手势感测系统及其感测方法与流程

1.本发明有关于一种手势感测系统，特别是关于一种利用光学特性的手势感测系统及其感测方法。


背景技术：

2.现有人机互动的方式，已从传统利用手持控制器当作输入，渐渐朝向以人为中心的体感侦测方式。目前市场上也有让使用者不需手持控制器，也能达到人机互动操控的体感消费性电子产品，主要使用方式有以下三种：基于二维图像的手势识别方法、基于三维图像的手势识别方法、以及基于电磁感应的手势识别方法。
3.然而，使用二维图像的手势识别方法的缺点在于直接从图像中提取相应的特征点以进行识别，造成二维图像的手势识别方法容易受视角以及环境中的光线等因素影响，辨识成功的辨识率较低，并且，使用三维图像的手势识别方法的缺点在于必须执行多影格(multifram)处理，才能计算深度，但曝光时间越长，可能会限制系统的整体画面更新率，且较高的处理复杂度，使得系统必须采用外部应用处理器，造成算法较为复杂以及成本的提升，另外，使用电磁感应的手势识别方法的缺点在于电磁容易受到金属物品所干扰，例如手表、饰品等金属物品，造成辨识上存在错误的风险。
4.专利号为cn110045819a的专利公开了一种手势处理方法及设备，涉及电子技术领域，能够根据隔空手势生成系统应用和第三方应用均能够响应的通用输入事件，提高隔空手势的使用范围，省去第三方应用的适配工作。具体方案为：电子设备检测到隔空手势后，根据隔空手势生成通用输入事件，该通用输入事件为系统应用和第三方应用均能够响应的输入事件，电子设备通过相关应用响应该通用输入事件，从而响应该隔空手势。
5.但是，上述手势处理方法的缺点在于，通过红外传感器检测隔空手势并分析隔空手势的时间与坐标位置的对应关系，容易受各种热源、阳光源干扰，且被动红外穿透力差，人体的红外辐射容易被遮挡，不易被探测器所接收，易受射频辐射的干扰，同时由于必须通过人手主动进行定位，造成算法较为繁杂，从而难以实现实时判别的功效。
6.因此，本案发明人在观察上述缺点后，而遂有本发明的产生。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于提供一种手势感测系统，该手势感测系统是借由一特征点作为定位起点针对待测物产生空间中的坐标信息，因此，准确判断待测物是否产生真实移动，大幅减少算法的复杂性外，也能增进手势感测系统的准确度。此外，由于该光发射器主动发射多个发射光，因此能应付各种环境光照状况，即使在黑暗中也不受影响，并且仅通过光传感器接收反射光，即能准确产生待测物的移动轨迹，也就是，根据本发明的手势感测系统具有低成本以及广泛适用性等功效。
8.本发明的另一目的在于提供一种手势感测系统，该手势感测系统借由储存单元储存移动轨迹以及相对应的预设功能，并且通过信号处理模块根据该移动轨迹执行该预设功
能，如此一来，实现一种可让使用者自行定义手势的方式，供使用者建立专属的手势外，同时延伸对应启动的功能，增加手势使用弹性，并且大幅增加手势感测系统的适用性性及辨识能力。
9.为达上述目的，本发明提供一种手势感测系统，其借由一特征点作为定位起点针对一待测物产生空间中的多个坐标信息，该手势感测系统包括：一光发射器，其对该特征点以及该待测物发射多个发射光，该多个发射光发射至该特征点以及该待测物后，经反射产生多个反射光；一光传感器，其电性连接该光发射器，该光传感器接收该多个反射光，并转换为多个感测信号；以及一信号处理模块，其耦接于该光发射器及该光传感器，该信号处理模块根据该多个感测信号，产生该特征点的一定位坐标信息以及该待测物的一初始坐标信息，并且根据该初始坐标信息产生一移动区间，该移动区间用于判断该待测物是否产生移动；其中，当该待测物产生移动时，该信号处理模块产生一移动坐标信息，当该移动坐标信息超过该移动区间时，该信号处理模块判定该待测物产生一手势。
10.较佳地，根据本发明的手势感测系统，其中，该手势感测系统信进一步包含有：一储存单元，其耦接于该信号处理模块，该储存单元用于储存该手势的一移动轨迹，以及与该移动轨迹相对应的一预设功能；其中，该信号处理模块根据该初始坐标信息以及该移动坐标信息之间的移动变化产生该手势的路径，对比该手势的路径与该移动轨迹，并执行与该移动轨迹相对应的该预设功能。
11.较佳地，根据本发明的手势感测系统，其中，该初始坐标信息包含有沿一第一方向产生的一第一坐标值以及沿一第二方向产生的一第二坐标值，并且该移动坐标信息包含有沿该第一方向产生的一第一移动坐标值以及沿该第二方线产生的一第二移动坐标值。
12.较佳地，根据本发明的手势感测系统，其中，该第一方向与该第二方向相互垂直，并且该第一方向以及该第二方向所形成的一平面垂直于该多个发射光的入射方向，然而本发明不限于此。
13.较佳地，根据本发明的手势感测系统，其中，该信号处理模块根据该定位坐标信息与该第一方向以及该第二方向，将该定位坐标信息作为原点划分该平面为四个象限，并且该信号处理模块根据该定位坐标信息以及该移动坐标信息确认该待测物所处的象限，然而本发明不限于此。
14.较佳地，根据本发明的手势感测系统，其中，该初始坐标信息进一步包含有沿一第三方向产生的一第三坐标值，并且该移动坐标信息包含有沿该第三方向产生的一第三移动坐标值，然而本发明不限于此。
15.较佳地，根据本发明的手势感测系统，其中，该第一方向、该第二方向与该第三方向相互垂直，然而本发明不限于此。
