积作为Y轴方向的加速度分量值,将遥控终端的加速度值与第三夹角的余弦值的乘积作为Z轴方向的加速度分量值。\n[0136] 此外,计算遥控终端的加速度在X轴、Y轴或Z轴的加速度分量值还可以通过投影或直接测量的方法获得。\n[0137] 此外,本发明还提供一种动作方向识别方法的优选实施例,具体方法如下所述:\n[0138] 一般的动作方向主要对应遥控的上下左右按键,同时本发明中还新增了前后两个方向,从三维空间上使得遥控方向操作更为完整和精确,例如在图片浏览中,前后按键可以用来实现放大缩小等等。\n[0139] 本发明动作方向识别方法的详细过程如下:\n[0140] 1)定义坐标系,本处以用户穿戴设备(即上述遥控终端)水平静止时的坐标确定为坐标系,为了后续描述方便简述为设备坐标系(即上述参考坐标);\n[0141] 2)通过角速度传感器/重力传感器获取每次静止时穿戴设备在设备坐标系的x,y和z轴的加速度分量值,分别用g0x,g0y,g0z表示,静止时定义向上为y轴(包含重力加速度g=\n9.81m/s2),此时加速度各分量值为(0,9.81,0),即每次静止时作为传感器采样的开始;\n[0142] 3)通过角速度传感器/重力传感器获取t时刻间穿戴设备在设备坐标系的x,y和z轴的加速度分量值,分别用gtx,gty,gtz表示\n[0143] 4)偏移调整。在操作过程中,用户穿戴设备不可避免的会出现与原始定义好的设备坐标系出现偏移,此时需要对其进行调整,调整方法见公式(1-1-1),其中g为加速度值,θx,θy,θz分别表示当前偏移后的坐标系与原始设备坐标系在x,y,z轴的偏移角度,公式(1-\n1-1)中四个公式中可求的θx,θy,θz,即可得知当前偏移后的坐标系与原始设备坐标系之间的偏移关系,偏移调整后的x,y,z轴加速度分量值,分别用gtx,gty,gtz表示[0144]\n[0145] 5)运动方向识别。根据公式(1-1-2)判别当前穿戴设备的动作方向,包括左右上下前后。式(1-1-2)中,mDirection为标号,表示最终要发送给被遥控设备的值,A1~A6对应左、右、前、后、上、下六个动作方向信息,T1和T2为根据实验获得的阈值,其中T1表示在t时间内单一方向上加速度增量阈值,T2为时间间隔阈值,表示用户的操作必须满足一定的持续时间(如1ms)才被认为是在进行方向键操作(才能产生加速度)。gtx,gty,gtz如上述步骤所述。\n[0146] 6)举例说明,例如,假设2ms时间,通过加速度传感器获取的x,y,z轴加速度分量值分别为(5,9.81,0),而初始静止时为(0,9.81,0),T1为1,T2为1ms,通过式(1-1-2)可求的mDirection=A1,即此时用户为右向左的运动,映射为方向键向左,其它类似。\n[0147]\n[0148]\n[0149]\n[0150]\n[0151]\n[0152]\n[0153] 其中,g0y=0,g0y=9.81m/s2,g0z=0 (1-1-2)\n[0154] 以上仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。
法律信息
- 2019-03-29
- 2016-06-15
实质审查的生效
IPC(主分类): G06F 3/0346
专利申请号: 201410594223.5
申请日: 2014.10.29
- 2016-05-18
引用专利(该专利引用了哪些专利)
序号 | 公开(公告)号 | 公开(公告)日 | 申请日 | 专利名称 | 申请人 |
1
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2013-06-26
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2011-12-20
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2
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2013-05-08
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2012-12-27
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3
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2013-06-12
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2013-02-06
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4
| | 暂无 |
2004-03-02
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5
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2013-05-01
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2011-10-26
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被引用专利(该专利被哪些专利引用)
序号 | 公开(公告)号 | 公开(公告)日 | 申请日 | 专利名称 | 申请人 | 该专利没有被任何外部专利所引用! |