CN106227351A - 一种车载设备的状态转换方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车载设备的状态转换方法，包括如下步骤：摄像头持续监测其识别区域内的人员是否做出设定的手势，如是，查找系统中存储的对照表，找到取得的手势对应的状态参数；否则，重复本步骤并保持所述车载设备的状态不变；取得上述手势对应状态参数后，转换所述车载设备的状态参数，使其转换到所述取得手势对应的状态。本发明还涉及一种实现上述方法的装置。实施本发明的一种车载设备的状态转换方法及装置，具有以下有益效果：操作安全、状态转换不会失效。

Description

一种车载设备的状态转换方法及装置

技术领域

本发明涉及自动控制设备，更具体地说，涉及一种车载设备的状态转换方法及装置。

背景技术

车载设备的状态转换通常是通过某种输入设备输入特定的信号来实现的。早期的设备通常是通过按钮或按键来实现状态转换。随着技术的发展，逐渐出现了触控屏；在许多车载设备上，都可以通过触控屏来实现设备状态的转换。但是，虽然这些方式能够实现车载设备的状态转换，但是由于车载设备的特殊性，在驾驶过程中由驾驶人员伸手去控制车载设备的状态，同时视线离开路面，会给驾驶带来不安全的因素。为了改进这一缺点，在现有技术中使用声控来操作车载设备，这样的操作虽然不需要使得驾驶者的视线离开路面，也不需要伸手操作。但是，限于语音识别的成熟程度和车载设备所处环境的特殊性（通常在车辆行进时进行状态转换，此时，环境噪声较大且类型不确定），因此，现有技术中的单纯语音识别始终存在状态转换失效的问题，例如，在不需要唤醒设备时唤醒或在需要唤醒时不能唤醒等等。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述操作不安全、状态转换失效的缺陷，提供一种操作安全、状态转换不会失效的一种车载设备的状态转换方法及装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种车载设备的状态转换方法，所述车载设备包括摄像头，包括如下步骤：

A）摄像头持续监测其识别区域内的人员是否做出设定的手势，如是，执行下一步骤；否则，重复本步骤并保持所述车载设备的状态不变；

B）查找系统中存储的对照表，找到取得的手势对应的状态参数；

C）转换所述车载设备的状态参数，使其转换到所述取得手势对应的状态。

更进一步地，所述步骤A）中进一步包括如下步骤：

A1）通过比较当前帧和当前帧之前的多帧图像数据，判断所述识别区域内的人员是否做出手势，如是，执行下一步骤；否则，重复本步骤；

A2）分离当前帧中的被判断为手势部分的图像数据，判断是否符合设定的手势内容，如是，取得该手势的代码或编码，并执行步骤B）；否则，认为取得的当前的手势内容不可识别，返回步骤A1）；

其中，所述手势内容包括手势动作或手势形状，判断所述手势动作需要使用包括当前帧及当前帧之前的多帧图像数据，判断手势形状则需要使用当前帧的图像数据。

更进一步地，所述步骤A1）中判断所述识别区域内的人员是否做出手势通过如下步骤实现：

A11）在所述识别区域内查找该人员的手部位置；

A12）对查找到的手部实现跟踪，得到手部的图像数据，判断该人员的手部是否做出手势，如是，执行步骤A2）；否则，返回步骤A11）。

更进一步地，所述步骤A1）中采用高斯混合模型实现是否出现手势的判断；所述步骤A2）中通过之前保存的连续多帧手势形状和位置结果，和当前识别的手势形状做对比，通过隐形马尔科夫模型来识别动作序列概率，超过置信阈值的即为识别的手势动作，所述手势动作包括顺时针、逆时针转圈或左右滑动；对所述手势形状的判断采用随机森林算法实现。

更进一步地，所述步骤B）中，通过比较得到的手势编号或编码与事先存储在系统中对照表中的编码或编号判断所述手势是否存在于所述对照表中并得到该手势编号或编码对应的状态参数。

更进一步地，所述取得手势对应的状态包括激活设备进入音频控制模式或激活设备进入接听电话模式。

更进一步地，所述车载设备包括显示屏，在所述显示屏上显示当前状态下能够识别的所有手势以及该手势被识别后系统将进入的状态。

本发明还涉及一种实现上述方法的装置，所述车载设备包括摄像头，该装置包括：

手势识别模块：用于摄像头持续监测其识别区域内的人员是否做出设定的手势，如是，调用对照表模块；否则，重复本步骤并保持所述车载设备的状态不变；

对照表模块：查找系统中存储的对照表，找到取得的手势对应的状态参数；

状态改换模块：转换所述车载设备的状态参数，使其转换到所述取得手势对应的状态。

更进一步地，所述手势识别模块进一步包括：

手势查找单元：用于通过比较当前帧和当前帧之前的多帧图像数据，判断所述识别区域内的人员是否做出手势，如是，调用手势识别单元；

手势识别单元：用于分离当前帧中的被判断为手势部分的图像数据，判断是否符合设定的手势形状，如是，取得该手势的代码或编码，并执行对照表模块；否则，认为取得的当前帧中的手势不可识别，返回手势查找单元；