16.较佳地，根据本发明的手势感测系统，其中，该待测物为人体的手部，并且该特征点为人体的手部以外的任一部位。
17.较佳地，根据本发明的手势感测系统，其中，该信号处理模块为服务器、计算机、集成电路其中之一。
18.并且，为达上述目的，本发明以上述的手势感测系统为基础，进一步提供一种执行上述手势感测系统的感测方法，其包含有：一定位发射步骤，该手势感测系统的该光发射器对该特征点发射一定位发射光，该定位发射光发射至该特征点后，经反射产生一定位反射
光；一定位感测步骤，该手势感测系统的该光传感器接收该定位反射光，并转换为一定位感测信号；一定位运算步骤，该信号处理模块根据该定位感测信号，产生该特征点的该定位坐标信息；一初始发射步骤，该手势感测系统的该光发射器对该待测物发射一初始发射光，该初始发射光发射至该待测物后，经反射产生一初始反射光；一初始感测步骤，该手势感测系统的该光传感器接收该初始反射光，并转换为一初始感测信号；一初始运算步骤，该信号处理模块根据该初始感测信号，产生该待测物的该初始坐标信息，并且根据该初始坐标信息产生该移动区间；一移动发射步骤，该手势感测系统的该光发射器对该待测物发射一移动发射光，该移动发射光发射至该待测物后，经反射产生一移动反射光；一移动感测步骤，该手势感测系统的该光传感器接收该移动反射光，并转换为一移动感测信号；一移动运算步骤，该信号处理模块根据该移动感测信号，产生该待测物的该移动坐标信息；一判定步骤，当该移动坐标信息超出该移动区间时，该信号处理模块判定该待测物产生手势。
19.较佳地，根据本发明的感测方法，其进一步包含：一对比步骤，该信号处理模块根据该初始坐标信息以及该移动坐标信息之间的移动变化产生该手势的路径，同时该信号处理模块对比该手势路径与一移动轨迹。
20.较佳地，根据本发明的感测方法，其进一步包含：一储存步骤，一储存单元储存该手势的移动轨迹，并且该信号处理模块接收与该移动轨迹相对应的该预设功能，并且，该储存单元储存该预设功能。
21.较佳地，根据本发明的感测方法，其进一步包含：一执行步骤，该信号处理模块对比该手势的路径与该移动轨迹一致时，该信号处理模块根据该移动轨迹执行该预设功能。
22.较佳地，根据本发明的感测方法，其进一步包含：一划分步骤，该信号处理模块根据该定位坐标信息与该第一方向以及该第二方向，将该待测物所处的空间划分为四个象限；一确认步骤，该信号处理模块根据该定位坐标信息以及该移动坐标信息确认该待测物所处的象限。
23.本发明所提供的手势感测系统及其感测方法，主要利用本发明的手势感测是统，并搭配感测方法，借由一特征点作为定位起点针对待测物产生空间中的坐标信息，因此，准确判断待测物是否产生移动，大幅减少算法的复杂性外，也能增进手势感测系统的准确度。此外，由于该光发射器主动发射多个发射光，因此能应付各种环境光照状况，即使在黑暗中也不受影响，并且仅透过光传感器接收反射光，即能准确产生待测物的移动轨迹，达到准确、安全以及节省成本等目的。
24.为使本领域的技术人员了解本发明的目的、特征及功效，借由下述具体实施例，并配合所附的图式，对本发明详加说明如下。
附图说明
25.图1为本发明的手势感测系统的示意图；
26.图2为说明本发明的手势感测系统的入射光及反射光的示意图；
27.图3为说明执行本发明的手势感测系统的感测方法的步骤方块图；
28.图4为说明执行本发明的手势感测系统的感测方法的步骤流程图；
29.图5为根据本发明第一实施例的手势感测系统的示意图；
30.图6为说明根据本发明第一实施例的手势感测系统的使用示意图；
31.图7为说明根据本发明第一实施例的识别方法的步骤方块图；
32.图8为说明根据本发明第一实施例的识别方法实际执行过程的步骤流程图；
33.图9为说明根据本发明第二实施例的手势感测系统的使用示意图；
34.图10为说明执行本发明第二实施例的手势感测系统的感测方法的步骤方块图。
35.附图标记说明：
36.100:手势感测系统；
37.11:光发射器；
38.12:光传感器；
39.13:信号处理模块；
40.14:储存单元；
41.200:特征点；
42.300:待测物；
43.40:手势及手势路径；
44.41:定位感测信号；
45.42:定位坐标信息；
46.43:初始感测信号；
47.44:初始坐标信息；
48.45:移动区间；
49.46:移动感测信号；
50.47:移动坐标信息；
51.48:移动轨迹；
52.49:预设功能；
53.r1:定位发射光；
54.r1':定位反射光；
55.r2:初始发射光；
56.r2':初始反射光；
57.q1:第一象限；
58.q2:第二象限；
59.q3:第三象限；
60.q4:第四象限；
61.s1:定位发射步骤；
62.s2:定位感测步骤；
63.s3:定位运算步骤；
64.s4:初始发射步骤；
65.s5:初始感测步骤；
66.s6:初始运算步骤；
67.s7:移动发射步骤；
68.s8:移动感测步骤；
69.s9:移动运算步骤；
70.s10:判定步骤；
71.s1':定位发射步骤；
72.s2':定位感测步骤；
73.s3':定位运算步骤；
74.s4':初始发射步骤；
75.s5':初始感测步骤；
76.s6':初始运算步骤；
77.s7':移动发射步骤；
78.s8':移动感测步骤；
79.s9':移动运算步骤；
80.s10':判定步骤；
81.s11':对比步骤；
82.s12':储存步骤；
83.s13':执行步骤；
