本發(fā)明涉及智能控制，民用雷達(dá)應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及利用雷達(dá)波與手勢(shì)控制結(jié)合的遙控系統(tǒng)和工作方法。

背景技術(shù)：

隨著軍用技術(shù)向民用化轉(zhuǎn)移、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的逐步興起，雷達(dá)技術(shù)已經(jīng)不再是以往的那樣神秘，萬(wàn)物互聯(lián)、智能家居也有了更深層次的需求。

同時(shí)，隨著科技的發(fā)展，人們對(duì)舒適的家居生活需求越來(lái)越強(qiáng)烈，很多年輕人都希望有一天我們拉動(dòng)窗簾只需要單手在空間中輕輕一揮而已，調(diào)節(jié)音箱音量我們只需要伸出食指在空中畫(huà)一個(gè)圈而已，周末當(dāng)我們向賴會(huì)兒床時(shí)我們只需伸出大拇指做出點(diǎn)贊的姿勢(shì)，廚房的粥煲就會(huì)按以往記憶和自動(dòng)學(xué)習(xí)的最佳狀態(tài)做好早餐。

另外，我們可以重復(fù)定義手勢(shì)，比如你在客廳伸出食指畫(huà)個(gè)圈音響的音量將被控制，你在臥室伸出食指畫(huà)個(gè)圈則臥式燈的亮度就會(huì)發(fā)生變化。

為了給用戶提供更方便、更好的使用體驗(yàn)，為了使我們生活與科技更好的融合，因此本發(fā)明應(yīng)運(yùn)而生。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，利用雷達(dá)技術(shù)的高可靠性來(lái)解決智能物聯(lián)網(wǎng)浪潮下用戶對(duì)舒居、精致、愜意、充滿科技感的生活需求，提供一種利用雷達(dá)波的手勢(shì)遙控系統(tǒng)及其工作方法。

為解決上述的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種利用雷達(dá)波的手勢(shì)遙控系統(tǒng)，包括：

發(fā)射器及與所述發(fā)射器連接的發(fā)射電線，發(fā)射器通過(guò)發(fā)射天線將雷達(dá)波發(fā)射出去；

接收器及與所述接收器連接的接收天線，接收器接收觸碰物體后被反射回來(lái)的雷達(dá)波，并將雷達(dá)波轉(zhuǎn)化為電信號(hào)；

與所述接收器連接的信號(hào)處理單元，信號(hào)處理單元分析接收到的電信號(hào)并將映射的控制信號(hào)通過(guò)無(wú)線信號(hào)通訊組件發(fā)送到終端設(shè)備；

與所述信號(hào)處理單元連接的無(wú)線信號(hào)通訊組件，用于遙控信號(hào)和終端設(shè)備狀態(tài)信息的傳輸通道；

以及終端設(shè)備。

更進(jìn)一步的技術(shù)方案是所述發(fā)射器包括60GHz的毫米雷達(dá)波發(fā)生器。

更進(jìn)一步的技術(shù)方案是所述接收器包括電磁波-電信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊。

