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，萬物互聯(lián)、智能家居也有了更深層次的需求。

同時，隨著科技的發(fā)展，人們對舒適的家居生活需求越來越強(qiáng)烈，很多年輕人都希望有一天我們拉動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一個圈而已，周末當(dāng)我們向賴會兒床時我們只需伸出大拇指做出點贊的姿勢，廚房的粥煲就會按以往記憶和自動學(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，比如你在客廳伸出食指畫個圈音響的音量將被控制，你在臥室伸出食指畫個圈則臥式燈的亮度就會發(fā)生變化。

為了給用戶提供更方便、更好的使用體驗，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)的高可靠性來解決智能物聯(lián)網(wǎng)浪潮下用戶對舒居、精致、愜意、充滿科技感的生活需求，提供一種利用雷達(dá)波的手勢遙控系統(tǒng)及其工作方法。

為解決上述的技術(shù)問題，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的雷達(dá)波，并將雷達(dá)波轉(zhuǎn)化為電信號；

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

與所述信號處理單元連接的無線信號通訊組件，用于遙控信號和終端設(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-電信號轉(zhuǎn)換模塊。

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

更進(jìn)一步的技術(shù)方案是所述無線信號通訊組件包括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)備和移動終端或云平臺。

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；

步驟三、反射回來的雷達(dá)波通過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；

步驟四、轉(zhuǎn)換后的電信號被信號處理單元所拾取，信號處理單元將該電信號編碼成數(shù)字信號并進(jìn)行手勢疊加，判斷手勢結(jié)束狀態(tài)特征，將疊加的手勢信號進(jìn)行數(shù)學(xué)物理分析以及計算機(jī)算法對雷達(dá)信號作過濾、篩選，并計算出物體的方位，利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法對捕捉的信號作體感手勢識別并映射成控制命令；

步驟五、控制命令通過無線信號通訊組件傳輸?shù)浇K端設(shè)備；

步驟六、終端設(shè)備響應(yīng)手勢命令并控制自身運(yùn)行，同時通過無線信號通訊組件回傳設(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：通過被反射回來的部分雷達(dá)波計算出手的距離、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，通過射頻開關(guān)分時切換發(fā)送和接收，再將接收到的發(fā)送、接收信號發(fā)送給信號處理單元中的運(yùn)算放大器放大信號。

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)備通過無線信號通訊組件預(yù)先正確配對通訊，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)明實施例的有益效果之一是：本發(fā)明在使用雷達(dá)波做手勢遙控時，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，手勢識別和布置區(qū)域受限的難題。

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

附圖說明

圖1為本發(fā)明一個實施例利用雷達(dá)波的手勢遙控系統(tǒng)實施示意圖；

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

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

具體實施方式

本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，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。

本說明書(包括任何附加權(quán)利要求、摘要和附圖)中公開的任一特征，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，每個特征只是一系列等效或類似特征中的一個例子而已。

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

實施例1

如圖1和圖2所示，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，本實施例公開一種利用雷達(dá)波的手勢遙控系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有發(fā)射器、接收器、發(fā)射天線和接收天線、信號處理單元、無線信號通訊組件、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，接收器與所述信號處理單元連接，信號處理單元通過無線信號通訊組件控制終端設(shè)備。

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

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

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；信號處理單元分析接收到的信號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通過WiFi或藍(lán)牙通訊組件發(fā)送到終端設(shè)備。

無線信號通訊組件可以為：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)備和移動終端或云平臺。

本實施例利用雷達(dá)波的手勢遙控系統(tǒng)在利用雷達(dá)波時不存在印制板電極對空間的限制，測試距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電場感應(yīng)，且雷達(dá)波測距、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)少于圖像識別方式，如此一來便提升了體驗感和實用性。在使用雷達(dá)波做手勢遙控時，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，手勢識別和布置區(qū)域受限的難題。

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

實施例2

如圖3所示，根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，本實施例公開利用雷達(dá)波的手勢遙控系統(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；在此步驟中，毫米雷達(dá)波只有一部分會被手反射回來，通過這一部分的雷達(dá)波計算出手的距離、角度、以及行進(jìn)速度。

步驟3、反射回來的雷達(dá)波通過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。

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

步驟4、轉(zhuǎn)換后的電信號被信號處理單元所拾取，信號處理單元將此電信號編碼成數(shù)字信號并進(jìn)行手型一幅一幅疊加，判斷手勢結(jié)束狀態(tài)特征，將疊加的手勢信號進(jìn)行數(shù)學(xué)物理分析以及計算機(jī)算法對雷達(dá)信號作過濾、篩選，并計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)算法對捕捉的信號作體感手勢識別并映射成控制命令。

具體的，本實施例中信號處理單元包括硬件、軟件、算法，這是整個系統(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)先正確配對和通過WiFi或藍(lán)牙實現(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)手勢命令并控制自身運(yùn)行，同時通過WiFi或藍(lán)牙通訊組件回傳設(shè)備狀態(tài)信息。到此時，此次控制過程結(jié)束。

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

本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，以上實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)波手勢控制，家電類特別冰箱雷達(dá)波手勢開關(guān)門體，櫥柜衣柜雷達(dá)波手勢控制。

在本說明書中所談到的“一個實施例”、“另一個實施例”、“實施例”等，指的是結(jié)合該實施例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)或者特點包括在本申請概括性描述的至少一個實施例中。在說明書中多個地方出現(xiàn)同種表述不是一定指的是同一個實施例。進(jìn)一步來說，結(jié)合任一個實施例描述一個具體特征、結(jié)構(gòu)或者特點時，所要主張的是結(jié)合其他實施例來實現(xiàn)這種特征、結(jié)構(gòu)或者特點也落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。

盡管這里參照發(fā)明的多個解釋性實施例對本發(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)計出很多其他的修改和實施方式，這些修改和實施方式將落在本申請公開的原則范圍和精神之內(nèi)。更具體地說，在本申請公開權(quán)利要求的范圍內(nèi)，可以對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)。除了對組成部件和/或布局進(jìn)行的變型和改進(jìn)外，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，其他的用途也將是明顯的。