84.s1”:定位发射步骤；
85.s2”:定位感测步骤；
86.s3”:定位运算步骤；
87.s4”:初始发射步骤；
88.s5”:初始感测步骤；
89.s6”:初始运算步骤；
90.s7”:划分步骤；
91.s8”:移动发射步骤；
92.s9”:移动感测步骤；
93.s10”:移动运算步骤；
94.s11”:确认步骤；
95.s12”:判定步骤；
96.x:第一方向；
97.x1:第一初始坐标值；
98.y:第二方向；
99.y1:第二初始坐标值；
100.z:第三方向；
101.z1:第三初始坐标值。
具体实施方式
102.现在将参照其中示出本发明概念的示例性实施例的附图在下文中更充分地阐述本发明概念。以下借由参照附图更详细地阐述的示例性实施例，本发明概念的优点及特征以及其达成方法将显而易见。然而，应注意，本发明概念并非仅限于以下示例性实施例，而是可实施为各种形式。因此，提供示例性实施例仅是为了揭露本发明概念并使本领域的技术人员了解本发明概念的类别。在图式中，本发明概念的示例性实施例并非仅限于本文所
提供的特定实例且为清晰起见而进行夸大。
103.本文所用术语仅用于阐述特定实施例，而并非旨在限制本发明。除非上下文中清楚地另外指明，否则本文所用的单数形式的用语“一”及“该”的含义也包括多个形式。本文所用的用语“和/或”包括相关所列项其中一或多者的任意及所有组合。应理解，当称组件“连接”或“耦合”至另一组件时，所述组件可直接连接或耦合至所述另一组件或可存在中间组件。
104.相似地，应理解，当称一个组件(例如层、区或基板)位于另一组件“上”时，所述组件可直接位于所述另一组件上，或可存在中间组件。相比之下，用语“直接”意指不存在中间组件。更应理解，当在本文中使用用语“包括”、“包含”时，是表明所陈述的特征、整数、步骤、操作、组件、和/或组件的存在，但不排除一或多个其他特征、整数、步骤、操作、组件、组件、和/或其群组的存在或添加。
105.此外，将借由作为本发明概念的理想化示例性图的剖视图来阐述详细说明中的示例性实施例。相应地，可根据制造技术和/或可容许的误差来修改示例性图的形状。因此，本发明概念的示例性实施例并非仅限于示例性图中所示出的特定形状，而是可包括可根据制造制程而产生的其他形状。图式中所例示的区域具有一般特性，且用于说明组件的特定形状。因此，此不应被视为仅限于本发明概念的范围。
106.也应理解，尽管本文中可能使用用语“第一”、“第二”、“第三”等来阐述各种组件，然而该些组件不应受限于该些用语。该些用语仅用于区分各个组件。因此，某些实施例中的第一组件可在其他实施例中被称为第二组件，而此并不背离本发明的教示内容。本文中所阐释及说明的本发明概念的形式的示例性实施例包括其互补对应物。本说明书通篇中，相同的参考编号或相同的指示物表示相同的组件。
107.此外，本文中参照剖视图和/或平面图来阐述示例性实施例，其中所述剖视图和/或平面图是理想化示例性说明图。因此，预期存在由例如制造技术和/或容差所造成的相对于图示形状的偏离。因此，示例性实施例不应被视作仅限于本文中所示区的形状，而是想要包括由例如制造所导致的形状偏差。因此，图中所示的区为示意性的，且其形状并非旨在说明装置的实际形状、亦并非旨在限制示例性实施例的范围。
108.请参阅图1及图2，图1为本发明的手势感测系统的示意图；图2为说明本发明的手势感测系统的入射光及反射光的示意图。如图1所示，本发明的手势感测系统100包括：光发射器11、光传感器12、以及信号处理模块13。
109.具体地，如图2所示，本发明的光发射器11，其对特征点200以及待测物300发射多个发射光r，发射光r发射至特征点200以及待测物300后，经反射产生多个反射光r'。需要进一步说明的是，光发射器11可以使用激光束或led光束作为发射光r，因此光发射器20所发射的该发射光r的波长可以介于360nm至1550nm之间，例如该发射光r可以为495nm、650nm、850nm、940nm、1300nm、1310nm、1350nm等，然而本发明不限于此。
110.进一步地，由于一般智能型手机所使用于辨识的雷射波长为940nm，而此波长的红外雷射也被医学证明是对人眼有损伤的，会造成白内障和视网膜灼伤；反观，本发明可以使用的该多个激光束波长为1310nm，更详而言之，对于使用者的眼睛是无害的。
111.值得一提的是，在本实施例中，光发射器11所发射的发射光r可以具有高能光脉冲，能应付环境光照状况，因此适合在各种户外应用中工作，同时能达成较长距离的应用，
有效降低系统整体功率消耗，然而本发明不限于此。
112.具体地，如图2所示，本发明的光传感器12，其电性连接光发射器11，该光传感器12接收该多个反射光r'，并转换为多个感测信号，然而本发明不限于此。
113.需要进一步说明的是，本发明的特征点200可以是三维空间中的任一物体，具体地，在一些实施例中，特征点200为人体的手部以外的任一部位，使用者可以针对所处的位置以及手势感测系统100的相对位置，选择不同的特征点200。举例而言，在一些实施例中，当使用者于车内使用本发明的手势感测系统100时，特征点200可以是用户的鼻子、嘴巴、下颚等面部特征，并透过特征点200作为定位起点针对待测物300产生空间中的多个坐标信息。值得一提的是，选择使用者的鼻子、嘴巴、下颚等面部特征作为定位起点的原因在于，人体在做手势动作时一般习惯将手部举至面部附近，因此将面部特征作为定位起点，可以防止特征点200与待测物300的距离太大造成感测不准确的风险。具体地，特征点200也可以是胸线与腰部的交会点，或者，特征点200也可以是使用者配戴的饰品(如墬子、金属片等等)，取决于当下环境的限制以及使用者的意向，使用者可以根据自身需求选择合适的特征点200，本发明所述的特征点200不应被解释为仅限于面部特征。
