一种支持盲操作的汽车虚拟中控台手势操控方法及装置的制作方法.docx

一种支持盲操作的汽车虚拟中控台手势操控方法及装置的制作方法专利名称：一种支持盲操作的汽车虚拟中控台手势操控方法及装置的制作方法技术领域：本发明涉及汽车电子控制技术，尤其是一种应用于汽车虚拟中控台的手势操控方法和装置背景技术：随着汽车电子的迅速发展和普及应用，汽车中有着越来越多的控制功能在驾驶室中，中央控制台以及方向盘周围都布满了各式各样的功能控制按钮车内这些多样化的控制按钮确实给用户提供了更多的操控选择权利，但同时也给驾驶员的操作便利性和复杂程度带来影响，使得驾驶员在进行高安全性的行车驾驶过程中，还要放开方向盘去伸手甚至扭头要视线离开驾驶道路去看或者更长时间的去查找想要执行的功能按键所在的位置，这样的行为必然会分散驾驶员的注意力，无疑给行车安全造成较大的隐患驾驶员在行车过程中，视线离开驾驶道路而去查找并按下、旋转或者拨动这些琳琅满目的功能按键，确实 影响了驾驶的安全性，给行车时的操作控制也带来不便当今，随着汽车工业的发展和计算机水平的提高，对于汽车人机交互一体化提出了更多要求通过触摸屏对汽车进行控制成为时代发展的新趋势触摸屏技术是一种新型的人机交互输入方式，与传统的按键输入方式相比，触摸屏输入更加直观方便。

触摸屏由安装在LCD屏幕前面的检测部件和触摸屏控制器组成当手指或其它物体触摸安装在显示器前端触摸屏上的图形按钮时，所触摸的位置由触摸屏检测部件进行检测，当检测用户触摸位置后，将其触点坐标信息传送给触摸屏控制器，触摸屏控制器对触摸信息进行分析后执行相应操作命令因此，可以用触摸屏取代汽车驾驶室中传统机械式的按钮控制面板，并借助触摸屏的液晶显示画面制造出生动形象的图形操控效果然而，现有的汽车触摸屏虽然提高了汽车驾驶室中控台按键操控界面的美观性和交互的友好性，但是仍然停留在使用传统简单的触控点击等操作来对汽车进行操控，驾驶员在行车驾驶过程中，如果要通过触摸屏进行操作，仍然需要让视线离开驾驶道路而转移到去查看触摸屏上面的图形按键，来点击按键执行想要的功能操作因此，让驾驶员在行车驾驶过程中视线离开驾驶道路去点击执行操作，仍然具有较大的安全隐患，从本质上并没有改变传统机械式的按钮控制面板需要驾驶员视线离开驾驶道路，而去查看按键所在位置才能进行操作的不足发明内容本发明的目的正是要解决目前上述汽车中控台触摸屏技术存在的不足，而提供一种支持盲操作的汽车虚拟中控台手势操控方法及装置，使得驾驶员能够不用转移视线去查看驾驶室的中控台触摸屏，而只用对触摸屏进行手势操作即可执行相应功能，实现对汽车虚拟中控台触摸屏的盲操作功能。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下一种支持盲操作的汽车虚拟中控台手势操控装置，包括中控台触摸屏、手势语言库模块、手势语言库管理模块、手势分析处理模块、手势语言识别模块、手势操控执行模块和手势操控安全机制管理模块； 所述中控台触摸屏采用电容式触摸屏，采用可编程片上系统架构的触摸屏控制器，可以和其他外设进行通信和协同工作，并且可以定制需求获取手势信息； 所述手势语言库模块存储了经过定义的手势语言及与手势语言一一对应的汽车中控台操控功能； 所述手势语言库管理模块用于管理手势语言库模块中的手势语言； 所述手势分析处理模块用于对所述中控台触摸屏检测到的手势进行分析处理，获得完整手势语言后则调用手势语言识别模块； 所述手势语言识别模块对获得的手势信息进行分析识别，判断其手势路径和手势语言 库模块中手势语言的匹配相似度，如果达到一定阈值，则可以认为是该手势；所述手势操控执行模块根据所述手势语言识别模块识别出的手势信息，查询其对应的汽车操作，通过CAN、LIN总线向车身电子控制系统或者车载电器控制系统发送控制信号，对相应的汽车部件进行控制，执行相应操作； 所述手势操控安全机制管理模块用于对所述手势语言库管理模块中的手势管理操作进行安全验证。