更進(jìn)一步的技術(shù)方案是所述信號(hào)處理單元包括主控MCU、操作系統(tǒng)以及應(yīng)用軟件。

更進(jìn)一步的技術(shù)方案是所述無(wú)線信號(hào)通訊組件包括WiFi芯片或藍(lán)牙芯片以及WiFi天線或藍(lán)牙天線。

更進(jìn)一步的技術(shù)方案是所述終端設(shè)備包括受控制的設(shè)備和移動(dòng)終端或云平臺(tái)。

更進(jìn)一步的技術(shù)方案是提供一種利用雷達(dá)波的手勢(shì)遙控系統(tǒng)的工作方法，所述的工作方法包括以下步驟：

步驟一、發(fā)射器通過(guò)發(fā)射天線發(fā)出60GHz的毫米雷達(dá)波；

步驟二、60GHz的毫米雷達(dá)波遇到用戶的手后，部分雷達(dá)波被反射回來(lái)；

步驟三、反射回來(lái)的雷達(dá)波通過(guò)接收天線被接收器接收，接收器將雷達(dá)波轉(zhuǎn)化為電信號(hào)；

步驟四、轉(zhuǎn)換后的電信號(hào)被信號(hào)處理單元所拾取，信號(hào)處理單元將該電信號(hào)編碼成數(shù)字信號(hào)并進(jìn)行手勢(shì)疊加，判斷手勢(shì)結(jié)束狀態(tài)特征，將疊加的手勢(shì)信號(hào)進(jìn)行數(shù)學(xué)物理分析以及計(jì)算機(jī)算法對(duì)雷達(dá)信號(hào)作過(guò)濾、篩選，并計(jì)算出物體的方位，利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法對(duì)捕捉的信號(hào)作體感手勢(shì)識(shí)別并映射成控制命令；

步驟五、控制命令通過(guò)無(wú)線信號(hào)通訊組件傳輸?shù)浇K端設(shè)備；

步驟六、終端設(shè)備響應(yīng)手勢(shì)命令并控制自身運(yùn)行，同時(shí)通過(guò)無(wú)線信號(hào)通訊組件回傳設(shè)備狀態(tài)信息。

更進(jìn)一步的技術(shù)方案是所述步驟二還包括：通過(guò)被反射回來(lái)的部分雷達(dá)波計(jì)算出手的距離、角度、以及行進(jìn)速度。

更進(jìn)一步的技術(shù)方案是所述接收天線和發(fā)射天線合二為一，通過(guò)射頻開(kāi)關(guān)分時(shí)切換發(fā)送和接收，再將接收到的發(fā)送、接收信號(hào)發(fā)送給信號(hào)處理單元中的運(yùn)算放大器放大信號(hào)。

更進(jìn)一步的技術(shù)方案是還包括信息處理單元與終端設(shè)備通過(guò)無(wú)線信號(hào)通訊組件預(yù)先正確配對(duì)通訊，并且取得終端設(shè)備的授權(quán)步驟。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實(shí)施例的有益效果之一是：本發(fā)明在使用雷達(dá)波做手勢(shì)遙控時(shí)，可以充分利用三維空間，發(fā)射器安置可以比較高，從而解決了傳統(tǒng)印制電路板固化電極而造成的空間固化，手勢(shì)識(shí)別和布置區(qū)域受限的難題。

同時(shí)，由于雷達(dá)波的數(shù)據(jù)特征遠(yuǎn)小于圖像識(shí)別的數(shù)據(jù)量，所以在數(shù)據(jù)采集時(shí)對(duì)信號(hào)處理單元資源消耗也相對(duì)較少，這樣不僅減小了系統(tǒng)的復(fù)雜度，同時(shí)也增加了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，從而提升了體驗(yàn)感和實(shí)用性。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例利用雷達(dá)波的手勢(shì)遙控系統(tǒng)實(shí)施示意圖；

圖2為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例利用雷達(dá)波的手勢(shì)遙控系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)圖；

圖3為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例利用雷達(dá)波的手勢(shì)遙控系統(tǒng)的工作流程圖。

具體實(shí)施方式

本說(shuō)明書(shū)中公開(kāi)的所有特征，或公開(kāi)的所有方法或過(guò)程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。

本說(shuō)明書(shū)(包括任何附加權(quán)利要求、摘要和附圖)中公開(kāi)的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個(gè)特征只是一系列等效或類似特征中的一個(gè)例子而已。

下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)描述。

實(shí)施例1

如圖1和圖2所示，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，本實(shí)施例公開(kāi)一種利用雷達(dá)波的手勢(shì)遙控系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有發(fā)射器、接收器、發(fā)射天線和接收天線、信號(hào)處理單元、無(wú)線信號(hào)通訊組件、終端設(shè)備六大子系統(tǒng)。

發(fā)生器連接所述發(fā)射接收天線，接收器連接所述接收天線，接收器與所述信號(hào)處理單元連接，信號(hào)處理單元通過(guò)無(wú)線信號(hào)通訊組件控制終端設(shè)備。