114.值得再提的是，在一些实施例中，本发明的待测物300可以是人体的手部，手势感测系统100可以主动侦测特征点200与待测物300的位置，并追踪纪录待测物300相对特征点200的坐标信息，从而不需透过人手主动进行定位，实现减少演算化的复杂度以及手势感测系统100的辨识时间等功效。
115.具体地，如图1所示，本发明的信号处理模块13，其耦接于光发射器11及光传感器12，信号处理模块13根据该多个感测信号，产生特征点200的一定位坐标信息以及待测物300的一初始坐标信息，并且根据该初始坐标信息产生一移动区间，该移动区间用于判断该待测物300是否产生移动。需要进一步说明的是，在一些实施例中，本发明的移动区间可以为人工设定，当移动区间的范围越大时，可以降低本发明的手势感测系统100误判的可能性，却同时造成手势感测系统100的灵敏度下降，反之，当移动区间的范围越小时，可以增进手势感测系统100的灵敏度，却同时增加手势感测系统100误判的风险，使用者可以自行选择何种移动区间较为适切，如此一来，大幅增加本发明之手势感测系统100的适用性性及辨识能力。
116.值得一提的是，根据本发明的移动区间可以是一数值，举例而言，当初始坐标信息为2维坐标信息时，初始坐标信息可以包含有x坐标值以及y坐标值时，当待测物300产生移动时，移动后的待测物300的坐标信息的x坐标值以及y坐标值减去初始坐标信息的x坐标值以及y坐标值，若x坐标值以及y坐标值相减后的数值其中之一者大于该移动区间，则手势感测系统100判定待测物300产生手势；反之，若x坐标值以及y坐标值相减后的数值皆小于该移动区间，则手势感测系统100判定待测物300未产生手势，然而本发明不限于此。
117.请参阅图3及图4，并搭配图1及图2所示，图3为说明执行本发明的手势感测系统的感测方法的步骤方块图；图4为说明执行本发明的手势感测系统的感测方法的步骤流程图。本发明以手势感测系统100为基础，进一步提供一种手势感测系统100的感测方法，其包含下列步骤：
118.定位发射步骤s1，手势感测系统100的光发射器11对特征点200发射定位发射光r1，该定位发射光r1发射至特征点200后，经反射产生定位反射光r1'，接着执行定位感测步
骤s2。
119.定位感测步骤s2，手势感测系统100的光传感器12接收定位反射光r1'，并转换为定位感测信号41，接着执行定位运算步骤s3。
120.定位运算步骤s3，信号处理模块13根据该定位感测信号41，产生特征点200的定位坐标信息42，接着执行初始发射步骤s4。
121.初始发射步骤s4，手势感测系统100的光发射器11对待测物300发射初始发射光r2，初始发射光r2发射至待测物300后，经反射产生初始反射光r2'，接着执行定位初始感测步骤s5。
122.初始感测步骤s5，手势感测系统100的光传感器12接收初始反射光r2'，并转换为初始感测信号43，接着执行定位初始运算步骤s6。
123.初始运算步骤s6，信号处理模块13根据该初始感测信号43，产生待测物300的初始坐标信息44，并且根据初始坐标信息44产生移动区间45，接着执行移动发射步骤s7。
124.移动发射步骤s7，手势感测系统100的光发射器11对待测物300发射移动发射光r3，移动发射光r3发射至待测物300后，经反射产生移动反射光r3'，接着执行移动感测步骤s8。
125.移动感测步骤s8，手势感测系统100的光传感器12接收移动反射光r3'，并转换为移动感测信号46，接着执行移动运算步骤s9。
126.移动运算步骤s9，信号处理模块13根据该移动感测信号46，产生该待测物300的移动坐标信息47，接着执行判定步骤s10。
127.判定步骤s10，当该移动坐标信息47落入移动区间45时，信号处理模块13判定待测物300未产生手势，反之，信号处理模块13判定待测物300产生手势40。
128.因此，由上述说明可得知，根据本发明所提供的手势感测系统100并搭配其感测方法，借由特征点200作为定位起点针对待测物300产生空间中的定位坐标信息44，并且根据初始坐标信息44产生移动区间45，借此，通过移动区间45准确判断待测物300是否产生手势，从而不须针对人手主动进行定位，也不须定位至指尖，大幅减少算法的复杂性外，也能通过移动区间45的范围增进手势感测系统100的准确度。此外，由于光发射器11主动发射多个发射光r，因此能应付各种环境光照状况，即使在黑暗中也不受影响，并且仅通过光传感器12接收反射光r'，即能准确产生待测物的移动坐标信息47，也就是，本发明的手势感测系统100具有低成本以及广泛适用性等功效。
129.为供进一步了解本发明构造特征、运用技术手段及所预期达成的功效，将本发明实际执行过程加以叙述，相信可由此而对本发明有更深入且具体了解，如下所述：
