阅读说明：本技术 用于手势识别及防撞提醒的控制系统和移动终端 (Control system and mobile terminal for gesture recognition and anti-collision reminding ) 是由 周杰 张轩轩 武书源 于 2020-05-12 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种用于手势识别及防撞提醒的控制系统和移动终端,涉及电子信息技术领域。包括用于手势识别的第一雷达传感器、用于防撞提醒的第二雷达传感器、识别组件、控制器、收发组件和提醒组件,所述控制器分别与所述第一雷达传感器、所述第二雷达传感器、所述识别组件和所述提醒组件电连接,所述第一雷达传感器和所述第二雷达传感器分别与所述收发组件电连接。能够同时具有手势识别和防撞提醒的设计,提升移动终端的适用性和多功能化。(The invention discloses a control system and a mobile terminal for gesture recognition and anti-collision reminding, and relates to the technical field of electronic information. Including the first radar sensor that is used for gesture recognition, the second radar sensor that is used for the anticollision to remind, discernment subassembly, controller, receiving and dispatching subassembly and warning subassembly, the controller respectively with first radar sensor the second radar sensor the discernment subassembly with remind the subassembly electricity and connect, first radar sensor with the second radar sensor respectively with receiving and dispatching subassembly electricity is connected. The design that gesture recognition and anticollision were reminded can have simultaneously, promotes mobile terminal's suitability and multi-functional.)

用于手势识别及防撞提醒的控制系统和移动终端

技术领域

本发明涉及电子信息技术领域，具体而言，涉及一种用于手势识别及防撞提醒的控制系统和移动终端。

背景技术

随着社会的发展，人们的生活节奏加快，对移动终端产品的功能多样化需求和使用频率越来越高，不管在何时何地都有可能需要使用移动终端产品。示例的，在步行过程需要用移动终端回消息、查找文件或娱乐时，一般是眼睛的注意力在移动终端的状态下进行盲走，即低头族人员。然而，现今社会马路上或者林荫道上会有各种车辆、树木、垃圾桶或前方的行人等，增加了低头族人群的行走风险性。

另外，在处于湿手状态或手头上有其他事情时，不方便将移动终端握持在手上进行操作，通过手势识别进行人机交互是一个很好的解决方案。现有技术中多是基于图像处理的手势识别，通过单个或者多个图像采集传感器，采集人体手势的图形影像数据，然后对采集的图像数据进行成像分析，最终和之前建立的手势模型进行比对分析，判断书具体的手势姿态，以实现交互的目的。

基于此，需要移动终端同时具有手势识别和防撞提醒的设计，以满足日益增长的社会需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于手势识别及防撞提醒的控制系统和移动终端，能够同时具有手势识别和防撞提醒的设计，提升移动终端的适用性和多功能化。

本发明的实施例是这样实现的：

本发明实施例的一方面，提供一种用于手势识别及防撞提醒的控制系统，包括用于手势识别的第一雷达传感器、用于防撞提醒的第二雷达传感器、识别组件、控制器、收发组件和提醒组件，所述控制器分别与所述第一雷达传感器、所述第二雷达传感器、所述识别组件和所述提醒组件电连接，所述第一雷达传感器和所述第二雷达传感器分别与所述收发组件电连接。

可选地，所述收发组件包括第一收发天线和第二收发天线，所述第一收发天线与所述第一雷达传感器连接，所述第二收发天线与所述第二雷达传感器连接。

可选地，所述第一收发天线和所述第二收发天线均为多进多出天线。

可选地，所述第一雷达传感器包括功分器，以及分别与所述功分器连接的压控振荡器和混频器，其中，所述功分器还通过收发转换器与所述第一收发天线连接，所述收发转换器通过放大器与所述混频器连接，所述混频器通过模数转换器与所述控制器连接。