其中，本實(shí)施例中發(fā)射器包括60GHz的毫米雷達(dá)波發(fā)生器；通過(guò)發(fā)射天線將雷達(dá)波發(fā)射出去；

接收器包括電磁波-電信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊，部分雷達(dá)波觸碰物體后被反射回來(lái)被接收器接收。

發(fā)射天線和接收天線分別與發(fā)射器和接收器連接，用于發(fā)射和接收雷達(dá)波。優(yōu)選的，本實(shí)施例中發(fā)射天線和接收天線為發(fā)射接收一體天線。

信號(hào)處理單元包括主控MCU、操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件、模數(shù)轉(zhuǎn)化模塊、編碼器模塊；用于數(shù)據(jù)采樣、量化、編碼、分析、疊加、組合、命令映射、通訊協(xié)議整合；信號(hào)處理單元分析接收到的信號(hào)并從中提取有用的信息諸如物體的距離、角度，以及行進(jìn)速度信息，并將映射的控制信號(hào)通過(guò)WiFi或藍(lán)牙通訊組件發(fā)送到終端設(shè)備。

無(wú)線信號(hào)通訊組件可以為：WiFi或藍(lán)牙通訊組件，包括WiFi芯片或藍(lán)牙芯片、WiFi天線或藍(lán)牙天線；用于遙控信號(hào)和終端設(shè)備狀態(tài)信息的傳輸通道。

終端設(shè)備，即為被控制設(shè)備，包括受控制的設(shè)備和移動(dòng)終端或云平臺(tái)。

本實(shí)施例利用雷達(dá)波的手勢(shì)遙控系統(tǒng)在利用雷達(dá)波時(shí)不存在印制板電極對(duì)空間的限制，測(cè)試距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電場(chǎng)感應(yīng)，且雷達(dá)波測(cè)距、軌跡追蹤具有高穩(wěn)定性在可靠性和誤判斷上也遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于圖像識(shí)別方式，如此一來(lái)便提升了體驗(yàn)感和實(shí)用性。在使用雷達(dá)波做手勢(shì)遙控時(shí)，可以充分利用三維空間，發(fā)射器安置可以比較高，從而就解決了傳統(tǒng)印制電路板固化電極而造成的空間固化，手勢(shì)識(shí)別和布置區(qū)域受限的難題。

同時(shí)，由于雷達(dá)波的數(shù)據(jù)特征遠(yuǎn)小于圖像識(shí)別的數(shù)據(jù)量，所以在數(shù)據(jù)采集時(shí)對(duì)信號(hào)處理單元資源消耗也相對(duì)較少，這樣不僅減小了系統(tǒng)的復(fù)雜度，同時(shí)也增加了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，從而提升了體驗(yàn)感和實(shí)用性。

實(shí)施例2

如圖3所示，根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，本實(shí)施例公開(kāi)利用雷達(dá)波的手勢(shì)遙控系統(tǒng)的工作方法，該工作方法包括以下步驟：

步驟1、發(fā)射器通過(guò)發(fā)射天線發(fā)出60GHz的毫米雷達(dá)波。

步驟2、60GHz的毫米雷達(dá)波遇到用戶的手部分雷達(dá)波被反射回來(lái)；在此步驟中，毫米雷達(dá)波只有一部分會(huì)被手反射回來(lái)，通過(guò)這一部分的雷達(dá)波計(jì)算出手的距離、角度、以及行進(jìn)速度。

步驟3、反射回來(lái)的雷達(dá)波通過(guò)接收天線被接收器接收，接收器將雷達(dá)波轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。

本實(shí)施例中，接收天線和發(fā)射天線已經(jīng)合二為一，通過(guò)射頻開(kāi)關(guān)分時(shí)切換發(fā)送和接收再將接收到的發(fā)送、接收信號(hào)送給信號(hào)處理單元中的運(yùn)算放大器放大信號(hào)。