130.请参阅图4，并搭配图1及图2所示。本发明的手势感测系统100实际执行过程说明如下：首先执行定位发射步骤s1，借由光发射器11朝特征点200发射定位发射光r1，特征点200经反射产生定位反射光r1'；接着执行定位感测步骤s2，手势感测系统100的光传感器12接收定位反射光r1'后，根据定位发射光r1以及定位反射光r1'转换为定位感测信号41；之后执行定位运算步骤s3，信号处理模块13根据定位感测信号41，产生特征点200的定位坐标信息42，以作为待测物300的坐标信息的原点；随后执行初始发射步骤s4，借由光发射器11对待测物300发射初始发射光r2，待测物300经反射产生初始反射光r2'；接着执行定位初始感测步骤s5，手势感测系统100的光传感器12接收初始反射光r2'后，根据初始发射光r2以
及初始反射光r2'转换为初始感测信号43；之后执行定位初始运算步骤s6，信号处理模块13根据该初始感测信号43，产生待测物300的初始坐标信息44，以作为待测物300的坐标信息的起点，并且根据初始坐标信息44产生移动区间45；随后执行移动发射步骤s7，借由光发射器11对待测物300发射移动发射光r3，待测物300经反射产生移动反射光r3'；之后执行移动感测步骤s8，手势感测系统100的光传感器12接收移动反射光r3'，根据移动发射光r3以及移动反射光r3'转换为移动感测信号46；随后执行移动运算步骤s9，信号处理模块13根据该移动感测信号46，产生该待测物300的移动坐标信息47，以作为待测物300移动后的终点；最后执行判定步骤s10，当该移动坐标信息47落入移动区间45时，信号处理模块13判定待测物300未产生手势，反之，信号处理模块13判定待测物300产生手势40。
131.以下，参照图式，说明本发明的手势感测系统100的第一实施的实施形态，以使本发明所属技术领域中的技术人员更清楚的理解可能的变化。以与上述相同的组件符号指示的组件实质上相同于上述参照图1、图2所述。与手势感测系统100相同的组件、特征、和优点将不再赘述。
132.请参阅图5-8所示，图5为根据本发明第一实施例的手势感测系统的示意图；
133.图6为说明根据本发明第一实施例的手势感测系统的使用示意图；图7为说明根据本发明第一实施例的识别方法的步骤方块图；图8为说明根据本发明第一实施例的识别方法实际执行过程的步骤流程图。如图5所示，本发明的手势感测系统100包括：光发射器11、光传感器12、信号处理模块13、以及储存单元14。
134.具体地，如图5-8所示，根据本发明第一实施例的手势感测系统100，其进一步包含有储存单元14，储存单元14耦接于信号处理模块13。值得一提的是，在本实施例中，当信号处理模块13判定待测物300产生手势后，信号处理模块13可以根据初始坐标信息44以及实时产生的移动坐标信息47，生成待测物300的手势路径40，此外，用户可以借由储存单元14储存移动轨迹48，以及与移动轨迹48相对应的预设功能49，当手势路径40与移动轨迹48一致时执行预设功能49，借此，实现一种可以根据自身需求自定义与手部移动相关联的预设功能49，建立专属的手势，同时可以延伸对应启动的功能，大幅增加本发明的手势使用弹性。
135.举例而言，预设功能49可以是控制音量、开启导航、控制屏幕亮度等，针对手势感测系统100所连接的外部装置的控制指令，或者预设功能49也可以是待机或关闭手势感测系统100等，针对手势感测系统100本身的控制指令，然而本发明不限于此。
136.具体地，请参阅图6所示，在本实施例中，坐标信息40可以包含有沿第一方向x产生的第一坐标值x1(图未示)、沿第二方向y产生的第二坐标值y1(图未示)、以及沿第三方向z产生的第三坐标值z1(图未示)，其中，第一方向x、第二方向y、与第三方向z相互垂直，因此，本发明的手势感测系统100可以感测待测物300于三维空间中的移动，也就是本发明的手势感测系统100可以同时感测高度、宽度以及深度的移动，使得本发明具有广泛适用性以及应用性，然而本发明不限于此。
137.请参阅图7及图8，并搭配图5及图6所示，本发明以第一实施例的手势感测系统100为基础，进一步提供一种手势感测系统100的感测方法，其包含下列步骤：
138.定位发射步骤s1'，手势感测系统100的光发射器11对特征点200发射定位发射光r1，该定位发射光r1发射至特征点200后，经反射产生定位反射光r1'，接着执行定位感测步
骤s2'。
139.定位感测步骤s2'，手势感测系统100的光传感器12接收定位反射光r1'，并转换为定位感测信号41，接着执行定位运算步骤s3'。
140.定位运算步骤s3'，信号处理模块13根据该定位感测信号41，产生特征点200的定位坐标信息42，接着执行初始发射步骤s4'。
141.初始发射步骤s4'，手势感测系统100的光发射器11对待测物300发射初始发射光r2，初始发射光r2发射至待测物300后，经反射产生初始反射光r2'，接着执行定位初始感测步骤s5'。
142.初始感测步骤s5'，手势感测系统100的光传感器12接收初始反射光r2'，并转换为初始感测信号43，接着执行定位初始运算步骤s6'。
143.初始运算步骤s6'，信号处理模块13根据该初始感测信号43，产生待测物300的初始坐标信息44，并且根据初始坐标信息44产生移动区间45，接着执行移动发射步骤s7'。
144.移动发射步骤s7'，手势感测系统100的光发射器11对待测物300发射移动发射光r3，移动发射光r3发射至待测物300后，经反射产生移动反射光r3'，接着执行移动感测步骤s8'。