可选地，所述第一雷达传感器发射的电磁波频段为60GHz。

可选地，所述第二雷达传感器发射的电磁波频段为24GHz。

可选地，所述第一雷达传感器手势识别的有效范围是5cm～30cm。

可选地，当所述第二雷达传感器检测到障碍物的距离小于或等于80cm时，所述提醒组件发出提醒信号。

本发明实施例的另一方面，提供一种移动终端，包括具有显示界面前端面和背离显示界面的后端面，以及如上任意一项所述的用于手势识别及防撞提醒的控制系统，其中，所述用于手势识别及防撞提醒的控制系统的第一收发天线朝向所述前端面，第二收发天线朝向所述后端面。

可选地，所述第二收发天线与所述后端面之间具有预设夹角。

本发明实施例的有益效果包括：

本发明实施例提供的用于手势识别及防撞提醒的控制系统和移动终端，通过用于手势识别的第一雷达传感器，第一雷达传感器收发组件收发电磁波进行检测，无论光线强弱，背景为何种颜色，手上是否带有手套，或者手上是否有水渍等，电磁波都能不受影响的检测到真实目标，识别可靠稳定。通过第一雷达传感器识别目标后(即对应的手势)，控制器接收到第一雷达传感器的扫描目标后，将目标信息转发至识别组件，对预置的特定手势进行对比，识别组件再将对比的结果发送至控制器，控制器根据对应手势做出控制指令，从而实现手势识别的目的。同样的，第二雷达传感器通过收发组件收发电磁波进行检测，控制器接收到第二雷达传感器检测到的障碍物距离后，将接收到的距离信息与预设距离进行对比，当检测到的距离小于或等于预设距离时，控制器发送控制指令至提醒组件，使提醒组件运行，以提醒使用者注意。本申请提供的用于手势识别及防撞提醒的控制系统能够同时具有手势识别和防撞提醒的设计，从而提升移动终端的适用性和多功能化，更好的提升用体验。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的用于手势识别及防撞提醒的控制系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的识别组件预置的手势示意图；

图3为本发明实施例提供的第一雷达传感器的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的移动终端的结构示意图。

图标：100-用于手势识别及防撞提醒的控制系统；110-第一雷达传感器；111-功分器；112-压控振荡器；113-收发转换器；114-放大器；115-混频器；120-第二雷达传感器；130-识别组件；131-第一手势；133-第二手势；135-第三手势；137-第四手势；139-第五手势；140-控制器；150-收发组件；152-第一收发天线；154-第二收发天线；160-提醒组件；170-模数转换器；200-移动终端；210-前端面；220-后端面。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参照图1，本实施例提供一种用于手势识别及防撞提醒的控制系统100，包括用于手势识别的第一雷达传感器110、用于防撞提醒的第二雷达传感器120、识别组件130、控制器140、收发组件150和提醒组件160，所述控制器140分别与所述第一雷达传感器110、所述第二雷达传感器120、所述识别组件130和所述提醒组件160电连接，所述第一雷达传感器110和所述第二雷达传感器120分别与所述收发组件150电连接。

需要说明的是，第一，第一雷达传感器110和第二雷达传感器120为毫米波雷达，毫米波雷达能分辨识别很小的目标，而且能同时识别多个目标；具有分辨率高、体积小、抗干扰能力强、机动性好等特点。而且毫米波雷法对慢目标和振动目标具有良好的检测和识别能力，易于利用目标多普勒频率特性进行目标特征识别。

第二，第一雷达传感器110和第二雷达传感器120分别通过收发组件150将电磁波辐射至大气中，在特定范围形成波束向前传播。电磁波遇到波束内的目标后，将沿着各个方向产生反射，其中的一部分电磁波反射回电磁波发射的方向，被收发组件150获取。被获取的电磁波经过第一雷达传感器110和第二雷达传感器120的处理，得出所需的信息。如，第一雷达传感器110识别手势信息，第二雷达传感器120识别距离信息，以完成对应的功能。

第四，第一雷达传感器110和第二雷达传感器120均可采用定时发送FMCW(英文名称：Frequency Modulated Continuous Wave，调频的连续波信号)的形式。请参考图2，识别组件130内预设有五组手势，其中，第一手势131用于唤醒手势识别功能，第二手势133用于呼出菜单，第三手势135用于上下滑动，第四手势137用于左右滑动(可对应返回功能)，第五手势139用于点击确认。当识别组件130接收到第二雷达传感器120检测到的手势信息后进行比对，以确认手势的操作类别，进而通过控制器140进行相应的功能响应。使用者也可以自定义手势，以自己习惯的手势进行操作。