步驟4、轉(zhuǎn)換后的電信號(hào)被信號(hào)處理單元所拾取，信號(hào)處理單元將此電信號(hào)編碼成數(shù)字信號(hào)并進(jìn)行手型一幅一幅疊加，判斷手勢(shì)結(jié)束狀態(tài)特征，將疊加的手勢(shì)信號(hào)進(jìn)行數(shù)學(xué)物理分析以及計(jì)算機(jī)算法對(duì)雷達(dá)信號(hào)作過(guò)濾、篩選，并計(jì)算出物體的方位在此基礎(chǔ)之上，利用前沿的機(jī)器學(xué)習(xí)算法對(duì)捕捉的信號(hào)作體感手勢(shì)識(shí)別并映射成控制命令。

具體的，本實(shí)施例中信號(hào)處理單元包括硬件、軟件、算法，這是整個(gè)系統(tǒng)的核心，它具有數(shù)據(jù)采樣、量化、編碼、分析、疊加、組合、命令映射、通訊協(xié)議整合的多種職能。

步驟5、控制命令通過(guò)WiFi或藍(lán)牙通訊組件傳輸?shù)浇K端設(shè)備。

其中，信息處理單元要與終端設(shè)備通訊，必須要預(yù)先正確配對(duì)和通過(guò)WiFi或藍(lán)牙實(shí)現(xiàn)連接，且取得終端設(shè)備的授權(quán)。

步驟6、終端設(shè)備響應(yīng)手勢(shì)命令并控制自身運(yùn)行，同時(shí)通過(guò)WiFi或藍(lán)牙通訊組件回傳設(shè)備狀態(tài)信息。到此時(shí)，此次控制過(guò)程結(jié)束。

本實(shí)施例通過(guò)利用雷達(dá)波的手勢(shì)遙控系統(tǒng)，解決了傳統(tǒng)手勢(shì)遙控中電磁場(chǎng)方案印制電路板固化電極而造成的空間固化，手勢(shì)識(shí)別和布置區(qū)域受限；圖像識(shí)別方案中圖像數(shù)據(jù)量的，數(shù)據(jù)采集時(shí)對(duì)信號(hào)處理單元資源消耗大，系統(tǒng)的復(fù)雜度，穩(wěn)定性差等問(wèn)題為用戶提供更實(shí)用的功能和服務(wù)，提升了體驗(yàn)感和實(shí)用性。

本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，以上實(shí)施例僅是為了幫助讀者更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案。如車載雷達(dá)波手勢(shì)控制，家電類特別冰箱雷達(dá)波手勢(shì)開(kāi)關(guān)門體，櫥柜衣柜雷達(dá)波手勢(shì)控制。

在本說(shuō)明書(shū)中所談到的“一個(gè)實(shí)施例”、“另一個(gè)實(shí)施例”、“實(shí)施例”等，指的是結(jié)合該實(shí)施例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)或者特點(diǎn)包括在本申請(qǐng)概括性描述的至少一個(gè)實(shí)施例中。在說(shuō)明書(shū)中多個(gè)地方出現(xiàn)同種表述不是一定指的是同一個(gè)實(shí)施例。進(jìn)一步來(lái)說(shuō)，結(jié)合任一個(gè)實(shí)施例描述一個(gè)具體特征、結(jié)構(gòu)或者特點(diǎn)時(shí)，所要主張的是結(jié)合其他實(shí)施例來(lái)實(shí)現(xiàn)這種特征、結(jié)構(gòu)或者特點(diǎn)也落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。

盡管這里參照發(fā)明的多個(gè)解釋性實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是，應(yīng)該理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以設(shè)計(jì)出很多其他的修改和實(shí)施方式，這些修改和實(shí)施方式將落在本申請(qǐng)公開(kāi)的原則范圍和精神之內(nèi)。更具體地說(shuō)，在本申請(qǐng)公開(kāi)權(quán)利要求的范圍內(nèi)，可以對(duì)主題組合布局的組成部件和/或布局進(jìn)行多種變型和改進(jìn)。除了對(duì)組成部件和/或布局進(jìn)行的變型和改進(jìn)外，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，其他的用途也將是明顯的。