一种基于IOS终端的双手手势识别系统技术方案

本实用新型专利技术提出了一种基于IOS终端的双手手势识别系统，利用两台IOS终端，两台IOS终端采用主从模式，将其中一台作为主移动终端，另一台作为从移动终端；两台IOS终端分别跟踪左手和右手的手势；主移动终端向外界扫描可连接的外部设备，与从移动终端建立无线数据连接；主移动终端采集手势数据；从移动终端采集手势数据，并通过无线数据连接将手势数据实时的发送给主移动终端进行数据处理、同步及双手手势识别；主移动终端将主移动终端与从移动终端获得的手势数据所识别的结果发送给待控制设备。本实用新型专利技术直接以人手作为对智能设备的输入端，人机间的交互不再需要其他的媒介，提高了交互的效率并避免了因中间媒介所导致的各种误识别。

【技术实现步骤摘要】
一种基于IOS终端的双手手势识别系统
本技术涉及人机交互
，尤其涉及一种动态手势识别系统。
技术介绍
随着各方面技术的进步，人们希望得到更好的人机交互体验，对交互的实时性、识别率等硬性指标的要求也越来越苛刻，甚至开始希望通过一些自身的微小信息，例如手指信息、声波信息、眼珠信息、脑电波信息、肌肉信息等来实现与机器的沟通。这促使许多专家学者不断地寻找挖掘更便捷、更快速、更准确、更自然的人机交互方式，并开始关注利用人类自身的身体语言来实现机器控制，而其中手势作为变化方式最多、最能够表达人们意愿的方式之一，成为了关注的重点。在脑电波控制世界的时代来临之前，手势是最有可能改变传统人机交互方式的研究切入点。因为双手是身体姿态最多变、最具有表达性的一项，它可以最大可能地表达人们的想法和意愿。不通过任何媒介，直接利用一个简单的手势动作就可以操控生活，是目前人们所追求的理想人机交互方式。这种全新的操作方式，使得人类在这个物物相连的互联智能时代，真正实现用自己的手来掌控自己的生活。手势也会将人机交互方式从传统的平面二维识别技术扩展到了空间三维识别技术，实现更多技术发展的可能性。本技术所要做的基于IOS移动端的双手三维动态手势识别技术，利用人们生活中越来越普及的IOS智能移动端直接作为手势采集和识别的工具，来与PC端或其他终端实现友好的人机交互方式。手势识别技术的发展过程中产生过几种主流的解决方案，例如：1)基于数据手套的方案：起步最早，也是最直接处理问题的一种方案。该方案具有数据量小、速度高、受环境影响较小和能够直接获取手势数据等诸多优点。但是要求用户穿戴复杂的手套，大大降低了用户体验，并且对附着其上的传感器披覆较高硬度的保护层在技术上有一定难度，而相对脆弱的设备在携带上也存在不方便。2)基于机器视觉的处理方案：当前最热门的手势识别技术解决方案，也就是摄像头图像处理，比如说微软的Kinect。最大的优点是用户无需佩戴任何设备，人机交互性好。但是这种技术对于空间、环境有比较大的限制性，因此除了一些大型的体感游戏使用，在生活中的推广度并不高。3)基于SEMG的方案：处在多学科交叉的领域，除了和数据手套方案一样需要用户佩戴电极外，和机器视觉的方案类似，该方案也容易受外部环境和用户等因素的干扰。外部环境的干扰包括电磁环境的干扰和环境湿度变化造成的测量电极接触电阻的变化。同时，用户的身体和精神状态在不同的情况下具有不同的基准值，导致系统难以标定。现有的人机交互技术存在以下缺点：(1)机械键盘交互是最成熟，但同时也是最低效的交互方式，因其成本、损耗、低效等各种原因，正在被移动设备慢慢淘汰；(2)触摸屏操作作为近几年新兴的人机交互方式，以其操作简洁、符合用户习惯、学习成本低、可多点触控等优点，成为新一代移动设备有效的交互方式。但是，触控技术不可避免的需要用户在触模板上进行操作，限制了触控技术的应用场景和范围。(3)语音识别目前也是一种非常成熟的交互方式，识别率较高，尤其是随着iPhone中Siri的出现，基于自然语音的识别技术使得语音交互方式迈上了一个新的台阶。然而，语音交互方式会受到地区语言差异以及个人语音差异的影响，同时，自然语音识别需要时刻联网、能耗高的缺点，大大限制了语音技术在可穿戴设备中的应用。鉴于上述问题，本案的技术人在专利文献1(中国专利公开号CN105929940A)中提出了一种基于细分特征值法的快速三维动态手势识别方法及系统，针对现有技术中存在的问题，设计了一个外观小巧的硬件平台，用加速度计来采集用户手势的3轴加速度，陀螺仪来采集用户手势的3轴角速度，磁力计来采集用户手势的3轴磁感应强度，使用滤波算法来消除数据误差之后再进行姿态解算，求出实时的三个姿态角(航向角、横滚角、俯仰角)，然后将这些信息数据通过所提出的特征分析算法，在确保一定的精确度和实时性的基础上，分别对移动、旋转、打钩、画叉、晃动、敲击等自身具有一定区分度的三维动态手势进行识别，从而实现相应的应用。但是，专利文献1后仅针对单手手势识别，因此，亟需一种双手三维动态手势识别系统。
技术实现思路