第四，以锯齿波体制FMCW雷达为例，第二雷达传感器120将接收信号与发射信号混频，得到中频信号(IF Signal)，对其进行傅里叶变换，找出幅度谱峰值位置，从而得出障碍物距离，以便于在距离过小时及时通过控制器140控制提醒组件160运行以实现提醒响应。同样的，也可以采用三角波体制的FMCW雷达，发射信号(电磁波)发出后，经过目标反射的回波信号会有延时，在三角形的频率变化中，可以在上升沿和下降沿两者上进行距离测量，从而得出障碍物距离。

本发明实施例提供的用于手势识别及防撞提醒的控制系统100，通过用于手势识别的第一雷达传感器110，第一雷达传感器110收发组件150收发电磁波进行检测，无论光线强弱，背景为何种颜色，手上是否带有手套，或者手上是否有水渍等，电磁波都能不受影响的检测到真实目标，识别可靠稳定。通过第一雷达传感器110识别目标后(即对应的手势)，控制器140接收到第一雷达传感器110的扫描目标后，将目标信息转发至识别组件130，对预置的特定手势进行对比，识别组件130再将对比的结果发送至控制器140，控制器140根据对应手势做出控制指令，从而实现手势识别的目的。同样的，第二雷达传感器120通过收发组件150收发电磁波进行检测，控制器140接收到第二雷达传感器120检测到的障碍物距离后，将接收到的距离信息与预设距离进行对比，当检测到的距离小于或等于预设距离时，控制器140发送控制指令至提醒组件160，使提醒组件160运行，以提醒使用者注意。本申请提供的用于手势识别及防撞提醒的控制系统100能够同时具有手势识别和防撞提醒的设计，从而提升移动终端的适用性和多功能化，更好的提升用体验。

如图1所示，收发组件150包括第一收发天线152和第二收发天线154，第一收发天线152与第一雷达传感器110连接，第二收发天线154与第二雷达传感器120连接。

具体的，第一收发天线152与第一雷达传感器110连接，与第一雷达传感器110形成电磁信号的传输。第二收发天线154与第二雷达传感器120连接，与第二雷达传感器120形成电磁信号的传输。第一收发天线152和第二收发天线154可独立工作，互不影响。从而保证手势识别与防撞提醒的稳定性。

为进一步提升收发天线的性能，第一收发天线152和第二收发天线154均可采用多进多出(英文名称：multiple input multiple output，MIMO)天线。MIMO是指在发射端和接收端分别使用多个发射天线和接收天线，使信号通过发射端与接收端的多个天线传送和接收，从而改善通信质量。它能充分利用空间资源，通过多个天线实现多发多收，在不增加频谱资源和天线发射功率的情况下，可以成倍的提高系统信道容量。这样一来，通过收发天线性能的提升，进而有利于提升第一雷达传感器110和第二雷达传感器120的使用性能。

如图3所示，本申请以第一雷达传感器110为例进行说明，第一雷达传感器110可与第二雷达传感器120的设置形式形同，或在其基础上稍加改进。第一雷达传感器110包括功分器111，以及分别与功分器111连接的压控振荡器112(英文名称：Voltage ControlledOscillator，VCO)和混频器115，其中，功分器111还通过收发转换器113与第一收发天线152连接，收发转换器113通过放大器114与混频器115连接，混频器115通过模数转换器170(英文名称：Analog-to-digital converter，ADC)与控制器140连接。

具体的，第一雷达传感器110的工作过程为：压控振荡器112产生调频连续波，通过功分器111将部分电磁波经过收发转换器113传输至第一收发天线152，在通过第一收发天线152发射出去，电磁波遇到人体手势后反射，在经过第一收发天线152接收，被接收的电磁波信号再经过收发转换器113进入混频器115，由于被接收的电磁波信号比较微弱，在传递至混频器115之前，也可以先通过放大器114进行放大操作后传递至混频器115。电磁波信号经过混频器115变频，低通滤波后变为中频信号，中频信号达到模数转换器170，模数转换器170进行采样把携带手势目标发射信息的数据发送给控制器140。控制器140将该数据信息发送至识别组件130，通过识别组件130确定具体的手势类别，再反馈给控制器140，从而实现手势识别来进行移动终端的操控。