145.移动感测步骤s8'，手势感测系统100的光传感器12接收移动反射光r3'，并转换为移动感测信号46，接着执行移动运算步骤s9'。
146.移动运算步骤s9'，信号处理模块13根据该移动感测信号46，产生该待测物300的移动坐标信息47，接着执行判定步骤s10'。
147.判定步骤s10'，当该移动坐标信息47落入移动区间45时，信号处理模块13判定待测物300未产生手势，反之，信号处理模块13判定待测物300产生手势40，接着执行对比步骤s11'。
148.对比步骤s11'，信号处理模块13根据初始坐标信息44以及移动坐标信息47之间的移动变化产生手势路径40，同时信号处理模块13对比手势路径40与移动轨迹48。
149.储存步骤s12'，储存单元14储存移动轨迹48，并且信号处理模块13接收与移动轨迹48相对应的预设功能49，并且，储存单元14储存该预设功能49。
150.执行步骤s13'，若信号处理模块13对比手势40与移动轨迹48一致时，信号处理模块13根据移动轨迹48执行预设功能49。
151.为供进一步了解本发明构造特征、运用技术手段及所预期达成的功效，将本发明实际执行过程加以叙述，相信当可由此而对本发明有更深入且具体了解，如下所述：
152.请参阅图8，并搭配图5及图6所示。根据本发明的手势感测系统100实际执行过程说明如下：首先执行定位发射步骤s1'，借由光发射器11朝特征点200发射定位发射光r1，特征点200经反射产生定位反射光r1'；接着执行定位感测步骤s2'，手势感测系统100的光传感器12接收定位反射光r1'后，根据定位发射光r1以及定位反射光r1'转换为定位感测信号41；之后执行定位运算步骤s3'，信号处理模块13根据定位感测信号41，产生特征点200的定位坐标信息42，以作为待测物300的坐标信息的原点；随后执行初始发射步骤s4'，借由光发射器11对待测物300发射初始发射光r2，待测物300经反射产生初始反射光r2'；接着执行定位初始感测步骤s5'，手势感测系统100的光传感器12接收初始反射光r2'后，根据初始发射光r2以及初始反射光r2'转换为初始感测信号43；之后执行定位初始运算步骤s6'，信号处
理模块13根据该初始感测信号43，产生待测物300的初始坐标信息44，以作为待测物300的坐标信息的起点，并且根据初始坐标信息44产生移动区间45；随后执行移动发射步骤s7'，借由光发射器11对待测物300发射移动发射光r3，待测物300经反射产生移动反射光r3'；之后执行移动感测步骤s8'，手势感测系统100的光传感器12接收移动反射光r3'，根据移动发射光r3以及移动反射光r3'转换为移动感测信号46；随后执行移动运算步骤s9'，信号处理模块13根据该移动感测信号46，产生该待测物300的移动坐标信息47，以作为待测物300移动后的终点；接着执行判定步骤s10'，当该移动坐标信息47落入移动区间45时，信号处理模块13判定待测物300未产生手势，反之，信号处理模块13判定待测物300产手势40；若信号处理模块13判定待测物300产生手势40，则执行对比步骤s11'，信号处理模块13根据初始坐标信息44以及移动坐标信息47之间的移动变化产生手势路径40，同时将手势路径40与移动轨迹48进行对比；若储存单元14未储存与手势路径40一致的移动轨迹48时，则执行储存步骤s12'，储存单元14储存手势路径40对应的移动轨迹48，并且信号处理模块13接收与移动轨迹48相对应的预设功能49，并且，储存单元14储存该预设功能49；若储存单元14储存有与手势路径40一致的移动轨迹48时，则执行执行步骤s13'，信号处理模块13根据移动轨迹48执行预设功能49。
153.因此，本发明的手势感测系统100，其进一步借由储存单元14储存移动轨迹48以及相对应的预设功能49，并且通过信号处理模块13根据移动轨迹48执行预设功能49，如此一来，实现一种可让使用者自行定义手势的方式，供使用者建立专属的手势外，同时延伸对应启动的功能，增加手势使用弹性，并且大幅增加手势感测系统100的适用性性及辨识能力。
154.以下提供手势感测系统100的其他示例，以使本发明所属技术领域的技术人员更清楚的理解可能的变化。与上述实施例相同的组件符号指示的组件实质上相同于上述参照图1、图5所述。与手势感测系统100相同的组件、特征、和优点将不再赘述。
155.请参阅图9所示，图9为说明本发明第二实施例的手势感测系统的使用示意图。第二实施例与第一实施例的主要差别在于，在本实施例中，坐标信息40仅包含有沿第一方向x产生的第一坐标值x1、以及沿第二方向y产生的第二坐标值y1，并且信号处理模块根据定位坐标信息42作为原点，搭配第一方向x以及第二方向y所形成的平面，该平面垂直于该多个发射光的入射方向，进一步将该待测物所处的空间划分为四个象限(quadrant)，分别为第一象限q1、第二象限q2、第三象限q3、以及第四象限q4，并通过待测物300根据象限与象限之间的改变判断待测物300是否产生移动，同时追踪并记录待测物300在四个象限移动的顺序，以执行相对应的预设功能49。因此，本发明第二实施例的手势感测系统100，相较于第一实施例，可以提供一种简化算法的实施方式，仅通过象限之间的改变即能判定待测物300是否产生手势，使用者可以视其需求选择何种方式较为适切，本发明不应被解释为仅限于此。