进一步的,手势语言库管理模块对手势语言库中的手势语言进行管理操作时,需要手势操控安全机制管理模块来进行安全验证，只有安全验证通过后，才能对手势语言库进行管理操作，当通过安全认证后，想添加新的手势操作时，首先获取到录入的手势操作，并会对进行分析识别，判断该手势语言是否与现有手势语言库模块中存储的手势语言有较高的重复相似度，如果准备添加的新手势语言与现有手势语言中某一个的相似度达到设定的阈值以上，则可以认为手势语言冲突重复，添加不成功，需要另外再输入，直到满足相似度冲突检测的要求才行，通过相似度冲突检测后，再选择当前可选且没有被其他手势语言使用的汽车中控台操控功能，最后将新手势和其对应操控功能添加到手势语言库模块中一种支持盲操作的汽车虚拟中控台手势操控方法，包括如下步骤 31)中控台触摸屏检测获取手势信息； 32)手势分析处理模块用于对所述中控台触摸屏检测到的手势进行分析处理，获得完整手势语言后则调用手势语言识别模块； 33)所述手势语言识别模块对获得的手势信息进行分析识别，判断其手势路径和手势语言库模块中手势语言的匹配相似度，如果达到一定阈值，则可以认为是该手势；所述手势操控执行模块根据所述手势语言识别模块识别出的手势信息，查询其对应的汽车操作，通过CAN、LIN总线向车身电子控制系统或者车载电器控制系统发送控制信号，对相应的汽车部件进行控制，执行相应操作； 所述手势语言库模块存储了经过定义的手势语言及与手势语言一一对应的汽车中控台操控功能； 34)手势语言库管理模块用于管理手势语言库模块中的手势语言，在经过手势操控安全机制管理模块安全验证后，可对所述手势语言库管理模块中的手势管理操作。

进一步的，手势分析处理模块的手势分析处理方法包括如下步骤 41)中控台触摸屏检测到手触摸，等待手势输入完毕，获取完整的手势信息；42)调用手势语言识别模块； 43)手势分析处理模块判断检测到的手势操作是否为常规触摸屏操作； 44)若是常规触摸屏操作，则调用常规手势处理模块，根据当前所在具体窗口，对其执行相应常规手势操作； 45)若不是常规触摸屏操作，则手势语言识别模块判断是否为手势语言库模块中手势语目？ 46)若不是手势语言库模块中手势语言，则不执行任何操控指令； 47)若是手势语言库模块中手势语言，则调用手势操控执行模块，执行手势语言库模块中定义的手势语言对应的功能操作进一步的，在所述步骤41)中该中控台触摸屏在检测到有手触摸时，根据设置的等待时间，等待完整手势输入完成进一步的，在步骤43)中手势分析处理模块将常规触摸屏手势操作和定义的手势语言库手势操作区别对待，对于常规触摸屏手势操作是对中控台触摸屏当前显示的图形窗口进行的操作，该手势是窗口相关性的手势操作，对于手势语言库模块中的手势语言操作是与当前所在窗口界面无关的，在任何窗口使用这些手势语言都可以执行相应汽车操控命令。

进一步的，对于从中控台触摸屏检测到有手势触控，到对该手势调用手势语言识别模块的处理方法包括如下步骤 71)当中控台触摸屏检测到手指触摸时，中控台触摸屏检测部件以中断形式向手势分析处理模块发送中断信号； 72)手势分析处理模块接收到中断信号后，调用相应的中断处理函数； 73)启动手势操控语言输入定时器； 74)当定时器时间到，则获取当前中控台触摸屏的所有手势信息； 75)对当前中控台触摸屏的所有手势信息进行分析处理； 76)对每个手势信息分别调用手势语言识别模块，对其进行识别后，执行相应操作本发明的有益效果在于本发明可以方便用户在驾驶过程中，不用转移道路驾驶视线，通过在中控台触摸屏上划手势来对汽车进行相应操控这种对汽车的盲操作功能，很好的弥补了查找传统驾驶室内复杂多样的机械按键来进行控制的不足同时，本发明虚拟中控台集成了手势语言库模块，手势分析处理模块，手势语言识别模块，手势语言库管理模块，手势操控执行模块，以及手势操控安全机制管理模块各个模块的协同处理工作，使得其手势语言操控具有简单易用性、手势操控窗口无关性、手势语义唯一性、手势语言可修改性、操控机制安全性等特点可以根据具体需求，为用户提供方便、快捷、友好、安全的汽车中控台操控体验。

