CN105549874B - 结合机械按键的手势识别方法、装置及电子设备 - Google Patents

结合机械按键的手势识别方法、装置及电子设备 Download PDF

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Abstract

一种结合机械按键的手势识别方法、装置及电子设备，结合机械按键的手势识别方法包括：采集金属感应盘的感应数据；根据感应数据的大小，判断手势操作部件的手势；当手势操作部件产生手势后，产生第一中断信号，适于控制输出手势以及金属感应盘对应的机械按键的键值；当手势操作部件停留在金属感应盘的时间达到设定阈值时，产生第二中断信号，检测机械按键的状态；当机械按键按下时，输出机械按键的键值。所述结合机械按键的手势识别方法、装置及电子设备通过金属感应盘采集感应数据判断手势结合机械按键的状态，对终端设备的操作指令进行判定，提高了导航终端手势操作识别的准确性和便捷性。

Description

结合机械按键的手势识别方法、装置及电子设备
技术领域
本发明涉及手势识别领域，尤其涉及一种结合机械按键的手势识别方法、装置及电子设备。
背景技术
在移动终端配置导航终端是常用的一种做法，导航终端是用来控制行为和驱动的操作盘。导航终端是用来控制终端的上下左右以及确定操作的几个或全部功能的摇杆。导航终端的使用使用户对终端的控制更加快捷、方便。
现有技术中，传统的导航终端通常设置为机械按键，机械按键配置开关(Switch)，通过检测开关的闭合来检测机械按键的状态，从而检测到用户对机械按键的操作，并将开关的闭合/断开转换成相应的操作指令；还有一种导航终端为触摸板和机械按键结合，在机械按键的上方设置触摸板，在实现导航指令的同时也能实现对用户手势的识别。
但是，触摸板和机械按键的结合在实际实现过程中，结构复杂，操作工艺复杂，导致生成成本高；同时，由于机械按键设置在触摸板的下方，机械按键的手感差，容易连键和误触发，导致按键输出错误，导航终端操作指令识别的准确性低。
发明内容
本发明解决的技术问题是如何提高导航终端手势操作识别的准确性和便捷性。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种结合机械按键的手势识别方法，所述结合机械按键的手势识别方法包括：
采集金属感应盘的感应数据，所述感应数据的大小与所述金属感应盘和手势操作部件的接触面积成正比；
根据所述感应数据的大小，判断所述手势操作部件的手势；
当所述手势操作部件产生手势后，产生第一中断信号，适于控制输出所述手势以及所述金属感应盘对应的机械按键的键值；
当所述手势操作部件停留在所述金属感应盘的时间达到设定阈值时，产生第二中断信号，检测所述机械按键的状态；
当所述机械按键按下时，输出所述机械按键的键值。
可选的，按照设定频率采集所述金属感应盘的所述感应数据。
可选的，所述根据所述感应数据的大小，判断所述手势操作部件的手势操作包括：存储所述感应数据，形成所述感应数据的数据矩阵，所述数据矩阵包括识别位以及采集时间值两个维度；根据所述数据矩阵以及所述金属感应盘对应的识别位，识别并输出与所述手势操作部件的操作匹配的手势。
可选的，当所述手势操作部件没有产生手势时，采集所述金属感应盘的所述感应数据；当所述手势操作部件停留在所述金属感应盘的时间没有达到设定阈值时，采集所述金属感应盘的所述感应数据。
可选的，所述第二中断信号控制所述机械按键的扫描，并输出扫描得到的机械按键的键值。
可选的，将所述机械按键的所述键值转换为可供电子设备执行的操作指令。
为解决上述技术问题，本发明实施例还公开了一种结合机械按键的手势识别装置，所述结合机械按键的手势识别装置包括：
对应于至少五个识别位设置的金属感应盘；
对应于所述金属感应盘设置的机械按键；
微控制单元；
采集单元，适于采集金属感应盘的感应数据，所述感应数据的大小与所述金属感应盘和手势操作部件的接触面积成正比；
手势识别单元，根据所述感应数据的大小，判断所述手势操作部件的手势；
按键检测单元，当所述手势操作部件停留在所述金属感应盘的时间达到设定阈值时，检测所述机械按键的状态；
输出单元，适于输出所述手势以及所述金属感应盘对应的机械按键的键值。
