专利名称：一种非接触式手势控制设备及其锁定和解锁方法
技术领域：
本发明涉及一种非接触式手势控制设备及其锁定和解锁方法。
背景技术：
手势控制是一种非常自然的人机交互方式，手势控制电子设备一般可以分为接触式手势控制和非接触式手势控制两类。当前流行的便携式电子设备上使用的触摸屏就是一种接触式手势控制交互方式的例子，通常接触式手势控制设备都支持一定的手势操作指令集，在显示用户界面上可供用户与设备进行交互，一般来说用户界面上的触控屏和显示区域相一致。非接触式手势控制交互方式，是一种新型的人机交互方式，其应用日益广泛。非接触式手势控制交互方式大多基于计算机视觉技术，通过在设备上安装各种原理的感应装置实时获取并识别用户的手势动作，达到非接触式人机交互的效果。 在商用展示设备和家庭娱乐设备领域，越来越多的使用了非接触式手势控制人机交互方式，例如带有手势动作控制功能的电视机和支持肢体动作感应的游戏机等。如果用户无意地接触了接触式手势控制设备的触摸屏会导致误操作，同样的，在非接触式手势控制设备上用户无意的一个手势动作也可能会被设备识别并执行，从而导致误操作。因此，非接触式手势控制设备上也需要具备手势控制的锁定和解锁的功能，在满足预设的锁定条件或者按下锁定功能按键，则设备就会进入手势控制锁定状态。对于接触式的触摸设备来说，解锁的方式多种多样，例如同时或者按照特定顺序按下一组功能按钮，或者是输入密码，或者是按照提示在触摸屏幕上做出指定的解锁动作。但是，对非接触式手势控制设备来说，锁定和解锁都不能直接采用前述常见的锁定和解锁方法。比如，非接触条件下无法同时或者按照特定顺序按下一组功能键，也很难输入密码或徒手准确的画出特定的解锁手势。
发明内容
本发明的主要目的在于公开一种非接触式手势控制设备，能够在用户界面的锁定状态和解锁状态之间有效切换。本发明的另一个目的在于公开一种非接触式手势控制设备的锁定方法和解锁方法。本发明公开了一种非接触式手势控制设备，包括主控模块MCU，显示模块，手势命令捕捉模块，和手势命令识别模块；
所述主控模块MCU，包括CPU及其外围电路，用于控制本设备协调工作；
所述显示模块，包括显示屏，用于作为本设备的用户界面和显示输出信息；
所述手势命令捕捉模块，用于在所述主控模块MCU的控制下通过感应设备实时获取用户的手势动作；
所述手势命令识别模块，用于识别来自所述手势命令捕捉模块获取的用户的手势动作并转化成控制命令，供主控模块MCU更新本设备的工作状态；还包括用户界面切换模块；所述用户界面切换模块，用于根据所述主控模块MCU的指令在用户界面锁定状态切换到用户界面解锁状态，以及根据主控模块MCU的指令在用户界面解锁状态切换到用户界面锁定状态。本发明公开的非接触式手势控制设备，所述主控模块MCU中进一步包括计时器，在用户界面解锁状态，如果在预设的时间段内所述手势命令捕捉模块没有获取到任何手势动作，则进入用户界面锁定状态。本发明公开的非接触式手势控制设备，在用户界面锁定状态，所述显示模块显示需要解锁的提示性界面元素；在所述需要解锁的提示性界面元素为用户界面的焦点时，所述主控模块MCU根据所述手势命令识别模块识别的、所述手势命令捕捉模块获取的解锁手势动作，控制所述用户界面切换模块把用户界面切换至解锁状态。本发明还公开了一种非接触式手势控制设备的锁定方法，包括如下步骤
第一步，手势命令捕捉模块通过感应装置获取到用户的手势控制动作，然后传送给手 势命令识别模块；
第二步，所述手势命令识别模块根据所述用户的手势控制动作的特征生成用户界面锁定控制命令，并通过主控模块MCU锁定用户界面。本发明公开的非接触式手势控制设备的锁定方法，在所述第一步之前，所述主控模块MCU对所述手势命令捕捉模块没有获取任何手势控制动作的时间进行计时，如果达到预设的时间长度，则所述主控模块MCU锁定用户界面。本发明还公开了一种非接触式手势控制设备的解锁方法，包括如下步骤
步骤A，在用户界面上的解锁提示性界面元素成为用户界面的焦点的状态下，手势命令捕捉模块通过感应装置获取到用户的手势控制动作，然后传送给手势命令识别模块；