156.请参阅图10，并搭配图9所示，图10为说明执行本发明第二实施例的手势感测系统的感测方法的步骤方块图。本发明以第二实施例的手势感测系统100为基础，进一步提供一种第二实施例的手势感测系统100的感测方法，其包含下列步骤：
157.定位发射步骤s1”，手势感测系统100的光发射器11对特征点200发射定位发射光r1，该定位发射光r1发射至特征点200后，经反射产生定位反射光r1'，接着执行定位感测步骤s2”。
158.定位感测步骤s2”，手势感测系统100的光传感器12接收定位反射光r1'，并转换为
定位感测信号41，接着执行定位运算步骤s3”。
159.定位运算步骤s3”，信号处理模块13根据该定位感测信号41，产生特征点200的定位坐标信息42，接着执行初始发射步骤s4”。
160.初始发射步骤s4”，手势感测系统100的光发射器11对待测物300发射初始发射光r2，初始发射光r2发射至待测物300后，经反射产生初始反射光r2'，接着执行定位初始感测步骤s5”。
161.初始感测步骤s5”，手势感测系统100的光传感器12接收初始反射光r2'，并转换为初始感测信号43，接着执行定位初始运算步骤s6”。
162.初始运算步骤s6”，信号处理模块13根据该初始感测信号43，产生待测物300的初始坐标信息44，接着执行划分步骤s7”。
163.划分步骤s7”，信号处理模块13根据初始坐标信息44并搭配第一方向x以及第二方向y，将待测物300所处的空间划分为四个象限，接着执行移动发射步骤s8”。
164.移动发射步骤s8”，手势感测系统100的光发射器11对待测物300发射移动发射光r3，移动发射光r3发射至待测物300后，经反射产生移动反射光r3'，接着执行移动感测步骤s9”。
165.移动感测步骤s9”，手势感测系统100的光传感器12接收移动反射光r3'，并转换为移动感测信号46，接着执行移动运算步骤s10”。
166.移动运算步骤s10”，信号处理模块13根据该移动感测信号46，产生该待测物300的移动坐标信息47，接着执行确认步骤s11”。
167.确认步骤s11”，信号处理模块13根据定位坐标信息44以及移动坐标信息47判定待测物300所处的象限，接着执行判定步骤s12”168.判定步骤s12”，当该待测物300的定位坐标信息44以及移动坐标信息47所处的象限一致时，信号处理模块13判定待测物300未产生手势，反之，信号处理模块13判定待测物300产生手势40。
169.因此，由上述说明可得知，根据本发明第二实施例的手势感测系统100并搭配其感测方法，借由特征点200作为定位原点并搭配第一方向x以及第二方向y，将待测物300所处的空间划分为四个象限，并且信号处理模块13根据定位坐标信息44以及移动坐标信息47判定待测物300所处的象限，借此，通过所处的象限是否一致准确判断待测物300是否产生真实移动，进一步减少算法的复杂性。
170.下面，再将本发明的特征及其可达成的预期功效陈述如下：
171.其一，本发明借由特征点200作为定位起点针对待测物300产生空间中的定位坐标信息44，并且根据初始坐标信息44产生移动区间45，借此，通过移动区间45准确判断待测物300是否产生真实移动，从而不须针对人手主动进行定位，也不须定位至指尖，大幅减少算法的复杂性外，也能通过移动区间45的范围增进手势感测系统100的准确度。
172.其二，本发明借由光发射器11主动发射多个发射光r，因此能应付各种环境光照状况，即使在黑暗中也不受影响，并且仅通过光传感器12接收反射光r'，即能准确产生待测物的移动坐标信息47，也就是，本发明的手势感测系统100具有低成本以及广泛适用性等功效。
173.其三，本发明借由储存单元14储存移动轨迹48以及相对应的预设功能49，并且通
过信号处理模块13根据移动轨迹48执行预设功能49，如此一来，实现一种可让使用者自行定义手势的方式，供使用者建立专属的手势外，同时延伸对应启动的功能，增加手势使用弹性，并且大幅增加手势感测系统100的适用性性及辨识能力。
174.其四，本发明借由特征点200作为定位起点并搭配第一方向x以及第二方向y，将待测物300所处的空间划分为四个象限，并且信号处理模块13根据定位坐标信息44以及移动坐标信息47判定待测物300所处的象限，借此，通过所处的象限是否一致准确判断待测物300是否产生真实移动，进一步减少算法的复杂性。
175.以上借由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，所属技术领域的人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
176.以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的范围；凡其它未脱离本发明所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含在本的专利范围内。

技术特征：