可选的，在所述手势操作部件产生手势后，所述手势识别单元产生第一中断信号并输出至所述微控制单元，适于控制所述输出单元输出所述手势以及所述金属感应盘对应的机械按键的键值。
可选的，在所述手势操作部件停留在所述金属感应盘的时间达到设定阈值时，所述按键检测单元产生第二中断信号并输出至所述微控制单元，控制检测所述机械按键的状态。
可选的，当所述机械按键按下时，所述输出单元输出所述机械按键的键值。
本发明实施例还公开了一种电子设备，其特征在于，电子设备包括所述结合机械按键的手势识别装置。
与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下有益效果：
本发明实施例采集金属感应盘的感应数据，根据所述感应数据的大小，判断所述手势操作部件的手势；当所述手势操作部件产生手势后，产生第一中断信号，适于控制输出所述手势以及所述金属感应盘对应的机械按键的键值；当所述手势操作部件停留在所述金属感应盘的时间达到设定阈值时，产生第二中断信号，检测所述机械按键的状态；当所述机械按键按下时，输出所述机械按键的键值。通过金属感应盘采集感应数据判断手势结合机械按键的状态对终端设备的操作指令进行判定，提高了导航终端手势操作识别的准确性和便捷性。
附图说明
图1是本发明实施例一种结合机械按键的手势识别装置的金属感应盘结构示意图；
图2是本发明实施例一种结合机械按键的手势识别方法流程图；
图3是本发明实施例另一种结合机械按键的手势识别方法流程图；
图4是本发明实施例一种结合机械按键的手势识别装置结构示意图。
具体实施方式
如背景技术中所述，触摸板和机械按键的结合在实际实现过程中，结构复杂，操作工艺复杂，导致生成成本高；同时，由于机械按键设置在触摸板的下方，机械按键的手感差，容易连键和误触发。
本发明实施例采集金属感应盘的感应数据，根据所述感应数据的大小，判断所述手势操作部件的手势；当所述手势操作部件产生手势后，产生第一中断信号，适于控制输出所述手势以及所述金属感应盘对应的机械按键的键值；当所述手势操作部件停留在所述金属感应盘的时间达到设定阈值时，产生第二中断信号，检测所述机械按键的状态；当所述机械按键按下时，输出所述机械按键的键值。通过金属感应盘采集感应数据判断手势结合机械按键的状态对终端设备的操作指令进行判定，提高了导航终端手势操作识别的准确性和便捷性。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
图1是本发明实施例一种结合机械按键的手势识别装置的金属感应盘结构示意图。
请参照图1，在本发明实施例的结合机械按键的手势识别装置中，采用5个金属感应盘3011、3012、3013、3014、3015以供手势操作部件(图未示)进行操作，从而生成感应数据以分析所述手势操作部件的运动轨迹。
一般地，所述手势操作部件可以是手指，也可以是手指可操作的能在手势识别装置上操作的任何部件，如操控笔等。
所述5个金属感应盘3011、3012、3013、3014和3015分别对应识别位D1、D2、D3、D4和D5设置，且分别分布在四个方位；所述5个金属感应盘3011、3012、3013、3014和3015分别设置有对应的机械按键P1、P2、P3、P4和P5。
本实施例中，所述金属感应盘3011、3012、3013、3014和3015的形状可以是任意形状，可以根据实际应用的环境做适应性的调整。
为捕获所述手势操作部件的运动轨迹，在至少包括上下左右方位的位置，手势识别装置配置至少5个识别位D1、D2、D3、D4和D5，通过所述至少5个识别位对应的金属感应盘的感应数据的变化情况，来判断手势操作部件的运动方向。
在具体实施中，所述金属感应盘3011、3012、3013、3014和3015可以嵌入在集成电路板(图未示)上，金属感应盘对应的集成电路板区域的集成电路用于采集所述金属感应盘的感应数据，基于所述感应数据与识别位信息生成相应的手势识别结果。
本发明实施例中，所述机械按键为金属箔片与金属感应盘构成。当机械按键P1、P2、P3、P4和P5按下时，所述金属箔片与金属感应盘接触，在金属感应盘对应的集成电路板区域的电容发生变化，集成电路将所述电容引起的电压信号输出。
