基于手勢(shì)識(shí)別的智能家居人機(jī)交互專利技術(shù)綜述

劉明惠

引言

手勢(shì)識(shí)別技術(shù)是現(xiàn)今非常流行的一種用于人機(jī)交互的技術(shù)，提供給用戶和諧、方便的交互方式，面向智能家居的手勢(shì)控制方式具有操控簡(jiǎn)單、人機(jī)交互友好等優(yōu)點(diǎn)，是智能家居的發(fā)展趨勢(shì)之一。本文以基于手勢(shì)識(shí)別的智能家居的專利申請(qǐng)作為分析對(duì)象，重點(diǎn)分析全球范圍內(nèi)關(guān)于基于手勢(shì)識(shí)別的智能家居的申請(qǐng)信息、重要申請(qǐng)人、專利布局等信息，力求還原基于手勢(shì)的智能家居技術(shù)國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀以及尋找該領(lǐng)域未來發(fā)展的熱點(diǎn)。

一、基于手勢(shì)識(shí)別的智能家居技術(shù)的基本介紹

手勢(shì)識(shí)別被普遍認(rèn)為是一種自然高效的人機(jī)交互方法。本文中基于手勢(shì)識(shí)別的智能家居重點(diǎn)在通過手勢(shì)識(shí)別對(duì)住宅配套中的照明控制、智能廚房、智能衛(wèi)浴、智能供熱;家用電器中的智能空調(diào)、智能冰箱、智能洗衣機(jī)、智能電視;以及其他家用器具中的智能窗簾等的控制。

二、基于手勢(shì)識(shí)別的智能家居技術(shù)的專利現(xiàn)狀分析

為了全面分析目前基于手勢(shì)識(shí)別的智能家居的專利技術(shù)現(xiàn)狀，本文檢索了德溫特?cái)?shù)據(jù)庫(kù)專利文獻(xiàn)。

1. 申請(qǐng)量趨勢(shì)變化

由圖1可知，基于手勢(shì)識(shí)別的智能家居技術(shù)在全球范圍內(nèi)的專利申請(qǐng)量呈逐年上升趨勢(shì)，并保持了較高的申請(qǐng)量，該項(xiàng)技術(shù)在全球范圍內(nèi)維持了較高的關(guān)注度。2008年以前，該項(xiàng)技術(shù)的年申請(qǐng)量不足100件;2008年以后，每年申請(qǐng)量的增長(zhǎng)幅度在20%以上，年申請(qǐng)量維持在200件以上，并在2013年達(dá)到申請(qǐng)量的峰值520件。其在近幾年的申請(qǐng)量保持在了較高的水平，足以見得其發(fā)展勢(shì)頭良好，全球范圍內(nèi)均有較快的發(fā)展。

2. 主要申請(qǐng)人分布

圖2是基于手勢(shì)識(shí)別的智能家居技術(shù)全球主要申請(qǐng)人的分布和排名情況，全球申請(qǐng)量排名前十的均為國(guó)際知名跨國(guó)企業(yè)，其中四家為美國(guó)企業(yè)，分別為微軟、谷歌、高通、黑莓，足以見美國(guó)在該領(lǐng)域中的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。兩家為韓國(guó)企業(yè)，分別為三星、LG公司，這兩家企業(yè)在智能電視領(lǐng)域均有不俗的表現(xiàn)。兩家為日本企業(yè)，分別為索尼和京瓷，可見大家都想在智能家居領(lǐng)域分的一杯羹。

3. 地區(qū)及國(guó)家分布

由圖3可知，美國(guó)、中國(guó)、韓國(guó)、日本是專利申請(qǐng)的主要原創(chuàng)國(guó)，上述四個(gè)國(guó)家的申請(qǐng)量占到了全球申請(qǐng)總量的八成，其中美國(guó)優(yōu)勢(shì)非常明顯，其申請(qǐng)量占全球申請(qǐng)總量的約40%，中國(guó)作為申請(qǐng)量排名第二的國(guó)家，也有五分之一的全球申請(qǐng)量。而日本、韓國(guó)作為技術(shù)力量雄厚的國(guó)家，其申請(qǐng)量為全球的12%和9%。

4. 技術(shù)演進(jìn)路線圖

基于手勢(shì)的識(shí)別按照具體的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)可以劃分為12種技術(shù)手段，靜態(tài)手勢(shì)識(shí)別、動(dòng)態(tài)手勢(shì)追蹤、基于手部位置的光標(biāo)輸入、手部圖像疊加、三維深度感知、多目攝像機(jī)、空間定位傳感器、基于光源捕捉、基于標(biāo)記物亮度顏色、異類傳感器信息融合、手勢(shì)輸入提示與確認(rèn)、手勢(shì)-命令映射。

在基于手勢(shì)識(shí)別的智能家居技術(shù)的演進(jìn)過程中，出現(xiàn)在1993的基礎(chǔ)專利，由日本NTT公司提出，具體設(shè)計(jì)基于手部位置的光標(biāo)輸入技術(shù)，是對(duì)智能電視的手勢(shì)遙控技術(shù)。隨著時(shí)間的推移，用戶不在滿足于簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)手勢(shì)控制以及僅對(duì)帶有顯示屏幕的電視的控制，在對(duì)手勢(shì)的識(shí)別精度、識(shí)別速度和可靠性方面有了更高的需求，識(shí)別設(shè)備的范圍也從電視擴(kuò)展到DVD，家庭影院以及后來的空調(diào)、抽油煙機(jī)等家電設(shè)備，在1996年出現(xiàn)了以靜態(tài)手勢(shì)為基礎(chǔ)，結(jié)合動(dòng)態(tài)手勢(shì)追蹤技術(shù)來捕獲用戶手勢(shì)的基礎(chǔ)專利。通過前期的技術(shù)演進(jìn)，基于手勢(shì)識(shí)別的智能家居技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展有最初的新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，已然演化為側(cè)重手勢(shì)的多樣性、準(zhǔn)確識(shí)別演化。

結(jié)語(yǔ)

本文詳細(xì)梳理了基于手勢(shì)識(shí)別的智能家居技術(shù)的分類和各技術(shù)分支的發(fā)展情況，并對(duì)基于手勢(shì)識(shí)別的智能家居技術(shù)領(lǐng)域的核心專利和重要申請(qǐng)人進(jìn)行分析，有助于了解基于手勢(shì)識(shí)別的智能家居技術(shù)的基本發(fā)展態(tài)勢(shì)，對(duì)涉及基于手勢(shì)識(shí)別的智能家居技術(shù)領(lǐng)域的審查工作有較大幫助。

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