其中，第一雷达传感器110发射的电磁波频段为60GHz，60Ghz频段的频谱范围为57～66GHz，在频谱资源日益紧缺的今天，采用这一免许可的资源，可以不用为了使用频段而付出高额的费用，有利于降低生产使用成本。而且60GHz的频段具有更高的分辨率，有利于提升手势识别的精准度。

第二雷达传感器120发射的电磁波频段为24GHz。24GHz雷达传感器，即本申请的第二雷达传感器120能通过发射与接收频率为24.125GHz左右的微波来感应物体的存在，运动速度，静止距离，物体所处角度等，结合微带天线技术，具有体积小、集成化程度高、感应灵敏等特点。如果要测量一个参数(距离)，如障碍物体到第二雷达传感器120的距离，以三角波FMCW体制得到雷达为例，只需选用线性升坡或降坡作为发射频率的时间相关函数，根据延迟效应的计算公式可以得到物体的距离。能够在准确测距的基础上降低整体功耗，并减小占用空间，以便于减小集成到移动终端的难度。

第一雷达传感器110手势识别的有效范围是5cm～30cm。这样一来，可以避免外界环境的干扰，去除其他杂波因子，有利于提升手势识别的精准度。使用者通过手势识别功能操控移动终端时，距离移动终端的距离为5cm、10cm、20cm或30cm均可做到精准识别，有利于提升交互体验。

防撞提醒一般应用于使用者在步行途中使用移动终端的情况，当第二雷达传感器120检测到障碍物的距离小于或等于80cm时，提醒组件160发出提醒信号。

具体的，当使用者手持移动终端步行过程中，当第二雷达传感器120检测到的距离位于设定的阈值区间时，如80cm或70cm，通过控制器140控制提醒组件160运行，以使提醒组件160发出提醒信号。提醒组件160可采用振动的形式、使移动终端显示屏高亮闪烁的形式或者声音提醒等信号的形式，本申请对此不做具体限制，只要能够起到及时提醒使用者的目的即可。

请参照图4，本申请还提供一种移动终端200，包括具有显示界面前端面210和背离显示界面的后端面220，以及前述实施例中的用于手势识别及防撞提醒的控制系统100，其中，用于手势识别及防撞提醒的控制系统100的第一收发天线152朝向前端面210，第二收发天线154朝向后端面220。

具体的，用于手势识别及防撞提醒的控制系统100可通过PCB板与移动终端200实现集成组装。在对收发组件150进行设置时，收发组件150的第一收发天线152朝向前端面210，即PCB板与前端面210之间，第二收发天线154朝向后端面220，即PCB板与后端面220之间，也就是说第一收发天线152和第二收发天线154位于PCB板的相对两侧。这样一来，可以根据第一雷达传感器110和第二雷达传感器120要实现的作用有针对性的设置第一收发天线152和第二收发天线154的位置。使得手势识别和防撞提醒功能实现过程中，信号稳定传输，避免遮挡造成信号损失。

需要说明的是，该移动终端200可以是手机、平板电脑、便携式电脑、个人数字助理(英文名称：Personal Digital Assistant，PDA)等等，该用于手势识别及防撞提醒的控制系统100可以是手机中的一个组件、平板电脑中的一个组件、便携式电脑中的一个组件、PDA中的一个组件等等。示例的，当该用于手势识别及防撞提醒的控制系统100作为手机的一个组件使用时，控制器140可采用ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元)，与手机中的处理器(英文名称：central processing unit，CPU)连接，实现所需功能的集成。

另外，第二收发天线154与后端面220之间具有预设夹角。这样一来，在使用者手持移动终端200边使用边走动过程中，可以使第二收发天线154的收发传输侧更好的朝向运动方向，有利于减小地面杂波的影响，有利于降低数据处理难度，提升距离检测的精准度。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。