步骤B，所述手势命令识别模块根据所述用户的手势控制动作的特征生成用户界面解锁控制命令，所述主控模块MCU解锁用户界面。本发明公开的一种非接触式手势控制设备及其锁定和解锁方法，因为具有用户界面状态切换模块，可以让用户在用户界面的锁定和解锁状态之间有效切换，避免手势动作误操作的同时，又能在用户界面上给用户以适当的引导和反馈。
图I为本发明的非接触式手势控制设备原理框图。图2为本发明的非接触式手势控制设备的用户界面锁定方法流程图。图3为本发明的非接触式手势控制设备的用户界面解锁方法流程图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细说明。本发明针对非接触式手势控制设备的锁定和解锁问题，提出了一种更有效的非接触式手势控制设备及其锁定和解锁方法，可以让用户在用户界面的锁定状态和解锁状态之间有效切换，避免误操作的同时，在用户界面上给用户以适当的引导和反馈。非接触式手势控制设备的用户界面包括两种状态用户界面锁定状态和用户界面解锁状态。在用户界面锁定状态下，设备忽略用户的绝大部分手势控制命令，不对用户输入的手势控制命令做出响应。这些预设的手势控制命令可以包括但不限于界面导航，预定功能的激活或停用等。用户界面锁定状态并不停止获取和识别用户的手势，只是这些手势控制动作都被忽略掉了，直到识别到解锁手势为止，可以防止用户无意的手势动作被设备识别导致误操作。相反的，在用户界面的解锁状态下，设备对用户的所有手势控制命令做出响应，从而完成人机互动过程，达到用户预期的控制目的。如图I所示为本发明的非接触式手势控制设备原理框图。非接触式手势控制设备包括主控模块MCU，显示模块，手势命令 捕捉模块，手势命令识别模块，以及用户界面状态切换模块。主控模块MCU包括CPU及其外围电路，用于控制和协调整个设备的工作。显示模块包括显示屏，用于设备的用户界面，和显示输出信息。手势命令捕捉模块包括设备上安装的图像感应装置，用于在主控模块M C U的控制下实时获取用户的手势动作。手势命令识别模块用于识别来自手势命令捕捉模块获取的用户的手势动作信息并转化成控制命令，然后在主控模块M C U控制下更新设备的工作状态，达到非接触式人机交互的效果。如图I所示，本发明的非接触式手势控制设备还包括用户界面切换模块，用于控制设备在用户界面锁定状态和解锁状态之间切换。在用户界面锁定状态，用户界面切换模块根据主控模块M C U的指令，开启图像感应装置，切换到用户界面解锁状态；在用户界面解锁状态，用户界面切换模块根据主控模块M C U的指令，关闭图像感应装置，切换到用户界面锁定状态。非接触式手势控制设备在用户界面解锁状态下，满足了锁定条件即可将该设备切换至锁定状态。一个较好的实施例是，当非接触式手势控制设备在预设的时间段内没有获取用户的任何手势控制指令，则该设备用户界面即进入锁定状态。另一个较好的实施例是，当非接触式手势控制设备获取和识别到预设的锁定手势控制命令，该设备就进入锁定状态。比如，锁定手势控制命令被定义为用户双手手臂交叉放在胸前用户双手前臂包括手呈直线状态，在胸前相互交叉放置并保持预定的时间。如图2所示为本发明的非接触式手势控制设备的用户界面的锁定方法流程图。在设备端，设备运行在用户界面的非锁定状态，在客户端，客户可以做手势命令动作控制设备的运行。当设备检测到手势动作命令，即进行手势控制命令的捕捉与识别，然后执行手势动作指令。如果客户发出的是锁定手势命令，设备捕捉并识别出锁定的控制命令，则设备进入锁定状态运行；或者按照预先的设置，在设定的时间段内设备没有收到任何手势动作命令，则设备进入锁定状态运行。本发明的非接触式手势控制设备在用户界面锁定状态下，用户界面上显示出需要解锁的提示性界面元素；用户可以通过手部移动将用户界面的焦点切换至解锁提示界面元素上；如果用户在保持该解锁提示界面元素为界面焦点的前提下，做出推送手势动作，则用户界面即会切换至解锁状态；否则用户界面继续保持锁定状态。推送手势动作是指用户单手向身体前方做推送动作，即手部从离开身体一定距离位置上向正前方快速伸出继而再缩回。