本发明实施例中，手势操作部件与所述金属感应盘3011、3012、3013、3014和/或3015接触时，接触部分的金属感应盘与对应集成电路区域的电极产生电容，集成电路将所述电容引起的电压值作为感应数据输出。手势操作部件与所述金属感应盘接触面积越大，金属感应盘与对应识别位区域的电极产生电容就越大，集成电路输出的电压值也越大，金属感应盘采集到的感应数据也越大。所以根据感应数据的大小可以判定手势操作部件的位置，根据一定时间内感应数据的变化可以判定手势操作部件的运动方向。
需要说明的是，由于金属感应盘受外界环境因素的影响，如外界温度、湿度、人手干扰，在金属感应盘无手势操作部件时，也会采集到一定大小的感应数据，所述感应数据为初始感应数据。
本发明实施例中，在一段采集时间内，金属感应盘3012的感应数据从大到小变化，金属感应盘3015的感应数据先从小到大后从大到小，金属感应盘3014的感应数据从小到大变化，表示手势操作部件与金属感应盘3012的接触面积从大到小变化，手势操作部件与金属感应盘3015的接触面积先从小到大后从大到小，手势操作部件与金属感应盘3014的接触面积从小到大变化。由此可以判定手势操作部件是从金属感应盘3012经过金属感应盘3015移动到金属感应盘3014，参阅图1中金属感应盘3012、3014和3015对应的识别位D2、D4和D5的位置，可以判定手势操作部件的运动方向为从上往下。
通过上述实施例中金属盘对应识别位的相互位置和数据矩阵来进行手势识别，降低了手势识别所需传感器的数量。
在具体实施中，所述金属感应盘可以为铜片，也可以为其他已知的可以引起识别位电路电容变化的元件。所述金属感应盘的大小和形状可以由用户根据实际应用环境做适应性的调整。不同形状大小的金属感应盘，可以满足不同平台对手势识别装置的需求。
需要说明的是，所述结合机械按键的手势识别装置的金属感应盘为5个仅为举例，并不应对其实现方式加以限制。所述金属感应盘的个数和位置的分配都可以根据实际需要实现的手势识别功能和应用的设备的尺寸等相应的调整。
图2是本发明实施例一种结合机械按键的手势识别方法流程图。
请参照图2，所述结合机械按键的手势识别方法包括：步骤S201，采集金属感应盘的感应数据。
本实施例中，所述结合机械按键的手势识别方法按照设定频率采集所述金属感应盘的所述感应数据；由于感应数据是变化的，为了能够采集到更多的感应数据，按照设定频率采集所述感应数据。所述设定频率可以由用户通过相应的终端控制设备自定义设置，根据实际操作环境做适应性的调整，以满足实际应用需求。
所述感应数据的大小与所述金属感应盘和手势操作部件的接触面积成正比。
步骤S202，根据所述感应数据的大小，判断所述手势操作部件的手势。
本实施例中，采集到所述感应数据后，存储所述感应数据，形成所述感应数据的数据矩阵，所述数据矩阵包括识别位以及采集时间值两个维度；根据所述数据矩阵以及金属感应盘对应的识别位，识别与所述手势操作部件的操作匹配的手势。
所述数据矩阵中同一所述采集时间值维度，最大所述感应数据对应的所述识别位，是所述手势操作部件的位置；所述采集时间内，所述感应数据由大到小依次对应的所述识别位的轨迹，则是所述手势操作部件的运动轨迹。
表1为本发明实施例一种数据矩阵。
D1 D2 D3 D4 D5
T1 50 20 20 20 20
T2 50 23 20 23 30
T3 48 25 22 25 35
T4 47 28 28 28 40
T5 45 30 31 30 45
T6 42 33 35 33 48
T7 38 35 40 35 50
T8 30 30 45 30 48
T9 25 28 50 28 45
T10 20 25 53 25 40
表1
其中，T1—T10表示采集时间值，D1—D5表示识别位。
从数据矩阵中可以看出，在T1—T10采集时间内，识别位D1的感应数据从大到小变化，识别位D3的感应数据从小到大变化，识别位D2、D4和D5的感应数据先是从小到大，又从大到小变化，且D5的感应数据变化量均大于D2和D4。判断所述手势操作部件的运动轨迹为从识别位D1经过识别位D2、D4和D5，到达识别位D3，具体实施例中，结合图1中识别位对应的金属感应盘的位置，可以判定所述手势操作部件的运动轨迹为从左到右。
步骤S203，当所述手势操作部件产生手势后，产生第一中断信号，适于控制输出所述手势以及所述金属感应盘对应的机械按键的键值。