1.一种手势感测系统，其特征在于，借由一特征点作为定位起点针对一待测物产生空间中的多个坐标信息，所述手势感测系统包括：一光发射器，其对所述特征点以及所述待测物发射多个发射光，所述多个发射光发射至所述特征点以及所述待测物后，经反射产生多个反射光；一光传感器，其电性连接所述光发射器，所述光传感器接收所述多个反射光，并转换为多个感测信号；以及一信号处理模块，其耦接于所述光发射器及所述光传感器，所述信号处理模块根据所述多个感测信号，产生所述特征点的一定位坐标信息以及所述待测物的一初始坐标信息，并且根据所述初始坐标信息产生一移动区间，所述移动区间用于判断所述待测物是否产生移动；其中，当所述待测物产生移动时，所述信号处理模块产生一移动坐标信息，当所述移动坐标信息超出所述移动区间时，所述信号处理模块判定所述待测物产生一手势。2.根据权利要求1所述的手势感测系统，其特征在于，所述手势感测系统信进一步包含有：一储存单元，其耦接于所述信号处理模块，所述储存单元用于储存所述手势的一移动轨迹，以及与所述移动轨迹相对应的一预设功能；其中，所述信号处理模块根据所述初始坐标信息以及所述移动坐标信息之间的移动变化产生所述手势的路径，对比所述手势的路径与所述移动轨迹，并执行与所述移动轨迹相对应的所述预设功能。3.根据权利要求1所述的手势感测系统，其特征在于，所述多个坐标信息包含有沿一第一方向产生的一第一坐标值以及沿一第二方向产生的一第二坐标值。4.根据权利要求3所述的手势感测系统，其特征在于，所述第一方向与所述第二方向相互垂直，并且所述第一方向以及所述第二方向所形成的一平面垂直于所述多个发射光的入射方向。5.根据权利要求4所述的手势感测系统，其特征在于，所述信号处理模块根据所述定位坐标信息与所述第一方向以及所述第二方向，将所述定位坐标信息作为原点划分所述平面为四个象限，并且所述信号处理模块根据所述定位坐标信息以及所述移动坐标信息确认所述待测物所处的象限。6.根据权利要求3所述的手势感测系统，其特征在于，所述多个坐标信息进一步包含有沿一第三方向产生的一第三坐标值。7.根据权利要求6所述的手势感测系统，其特征在于，所述第一方向、所述第二方向与所述第三方向相互垂直。8.根据权利要求1所述的手势感测系统，其特征在于，所述待测物为人体的手部，并且所述特征点为人体的手部以外的任一部位。9.根据权利要求1所述的手势感测系统，其特征在于，所述信号处理模块为服务器、计算机、集成电路其中之一。10.一种应用如权利要求1所述的手势感测系统的感测方法，其特征在于，包含下列步骤：一定位发射步骤，所述手势感测系统的所述光发射器对所述特征点发射一定位发射
光，所述定位发射光发射至所述特征点后，经反射产生一定位反射光；一定位感测步骤，所述手势感测系统的所述光传感器接收所述定位反射光，并转换为一定位感测信号；一定位运算步骤，所述信号处理模块根据所述定位感测信号，产生所述特征点的所述定位坐标信息；一初始发射步骤，所述手势感测系统的所述光发射器对所述待测物发射一初始发射光，所述初始发射光发射至所述待测物后，经反射产生一初始反射光；一初始感测步骤，所述手势感测系统的所述光传感器接收所述初始反射光，并转换为一初始感测信号；一初始运算步骤，所述信号处理模块根据所述初始感测信号，产生所述待测物的所述初始坐标信息，并且根据所述初始坐标信息产生所述移动区间；一移动发射步骤，所述手势感测系统的所述光发射器对所述待测物发射一移动发射光，所述移动发射光发射至所述待测物后，经反射产生一移动反射光；一移动感测步骤，所述手势感测系统的所述光传感器接收所述移动反射光，并转换为一移动感测信号；一移动运算步骤，所述信号处理模块根据所述移动感测信号，产生所述待测物的所述移动坐标信息；一判定步骤，当所述移动坐标信息超出所述移动区间时，所述信号处理模块判定所述待测物产生所述手势。11.根据权利要求10所述的感测方法，其特征在于，进一步包含：一对比步骤，所述信号处理模块根据所述初始坐标信息以及所述移动坐标信息之间的移动变化产生所述手势的路径，同时所述信号处理模块对比所述手势的路径与一移动轨迹。12.根据权利要求11所述的感测方法，其特征在于，进一步包含：一储存步骤，一储存单元储存所述移动轨迹，并且所述信号处理模块接收与所述移动轨迹相对应的一预设功能，并且，所述储存单元储存所述预设功能。13.根据权利要求12所述的感测方法，其特征在于，进一步包含：一执行步骤，所述信号处理模块对比所述手势的路径与所述移动轨迹一致时，所述信号处理模块根据所述移动轨迹执行所述预设功能。14.根据权利要求10所述的感测方法，其特征在于，进一步包含：一划分步骤，所述信号处理模块根据所述定位坐标信息与第一方向以及第二方向，将所述待测物所处的空间划分为四个象限；一确认步骤，所述信号处理模块根据所述定位坐标信息以及所述移动坐标信息确认所述待测物所处的象限。

技术总结
本发明关于一种手势感测系统及其感测方法，手势感测系统借由特征点作为定位起点针对待测物产生空间中的坐标信息，该手势感测系统包括：光发射器、光传感器、以及信号处理模块。首先，光发射器对特征点以及待测物发射多个发射光，该多个发射光发射至该特征点以及该待测物后产生多个反射光；接着，光传感器接收该多个反射光，并转换为多个感测信号；的后，信号处理模块根据该多个感测信号产生初始坐标信息以及移动坐标信息；最后，信号处理模块根据该初始坐标信息以及该移动坐标信息之间的变化产生手势，并根据手势的移动轨迹执行预设功能。因此，本发明提供使用者一种可以自定义预设功能的手势控制方法，具有高度准确性以及广泛应用性。泛应用性。泛应用性。


技术研发人员：胡冠男 蔡忠谚 庄凯文
受保护的技术使用者：广州印芯半导体技术有限公司
技术研发日：2022.01.28
技术公布日：2023/8/8