其中，所述手势识别单元还通过之前保存的连续多帧手势形状和位置结果，和当前识别的手势形状做对比，通过隐形马尔科夫模型来识别动作序列概率，超过置信阈值的即为识别的手势动作，包括顺时针、逆时针转圈或左右滑动。

更进一步地，在所述对照表模块中，通过比较得到的手势编号或编码与事先存储在系统中对照表中的编码或编号判断所述手势是否存在于所述对照表中并得到该手势编号或编码对应的状态参数；

所述装置还包括手势显示模块，所述手势显示模块用于在车载设备的显示屏上显示当前状态下能够识别的所有手势以及该手势分别对应的状态。

实施本发明的一种车载设备的状态转换方法及装置，具有以下有益效果：由于驾驶人员在做出手势时，其视线并不需要离开路面，因此其驾驶安全在一定程度上得到了保证；同时，手势的识别与环境噪音毫无关系，所以即使在环境恶劣的情况下，也能够使得车载设备的状态得到转换，这一点，在设备的唤醒或激活中是非常重要的。当一个车载设备被唤醒后激活后，既可以继续使用手势转换设备状态，使其转换到不需要输入太多信息的状态，也可以转而使用语音控制，使得车载设备进入需要输入较多信息的状态，例如导航。总之，其操作安全、状态转换不会失效。

附图说明

图1是本发明一种车载设备的状态转换方法及装置实施例中的状态方法转换流程图；

图2是所述实施例中手势识别的具体流程图；

图3是所述实施例中显示屏上显示手势及其对应状态的示意图；

图4是所述实施例中装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明实施例作进一步说明。

如图1所示，在本发明的一种车载设备的状态转换方法及装置实施例中，车载设备包括用于取得车内设定区域的图像的摄像头，该车载设备的状态转换方法包括如下步骤：

步骤S11识别区域内人员是否做出设定手势，如是，执行下一步骤；否则，重复本步骤：在本实施例中，上述车载设备具有摄像头，该摄像头被用于对设定的区域进行监测并取得其图像，例如，可以设定该车载设备的摄像头对驾驶人员或驾驶位进行监测。摄像头取得该区域的一定时间（例如，多个图像帧的持续时间）的图像数据后，就能够判断在该区域中的人员是否做出手势，以及做出的手势是否设定手势，如果该手势是设定手势或设定手势中的一个，则执行下一步骤；否则，重复本步骤。值得一提的是，在重复本步骤时，该车在设备的状态是不改变的，例如，如果在执行本步骤时，该车载设备是锁定的或休眠的，则在重复本步骤时，该车载设备同样是锁定的或休眠的。至于在本步骤中的手势识别的具体步骤，稍后有较为详细的描述。

步骤S12取得该手势的对应的状态参数：在本步骤中，由于上一步骤已经确定手势已经存在，且属于设定的手势或设定的手势之一，因此在本步骤中，就是取得该手势对应的状态参数。具体来讲，状态参数决定了车载设备的状态，在车载设备具有多种状态的情况，状态参数是一组参数，当车载设备被按照这组参数设置时，其状态被指定。例如，一个车载设备有锁定状态，当其解除锁定后，可以进入音乐播放状态、导航状态等等，此时，车载设备解锁后进入音乐播放状态的状态参数和车载设备解锁后进入导航状态的状态参数是不同的。具体到本实施例而言，每个设定的手势具有一个编号或编码，当一个手势被识别时，就能够得到设个手势的编码；而在系统中，存储有上述手势编码或编号及其对应的状态参数的列表。当得到这个手势的编号或编码之后，就可以查表得到其对应的状态参数。换句话说，在本实施例中，通过比较得到的手势编号或编码与事先存储在系统中对照表中的编码或编号判断所述手势是否存在于所述对照表中并得到该手势编号或编码对应的状态参数。