本实施例中，不同的机械按键的对应不同的键值，不同键值对应不同的操作控制指令；当所述手势操作部件产生手势后，所述机械按键对应的识别位区域产生电压信号；此时产生第一中断信号至微控制单元，微控制单元基于第一中断信号通过两线式串行总线(Inter－Integrated Circuit,I2C)读取手势识别结果以及所述手势轨迹对应的键值。
具体实施中，I2C总线通过串行数据(SDA)线和串行时钟(SCL)线在微控制单元和集成电路之间传递信息。微控制单元和集成电路都有一个唯一的地址识别。首先送最高位，由集成电路发出第一中断信号，即启动信号，SDA在SCL高电平期间由高电平跳变为低电平，然后由集成电路发送一个字节的数据，数据传送完成后，由集成电路发出停止信号，SDA在SCL高电平期间由低电平跳变为高电平。
步骤S204，当所述手势操作部件停留在所述金属感应盘的时间达到设定阈值时，产生第二中断信号，检测所述机械按键的状态。
本实施例中，检测手势操作部件在金属感应盘的停留时间，当手势操作部件停留在所述金属感应盘的时间设定阈值时，例如超过300ms时，产生第二中断信号至微控制单元，微控制单元基于第二中断信号进行机械按键的扫描，检测所述机械按键的状态。
可以理解的是，所述设定阈值为可以根据实际应用环境做适应性调整。
具体实施中，一并参照图1，微控制单元对机械按键P1、P2、P3、P4和P5对应的识别位D1、D2、D3、D4和D5区域进行列式扫描，检测所述机械按键P1、P2、P3、P4或P5对应的识别位区域D1、D2、D3、D4或D5电压的变化。
步骤S205，当所述机械按键按下时，输出所述机械按键的键值。
本实施例中，识别位区域D1、D2、D3、D4或D5电压发生变化时，输出对应所述机械按键P1、P2、P3、P4或P5的键值。
本实施例中，所述机械按键为轻触开关，通过短暂接触触发开关电路，实现相应电路的工作和停止工作。使用时，满足轻触开关的操作力就向开关操作方向施压，开关闭合接通；当撤销压力时，开关即断开。所述机械按键为金属箔片与金属感应盘构成，通过金属箔片与金属感应盘的接触来实现机械按键的通断。
本发明实施例通过金属感应盘采集感应数据判断手势结合机械按键的状态对终端设备的操作指令进行判定，提高了导航终端手势操作识别的准确性和便捷性。
图3是本发明实施例另一种结合机械按键的手势识别方法流程图。
请参照图3，所述结合机械按键的手势识别方法包括：
步骤S301，采集金属感应盘的感应数据。
步骤S302，判断是否产生手势，如果是，进入步骤S303，否则继续步骤S301。
步骤S303，产生第一中断信号。
步骤S304，输出手势以及金属感应盘对应的机械按键的键值。
步骤S305，扫描金属感应盘。
步骤S306，判断手势操作部件停留在金属感应盘的时间是否超过300ms，如果是，进入步骤S307，否则继续步骤S305。
步骤S307，产生第二中断信号。
步骤S308，判断是否有机械按键按下，如果是，进入步骤S309，否则进入步骤S304。
步骤S309，输出机械按键的键值。
本实施例中，在手势操作部件停留在金属感应盘的时间超过300ms，且机械按键按下时，按照机械按键的结果输出机械按键的键值。在机械按键按下但是手势操作部件停留在金属感应盘的时间没有超过300ms时，微控制单元通过I2C总线读取手势识别结果以及相应金属感应盘对应的机械按键的键值。通过设置时间阈值，来判定输出手势识别结果或机械按键的键值，提高了输出结果的精确性。
可以理解的是，本发明实施例中的时间阈值的数值仅为示例性，不应看作对本发明实施例的限制。
本发明实施例的具体实施方式可参考前述相应实施例，此处不再赘述。
图4是本发明实施例一种结合机械按键的手势识别装置结构示意图。
请参照图4，一并参照图1，所述结合机械按键的手势识别装置40包括：对应于至少五个识别位设置的金属感应盘401，对应于所述金属感应盘设置的机械按键406，微控制单元404，采集单元402、手势识别单元403、按键检测单元407和输出单元405。
其中，采集单元402适于采集金属感应盘的感应数据，所述感应数据的大小与所述金属感应盘401和手势操作部件的接触面积成正比。手势识别单元403适于根据所述感应数据的大小，判断所述手势操作部件的手势。按键检测单元407在所述手势操作部件停留在所述金属感应盘的时间达到设定阈值时，检测所述机械按键的状态。输出单元405适于输出所述手势以及所述金属感应盘对应的机械按键的键值。
