[发明专利]一种能够识别手势的无人机及其识别方法

说明书

技术领域

本发明涉及无人机及计算机视觉相结合的技术领域，尤其涉及一种能够识别手势的无人机及其识别方法。

背景技术

现有技术中的无人机有很多种类型，其不同的无人机各自的应用范围也非常广泛，以旋翼无人机为例，其是一种可垂直起降的飞行器,这种飞行器具有体积小、重量轻、飞行稳定、价格低廉、可进行悬停等诸多优点,有非常良好的应用和研究价值。由于无人机上没有搭载飞行员，因此其飞行控制多采用遥控来实现。

目前通用的遥控方法有定制的手持遥控器和通用移动终端（如：平板电脑和手机等）。这种方法的优点是能够对无人机实现精准、实时控制，可靠性较高；缺点是增加额外成本且不利于携带，在出现硬件故障时，会出现“提控归”现象。因此有必要在不增加现有无人机硬件成本的基础上，研究新的无人机控制方法，作为独立的无人机遥控解决方案或者现有遥控方法的有益辅助。

发明内容

针对现有技术中的无人机控制需要额外的硬件设备，导致成本高步不便于携带的技术问题，本发明公开了一种能够识别手势的无人机及其识别方法。

本发明的具体实现方式如下：

一种能够识别手势的无人机，其具体包括设置在无人机上的图像获取装置、图像处理模块、手势识别模块和手势翻译器；所述图像获取装置用于获取视角范围内的图像；所述图像处理模块根据获取到的图像判断图像中是否存在人，当图像中存在人的时候，启动手势识别模块；所述手势识别模块根据图像中人的手势以及事先建立的人的手势运动模型，识别出图像中人的手势；所述手势翻译器将图像中的人的手势翻译为无人机的控制命令，并发送给无人机。

更进一步地，上述图像处理模块包括预处理模块和特征提取模块，所述预处理模块用于对输入的图像进行分割、边缘检测和角点检测，然后将结果送入特征提取模块；所述特征提取模块首先对预处理后的图像中的人脸进行特征提取，确定人脸位置后进一步确定头肩的坐标，然后以头肩坐标为参考，提取上肢特征，并利用训练好的手势运动模型对输入图像进行手势识别。

更进一步地，采用非线性分类器对待检测图像进行手势识别，利用离线训练好的手势运动模型对输入图像进行手势识别，然后将手势识别的结果发送给手势翻译器。

更进一步地，上述手势翻译器用于建立手势与控制命令之间的映射关系，从而将手势翻译成无人机的控制命令，其首先建立手势字典，该字典定义了手势与控制命令间的对应关系，当有新的手势识别结果输入时，手势翻译器随即查找手势字典，并将查找结果输出到无人机，完成手势遥控行为。

更进一步地，上述图像获取装置通过云台安装在无人机上，所述云台带动图像获取装置向任意角度旋转，以获取到用户的手势。

更进一步地，上述无人机还包括切换开关，所述切换开关用于切换无人机当前的被控制方式，所述被控制方式包括遥控器遥控控制和/或者移动终端遥控控制和/或者手势遥控控制。

本发明还公开了一种能够识别手势的无人机的识别方法，其具体包括以下的步骤：步骤一、根据人的手势建立人的手势运动识别模型，并训练该手势运动识别模型；步骤二、设置在无人机上的图像获取装置获取视角范围内的图像，并判断该图像中是否存在人，是则启动手势识别的步骤，否则继续获取视角范围内的图像；步骤三、根据步骤二获取到的图像中人的手势以及事先建立的手势运动识别模型，识别出图像中人的手势；步骤四、将图像中的人的手势翻译为无人机的控制命令，并发送给无人机。

更进一步地，上述图像获取装置通过云台安装在无人机上，所述云台带动图像获取装置向任意角度旋转，以获取到用户的手势。

更进一步地，当图像获取装置获取到人的手势后，根据人在图像中的位置变化，调整云台的旋转角度，以控制该图像获取装置的视角始终面向控制该无人机的人。

更进一步地，上述无人机还包括切换开关，所述切换开关用于切换无人机当前的被控制方式，所述被控制方式包括遥控器遥控控制和/或者移动终端遥控控制和/或者手势遥控控制。