步骤S13转换该车载设备的状态参数为该手势对应的状态参数：在本步骤中，转换所述车载设备的状态参数，使其转换到所述取得手势对应的状态参数，也就是说，将该车载设备的状态由原先的状态转换为该手势代表的状态，例如，由原先的锁定或休眠状态转换为一个手势代表的解锁并接受语音输入状态；或由原先的锁定或休眠状态转换为另一个手势代表的解锁并接受语音输入的导航状态；或由原先的锁定或休眠状态转换为再一个手势代表的解锁并进入音乐播放状态或接听电话状态等等。

在本实施例中，如图2所示，对于手势的识别过程可以包括如下步骤：

步骤S21取得当前帧和之前的多个帧的图像数据：在本步骤中，作为手势识别的基础，首先是取得摄像头得到的图像数据。在本实施例中，至少需要取得当前帧和之前的几个帧的图像数据，例如，取得之前的3-5个图像帧的数据。

步骤S22对比上述图像数据判断手势是否存在，如是，执行下一步骤，如否，返回步骤S21。对于本步骤中的识别手势是否存在的步骤而言，在本实施例中，首先是在识别区域内查找该人员的手部位置，也就是在图像数据中确定人员的手部位置，并对其进行跟踪，得到手部的图像数据，通过这些图像数据在不同帧中变化，判断该人员的手部是否做出手势，如是，执行下一步骤；否则，返回步骤S21。

步骤S23判断该手势是否设定手势，如是，执行下一步骤；否则，返回步骤S21：在本实施例中，在任何一种情况下，手势能够代表的状态肯定是有限的，也就是说，定义某个手势代表一种状态是确定的，一个状态只能用一个手势代表。换句话说，手势必须是事先定义的才能有效。如果一个手势事先未经过定义，则该手势只能是非法的或不可识别的手势，即使做出并被捕捉到，也不会对该车载设备的状态带来影响。而由于手势的不同，其相关的图像数据肯定是不同的。在本步骤中，就是将取得手势的图像数据，与事先存储的不同的、已定义的图像数据对比，如能符合，则判断该手势是事先设定的、可识别的；如不符合，则认为该手势是不可识别的，返回步骤S21。值得一提的是，在本实施例中中，手势按其内容来分，至少包括手势动作和手势形状；手势动作是指操作者使用手部或手指做出的一个连续的动作，手势形状则是操作者使用其手部或手指形成的一个形状，所以，判断所述手势动作需要使用包括当前帧及当前帧之前的多帧图像数据，判断手势形状则需要使用当前帧的图像数据。

步骤S24取得该设定手势的编号或编码：在本步骤中，得到与当前取得的图像数据符合的手势的编号或编码，该编号或编码将在后续的步骤中用于查找该手势对应的状态参数。

值得一提的是，在本实施例中，。

在本实施例中，采用高斯混合模型实现是否出现手势的判断；通过之前保存的连续多帧手势形状和位置结果，和当前识别的手势形状做对比，通过隐形马尔科夫模型来识别动作序列概率，超过置信阈值的即为识别的手势动作，手势动作包括顺时针、逆时针转圈或左右滑动；而在判断手势形状时采用随机森林算法实现手势形状的判断。

此外，在本实施例中，上述车载设备还包括显示屏，因此，可以在该车载设备的显示屏上显示当前状态下能够识别的所有手势以及该手势被识别后系统将进入的状态，请参见图3。这样设置的好处是能够提醒操作者做出正确的手势选择，缩短操作时间，提高行车的安全性。

本发明还涉及一种实现上述方法的装置，该装置包括：手势识别模块1、对照表模块2、状态改换模块3和手势显示模块4；其中，手势识别模块1用于摄像头持续监测其识别区域内的人员是否做出设定的手势，如是，调用对照表模块；否则，重复本步骤并保持所述车载设备的状态不变；对照表模块2查找系统中存储的对照表，找到取得的手势对应的状态参数；状态改换模块3转换所述车载设备的状态参数，使其转换到所述取得手势对应的状态；手势显示模块4用于在车载设备的显示屏上显示当前状态下能够识别的所有手势以及该手势分别对应的状态。

更进一步地，手势识别模块进一步包括：手势查找单11用于通过比较当前帧和当前帧之前的多帧图像数据，判断所述识别区域内的人员是否做出手势，如是，调用手势识别单元12； 手势识别单元12用于分离当前帧中的被判断为手势部分的图像数据，判断是否符合设定的手势形状，如是，取得该手势的代码或编码，并执行对照表模块；否则，认为取得的当前帧中的手势不可识别，返回手势查找单元。其中，所述手势识别单元12还通过之前保存的连续多帧手势形状和位置结果，和当前识别的手势形状做对比，通过隐形马尔科夫模型来识别动作序列概率，超过置信阈值的即为识别的手势动作，包括顺时针、逆时针转圈或左右滑动。