本实施例中，在所述手势操作部件产生手势后，所述手势识别单元403产生第一中断信号并输出至所述微控制单元404，适于控制所述输出单元405输出所述手势以及所述金属感应盘401对应的机械按键的键值。在所述手势操作部件停留在所述金属感应盘401的时间达到设定阈值时，所述按键检测单元407产生第二中断信号并输出至所述微控制单元404，控制检测所述机械按键406的状态。当所述机械按键406按下时，所述输出单元405输出所述机械按键的键值。
本发明实施例的具体实施方式可参考前述相应实施例，此处不再赘述。
本发明实施例还公开了一种电子设备，所述电子设备内配置所述结合机械按键的手势识别装置。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：ROM、RAM、磁盘或光盘等。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (11)

1.一种结合机械按键的手势识别方法，其特征在于，包括：
采集金属感应盘的感应数据，所述感应数据的大小与所述金属感应盘和手势操作部件的接触面积成正比；
根据所述感应数据的大小，判断所述手势操作部件的手势；
当所述手势操作部件产生手势后，产生第一中断信号，适于控制输出所述手势以及所述金属感应盘对应的机械按键的键值；
当所述手势操作部件停留在所述金属感应盘的时间达到设定阈值时，产生第二中断信号，检测所述机械按键的状态；
当所述机械按键按下时，输出所述机械按键的键值。
2.根据权利要求1所述的结合机械按键的手势识别方法，其特征在于，按照设定频率采集所述金属感应盘的所述感应数据。
3.根据权利要求1所述的结合机械按键的手势识别方法，其特征在于，所述根据所述感应数据的大小，判断所述手势操作部件的手势操作包括：存储所述感应数据，形成所述感应数据的数据矩阵，所述数据矩阵包括识别位以及采集时间值两个维度；根据所述数据矩阵以及所述金属感应盘对应的识别位，识别并输出与所述手势操作部件的操作匹配的手势。
4.根据权利要求1所述的结合机械按键的手势识别方法，其特征在于，当所述手势操作部件没有产生手势时，采集所述金属感应盘的所述感应数据；当所述手势操作部件停留在所述金属感应盘的时间没有达到设定阈值时，采集所述金属感应盘的所述感应数据。
5.根据权利要求1所述的结合机械按键的手势识别方法，其特征在于，所述第二中断信号控制所述机械按键的扫描，并输出扫描得到的机械按键的键值。
6.根据权利要求1所述的结合机械按键的手势识别方法，其特征在于，将所述机械按键的所述键值转换为可供电子设备执行的操作指令。
7.一种结合机械按键的手势识别装置，其特征在于，包括：
对应于至少五个识别位设置的金属感应盘；
对应于所述金属感应盘设置的机械按键；
微控制单元；
采集单元，适于采集金属感应盘的感应数据，所述感应数据的大小与所述金属感应盘和手势操作部件的接触面积成正比；
手势识别单元，根据所述感应数据的大小，判断所述手势操作部件的手势；
按键检测单元，当所述手势操作部件停留在所述金属感应盘的时间达到设定阈值时，检测所述机械按键的状态；
输出单元，适于输出所述手势以及所述金属感应盘对应的机械按键的键值。
8.根据权利要求7所述的结合机械按键的手势识别装置，其特征在于，在所述手势操作部件产生手势后，所述手势识别单元产生第一中断信号并输出至所述微控制单元，适于控制所述输出单元输出所述手势以及所述金属感应盘对应的机械按键的键值。
9.根据权利要求7所述的结合机械按键的手势识别装置，其特征在于，在所述手势操作部件停留在所述金属感应盘的时间达到设定阈值时，所述按键检测单元产生第二中断信号并输出至所述微控制单元，控制检测所述机械按键的状态。
10.根据权利要求9所述的结合机械按键的手势识别装置，其特征在于，当所述机械按键按下时，所述输出单元输出所述机械按键的键值。
11.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求7至10任一项所述的结合机械按键的手势识别装置。
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