如图3所示为本发明的非接触式手势控制设备的用户界面解锁方法流程图。在设备端，设备运行在手势命令锁定状态；锁定状态下，设备还是会继续捕捉用户动作命令，继而显示解锁提示性界面，然后等待用户进行解锁动作，其他动作命令都会被忽略。在用户端，此时如果用户做出解锁的手势命令的动作，设备捕捉到用户的动作，则在显示屏上显示解锁提示信息和目标；如果用户正确做出解锁手势命令动作，并且设备通过手势命令捕捉模块捕捉到用户的手势动作，手势命令识别模块识别出解锁命令，则设备的用户界面状态切换模块就把设备切换至解锁状态。本发明公开的非接触式手势控制设备的可以轻松切换用户界面锁定状态和解锁 状态，手势动作简便可控；还提供反馈提示用户界面。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种非接触式手势控制设备，包括主控模块MCU，显示模块，手势命令捕捉模块，和手势命令识别模块； 所述主控模块MCU，包括CPU及其外围电路，用于控制本设备协调工作； 所述显示模块，包括显示屏，用于作为本设备的用户界面和显示输出信息； 所述手势命令捕捉模块，用于在所述主控模块MCU的控制下通过感应设备实时获取用户的手势动作； 所述手势命令识别模块，用于识别来自所述手势命令捕捉模块获取的用户的手势动作并转化成控制命令，供主控模块MCU更新本设备的工作状态； 其特征在于，还包括用户界面切换模块；所述用户界面切换模块，用于根据所述主控模块MCU的指令在用户界面锁定状态切换到用户界面解锁状态，以及根据主控模块MCU的指令在用户界面解锁状态切换到用户界面锁定状态。
2.如权利要求I所述的非接触式手势控制设备，其特征在于，所述主控模块MCU中进一步包括计时器，在用户界面解锁状态，如果在预设的时间段内所述手势命令捕捉模块没有获取到任何手势动作，则进入用户界面锁定状态。
3.如权利要求2所述的非接触式手势控制设备，其特征在于，在用户界面锁定状态，所述显示模块显示需要解锁的提示性界面元素；在所述需要解锁的提示性界面元素为用户界面的焦点时，所述主控模块MCU根据所述手势命令识别模块识别的、所述手势命令捕捉模块获取的解锁动作，控制所述用户界面切换模块把用户界面切换至解锁状态。
4.一种非接触式手势控制设备的锁定方法，其特征在于，包括如下步骤 第一步，手势命令捕捉模块通过感应装置获取到用户的手势控制动作，然后传送给手势命令识别模块； 第二步，所述手势命令识别模块根据所述用户的手势控制动作的特征生成用户界面锁定控制命令并传送给主控模块MCU，所述主控模块MCU通过用户界面切换模块锁定用户界面。
5.如权利要求4所述的非接触式手势控制设备的锁定方法，其特征在于，在所述第一步之前，所述主控模块MCU对所述手势命令捕捉模块没有获取任何手势控制动作的时间进行计时，如果达到预设的时间长度，则所述主控模块MCU通过所述用户界面切换模块锁定用户界面。
6.一种非接触式手势控制设备的解锁方法，其特征在于，包括如下步骤 步骤A，在用户界面上的解锁提示性界面元素成为用户界面的焦点的状态下，手势命令捕捉模块通过感应装置获取到用户的手势控制动作，然后传送给手势命令识别模块； 步骤B，所述手势命令识别模块根据所述用户的手势控制动作的特征生成用户界面解锁控制命令并传送给主控模块MCU，所述主控模块MCU通过用户界面切换模块解锁用户界面。
全文摘要
本发明涉及一种非接触式手势控制设备及其锁定和解锁方法,包括主控模块MCU，显示模块，手势命令捕捉模块，和手势命令识别模块；还包括用户界面切换模块，用于根据所述主控模块MCU的指令在用户界面锁定状态切换到用户界面解锁状态，以及根据主控模块MCU的指令在用户界面解锁状态切换到用户界面锁定状态。本发明可以让用户在用户界面的锁定和解锁状态之间有效切换，避免手势动作误操作的同时，又能在用户界面上给用户以适当的引导和反馈。
文档编号G06F3/048GK102830891SQ20111016030
公开日2012年12月19日 申请日期2011年6月15日 优先权日2011年6月15日
发明者陈大炜 申请人:康佳集团股份有限公司