同时，在所述对照表模块2中，通过比较得到的手势编号或编码与事先存储在系统中对照表中的编码或编号判断所述手势是否存在于所述对照表中并得到该手势编号或编码对应的状态参数。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种车载设备的状态转换方法，所述车载设备包括摄像头，其特征在于，包括如下步骤：

A）摄像头持续监测其识别区域内的人员是否做出设定的手势，如是，执行下一步骤；否则，重复本步骤并保持所述车载设备的状态不变；

B）查找系统中存储的对照表，找到取得的手势对应的状态参数；

C）转换所述车载设备的状态参数，使其转换到所述取得手势对应的状态。

2.根据权利要求1所述的车载设备的状态转换方法，其特征在于，所述步骤A）中进一步包括如下步骤：

A1）通过比较当前帧和当前帧之前的多帧图像数据，判断所述识别区域内的人员是否做出手势，如是，执行下一步骤；否则，重复本步骤；

A2）分离当前帧中的被判断为手势部分的图像数据，判断是否符合设定的手势内容，如是，取得该手势的代码或编码，并执行步骤B）；否则，认为取得的当前的手势内容不可识别，返回步骤A1）；

其中，所述手势内容包括手势动作或手势形状，判断所述手势动作需要使用包括当前帧及当前帧之前的多帧图像数据，判断手势形状则需要使用当前帧的图像数据。

3.根据权利要求2所述的车载设备的状态转换方法，其特征在于，所述步骤A1）中判断所述识别区域内的人员是否做出手势通过如下步骤实现：

A11）在所述识别区域内查找该人员的手部位置；

A12）对查找到的手部实现跟踪，得到手部的图像数据，判断该人员的手部是否做出手势，如是，执行步骤A2）；否则，返回步骤A11）。

4.根据权利要求3所述的车载设备的状态转换方法，其特征在于，所述步骤A1）中采用高斯混合模型实现是否出现手势的判断；所述步骤A2）中通过之前保存的连续多帧手势形状和位置结果，和当前识别的手势形状做对比，通过隐形马尔科夫模型来识别动作序列概率，超过置信阈值的即为识别的手势动作，所述手势动作包括顺时针、逆时针转圈或左右滑动；对所述手势形状的判断采用随机森林算法实现。

5.根据权利要求4所述的车载设备的状态转换方法，其特征在于，所述步骤B）中，通过比较得到的手势编号或编码与事先存储在系统中对照表中的编码或编号判断所述手势是否存在于所述对照表中并得到该手势编号或编码对应的状态参数。

6.根据权利要求5所述的车载设备的状态转换方法，其特征在于，所述取得手势对应的状态包括激活设备进入音频控制模式或激活设备进入接听电话模式。

7.根据权利要求6所述的车载设备的状态转换方法，其特征在于，所述车载设备包括显示屏，在所述显示屏上显示当前状态下能够识别的所有手势以及该手势被识别后系统将进入的状态。

8.一种车载设备状态转换方法的装置，所述车载设备包括摄像头，其特征在于，该装置包括：

手势识别模块：用于摄像头持续监测其识别区域内的人员是否做出设定的手势，如是，调用对照表模块；否则，重复本步骤并保持所述车载设备的状态不变；

对照表模块：查找系统中存储的对照表，找到取得的手势对应的状态参数；

状态改换模块：转换所述车载设备的状态参数，使其转换到所述取得手势对应的状态。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述手势识别模块进一步包括：

手势查找单元：用于通过比较当前帧和当前帧之前的多帧图像数据，判断所述识别区域内的人员是否做出手势，如是，调用手势识别单元；

手势识别单元：用于分离当前帧中的被判断为手势部分的图像数据，判断是否符合设定的手势形状，如是，取得该手势的代码或编码，并执行对照表模块；否则，认为取得的当前帧中的手势不可识别，返回手势查找单元；

其中，所述手势识别单元还通过之前保存的连续多帧手势形状和位置结果，和当前识别的手势形状做对比，通过隐形马尔科夫模型来识别动作序列概率，超过置信阈值的即为识别的手势动作，包括顺时针、逆时针转圈或左右滑动。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，在所述对照表模块中，通过比较得到的手势/手势动作的编号或编码与事先存储在系统中对照表中的编码或编号判断所述手势是否存在于所述对照表中并得到该手势编号或编码对应的状态参数；

所述装置还包括手势显示模块，所述手势显示模块用于在车载设备的显示屏上显示当前状态下能够识别的所有手势以及该手势分别对应的状态。