本技术的目的在于克服双手手势识别不准确、不方便等问题，提供一种基于IOS终端的双手手势识别系统。为达上述目的，本技术通过以下技术方案实现：一种基于IOS终端的双手手势识别系统，包括两台IOS终端、以及待控制设备；所述IOS终端的每一台都包括手势数据采集单元、无线数据通信单元，两台移动终端设备采用主从模式，将其中一台移动终端作为主机，称之为主移动终端，另一台移动终端作为从机，称之为从移动终端；两台IOS终端分别跟踪左手和右手的手势；主移动终端向外界扫描可连接的外部设备，与从移动终端建立无线数据连接；主移动终端的手势数据采集单元采集手势数据；从移动终端的手势数据采集单元采集手势数据，并通过无线数据通信单元将手势数据实时的发送给主移动终端进行数据处理、同步及双手手势识别；主移动终端通过无线数据通信单元将主移动终端与从移动终端获得的手势数据所识别的结果发送给待控制设备。进一步地，所述IOS终端的手势数据采集单元为9轴传感器模块，其中，3轴加速度计测量加速度、3轴陀螺仪测量角速度和3轴磁力计测量磁场。进一步地，所述无线数据通信单元为蓝牙模块、WiFi模块或者RF模块。进一步地，所述待控制设备为PC机、游戏机、无人机或者VR头盔。进一步地，所述主移动终端为智能手机，所述从移动终端为可穿戴设备。或者，所述主移动终端和从移动终端都为智能手机。或者，所述主移动终端和从移动终端都为可穿戴设备。本技术的有益效果是：本技术的双手手势识别系统直接以人手作为对智能设备的输入端，人机间的交互不再需要其他的媒介，提高了交互的效率并避免了因中间媒介所导致的各种误识别；扩展了智能设备的应用场合，使得人机交互不再局限于设备的特定部位，可以让用户在不方便讲话或不方便拿出设备的情况下可以进行一定的操作，比如在洗衣服时通过一定手势来接听手机来电；丰富了智能设备的应用场景，比如可以将双手手势操作与虚拟场景相结合，丰富了手持设备的操作性、娱乐性；双手手势输入提供了一种机器人示范学习的新思路，手势输入中重要的一环就是用户自定义手势；IOS智能移动端中的9轴传感器有效地增加了识别的精准度，丰富了实现的功能；采用蓝牙等无线通信技术进行数据传输，功耗低，并支持多用户同时使用。附图说明图1是本技术的双手势识别系统的硬件框图；图2是双手手势数据同步示意图；图3是移动设备的手势识别系统实现方案流程图；图4(a)是基于FBGD的手势数据截取示意图；图4(b)是基于FBGD的手势数据截取后的数据。具体实施方案下面通过具体实施方式结合附图对本技术作进一步详细说明。智能移动端设备已经全面普及，基于移动终端平台开发手势识别，将会让更多的人使用上手势识别的便利。移动终端设备上集成了9轴传感器模块(3轴加速度计测量加速度、3轴陀螺仪测量角速度和3轴磁力计测量磁场)，并且拥有较高的识别精度，可以实现对于复杂手势的有效识别。本技术利用手机与手表或手环二者配合交互，实现数据的交互，实现双手手势交互，极大的丰富了单一手势的功能。本技术的双手势识别系统的硬件框图如附图1所示，包括两个移动终本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于IOS终端的双手手势识别系统，其特征在于：所述系统包括两台IOS终端、以及待控制设备；所述IOS终端的每一台都包括手势数据采集单元、无线数据通信单元，两台IOS终端设备采用主从模式，将其中一台IOS终端作为主机，称之为主IOS终端，另一台IOS终端作为从机，称之为从IOS终端；两台IOS终端分别跟踪左手和右手的手势；主IOS终端向外界扫描可连接的外部设备，与从IOS终端建立无线数据连接；主IOS终端的手势数据采集单元采集手势数据；从IOS终端的手势数据采集单元采集手势数据，并通过无线数据通信单元将手势数据实时的发送给主移动终端进行数据处理、同步及双手手势识别；主移动终端通过无线数据通信单元将主IOS终端与从IOS终端获得的手势数据所识别的结果发送给待控制设备。

【技术特征摘要】
1.一种基于IOS终端的双手手势识别系统，其特征在于：所述系统包括两台IOS终端、以及待控制设备；所述IOS终端的每一台都包括手势数据采集单元、无线数据通信单元，两台IOS终端设备采用主从模式，将其中一台IOS终端作为主机，称之为主IOS终端，另一台IOS终端作为从机，称之为从IOS终端；两台IOS终端分别跟踪左手和右手的手势；主IOS终端向外界扫描可连接的外部设备，与从IOS终端建立无线数据连接；主IOS终端的手势数据采集单元采集手势数据；从IOS终端的手势数据采集单元采集手势数据，并通过无线数据通信单元将手势数据实时的发送给主移动终端进行数据处理、同步及双手手势识别；主移动终端通过无线数据通信单元将主IOS终端与从IOS终端获得的手势数据所识别...

【专利技术属性】
技术研发人员：张钦宇，韩啸，刘易，谢毅，洪靖轩，肖乔，伍玉凯，杨赫，林志达，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学深圳研究生院，
类型：新型
国别省市：广东,44