图I是本发明装置系统中各个功能模块的层次结构 图2是本发明装置与车身电子控制系统和车载电器控制系统间的连接 图3是本发明装置系统自定义的手势语言库和其对应执行的的功能操作； 图4是本发明装置系统中处理手势语言输入的流程图；图5是本发明装置系统中手势分析处理模块的流程 图6是本汽车虚拟中控台手势语言库管理系统的处理步骤流程 图7是本汽车虚拟中控台手势语言管理模块添加手势操控流程图具体实施例方式下面将结合附图和具体实施例对本发明做进一步的说明如图I所示，一种支持盲操作的汽车虚拟中控台手势操控装置，该中控台(中央控制平台)装置包括中控台触摸屏，手势语言库模块，手势语言库管理模块，手势分析处理模块，手势语言识别模块，手势操控执行模块，手势操控安全机制管理模块中控台触摸屏采用电容式触摸屏，该触摸屏支持同时识别接触表面上的两个或两个以上的点，也即支持多点接触位置识别多点触控系统的核心是一对相邻电极组成的电 容感应当一个导体如手指接近这些电极时，两个电极之间的电容就会增加，然后通过微控制器检测到，从而识别出触摸位置信息该中控台触摸屏采用可编程片上系统架构的触摸屏控制器，可以方便感应出用户单个手指和多个手指的触摸情况，并且可以和其他外设进行通信和协同工作，具有良好的设计灵活性和可配置性，从而方便根据定制需求获取手势信息。

手势语言库模块定义了一套面向汽车驾驶室中控台操作的手势语言，在该虚拟中控台系统内部可以预先定义一套手势语言库和其对应执行的汽车虚拟中控台的功能操作本手势语言库模块具有如下特点 Ca)该手势语言库模块中定义的手势语言对应的操控功能一般是驾驶员比较常用的功能操作，手势语言并不是覆盖了汽车驾驶室中控台所有的功能操作b)该手势语言库模块中的手势语言和汽车虚拟中控台的常用功能操作是--对应关系C)该手势语言库模块中定义的手势语言是对现有常规触摸屏常用手势操作(t匕如单击，长按，上下左右滑动翻页，放大缩小等)的一种扩展和补充该手势语言库模块内定义的手势语言与现有触摸屏常用的手势操作都不相冲突d)该手势语言库模块中定义的手势操作可以在虚拟中控台触摸屏的任何图形化界面窗口上执行，并不需要返回到对应功能窗口界面才能执行相应功能操作e)该手势语言具有手势语义唯一性和手势操控窗口无关性的特点其中手势语义唯一性问题由手势操控安全机制管理模块来进行处理，手势操控窗口无关性问题由手势分析处理模块来进行处理手势语言库管理模块支持用户对手势语言库模块中的手势语言进行管理操作，比如增加自定义手势和其对应的操作，删除手势，修改手势语言和其对应的操作等。

同时，在对手势语言进行修改时，需要手势操控安全机制管理模块来进行安全验证只有安全验证通过后，才能对手势语言库进行修改当用户通过安全认证后，想添加新的手势操作时，首先获取到用户录入的手势操作，并会对进行分析识别，判断该手势是否与现有手势语言库模块中的手势有较高的重复相似度，如果用户准备添加的新手势与现有手势中某一个的相似度达到设定的阈值以上(手势曲线相似度的计算有很多比较成熟的方法和算法，对于手势相似度的计算可以利用常规的方法)，则可以认为手势冲突重复，添加不成功，需要用户另外再输入，直到满足手势相似度冲突检测的要求才行，通过手势相似度冲突检测后，再选择当前可选且没有被其他手势语言使用的汽车中控台操控功能，最后将新手势和其对应操控功能添加到手势语言库模块中即可手势分析处理模块主要负责对中控台触摸屏检测到的手势进行分析处理，该模块的手势分析处理方法步骤如下 (1)触摸屏检测到手触摸，等待用户手势输入完毕，获取完整的手势信息； (2)调用手势语言识别模块； (3)手势分析处理模块判断检测到的手势操。