通过手势姿态识别来操作替代电脑鼠标的操作系统和方法
【专利摘要】本发明公开了一种通过手势姿态识别来操作替代电脑鼠标的操作系统和方法，包括：固定设置手心或手背上并用于模拟鼠标的激光感应功能的掌上传感器组件；固定设置在大拇指上并用于模拟鼠标的滚轮功能的拇指传感器组件；固定设置在食指上并用于模拟鼠标的左键功能的食指传感器组件；固定设置在中指上并用于模拟鼠标的右键功能的中指传感器组件；其中，掌上传感器组件、拇指传感器组件、食指传感器组件、中指传感器组件分别与设置在掌上并用于获取和分析各传感器组件状态信息的主板微处理器连接。本发明通过手势姿态的发明应用，可以通过手的移动来取代鼠标的移动，对于体感游戏，手势捕捉使用起来更加灵敏，也更加方便。
【专利说明】
通过手势姿态识别来操作替代电脑鼠标的操作系统和方法
技术领域
[0001]本发明涉及电子信息技术领域，尤其涉及的是一种通过手势姿态识别来操作替代电脑鼠标的操作系统和操作方法。
【背景技术】
[0002]现有技术中，电脑主机一般都是连接有线的或者无线的鼠标进行系统操作，由于鼠标操作需要一定的放置平台，因此，通过鼠标操作容易收到场合的限制，在没有鼠标放置平台或者没有鼠标垫的时候，鼠标操作灵敏度急速下降，使用不灵敏，操作难度大。
[0003]因此，现有技术存在缺陷，需要改进。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是:提供一种通过手势姿态识别来操作替代电脑鼠标，操作灵敏度高，操作速度快的操作系统和操作方法。
[0005]本发明的技术方案如下:一种通过手势姿态识别来操作替代电脑鼠标的操作系统，包括:固定设置手心或手背上并用于模拟鼠标的激光感应功能的掌上传感器组件；固定设置在大拇指上并用于模拟鼠标的滚轮功能的拇指传感器组件；固定设置在食指上并用于模拟鼠标的左键功能的食指传感器组件；固定设置在中指上并用于模拟鼠标的右键功能的中指传感器组件;其中，掌上传感器组件、拇指传感器组件、食指传感器组件、中指传感器组件分别与设置在掌上并用于获取和分析各传感器组件状态信息的主板微处理器连接。
[0006]应用于上述技术方案，所述的操作系统中，还包括固定设置在无名指上并用于模拟鼠标滚轮抬起/按下功能的无名指传感器组件，以及固定设置在小指上并用于模拟鼠标开启/关闭功能的小指传感器组件;并且，无名指传感器组件和小指传感器组件也分别与主板微处理器连接。
[0007]应用于各个上述技术方案，所述的操作系统中，每一传感器组件包括陀螺仪和重力加速度传感器。
[0008]应用于各个上述技术方案，所述的操作系统中，掌上传感器组件设置为掌上MPU6050组件、拇指传感器组件设置为拇指MPU6050组件、食指传感器组件设置为食指MPU6050组件、中指传感器组件设置为中指MPU6050组件、无名指传感器组件设置为无名指MPU6050组件，小指传感器组件设置为小指MPU6050组件，并且，主板微处理器设置为STM32F103RCT6集成电路微处理器。
[0009]应用于各个上述技术方案，所述的操作系统中，掌上MPU6050组件和STM32F103RCT6集成电路微控制器分别设置在一块PCB板上，并且，PCB板上还设置一与STM32F103RCT6微处理器、以及外部电脑主机连接的一USB端口 ；并且，PCB板上还设置一2.4GRF无线连接模块。
[0010]应用于各个上述技术方案，一种通过手势姿态识别来操作替代电脑鼠标的操作方法，包括如下步骤:A:分别采用掌上传感器组件模拟鼠标的激光感应功能、采用拇指传感器组件模拟鼠标的滚轮功能、采用食指传感器组件模拟鼠标的左键功能、采用中指传感器组件模拟鼠标的右键功能;B:分别获取掌上传感器组件、拇指传感器组件、食指传感器组件、中指传感器组件的传感数据，并根据传感数据分析得到各模拟鼠标的操作状态信息;C:将各模拟鼠标的操作状态信息发送到电脑主机中，通过电脑主机控制显示。
[0011 ]应用于各个上述技术方案，所述的操作方法中，步骤A中，还采用无名指传感器组件模拟鼠标滚轮抬起/按下功能、采用小指传感器组件模拟鼠标开启/关闭功能;并且，步骤B中，还分别获取无名指传感器组件和小指传感器组件的传感数据，并根据传感数据分析得到各模拟鼠标的操作状态信息。
[0012]应用于各个上述技术方案，所述的操作方法中，步骤A中，将每一传感器组件设置为包括陀螺仪和重力加速度传感器组件。
[0013]应用于各个上述技术方案，所述的操作方法中，步骤A中，采用的掌上传感器组件为掌上MPU6050组件、采用的拇指传感器组件为拇指MPU6050组件、采用的食指传感器组件为食指MPU6050组件、采用的中指传感器组件为中指MPU6050组件、采用的无名指传感器组件为无名指MPU6050组件，采用的小指传感器组件为小指MPU6050组件，采用的主板微处理器为STM32F103RCT6集成电路微处理器。
[0014]应用于各个上述技术方案，所述的操作方法中，步骤C中，采用有线的USB输出端口或者采用无线的2.4GRF无线连接模块，将各模拟鼠标的操作状态信息发送到电脑主机中，通过电脑主机控制显示。
[0015]采用上述方案，本发明在采用手心(或手背)固定含传感器的设备实现。较平稳的获取静止状态时的姿态信息。大拇指、食指、中指、无名指、小指分别安放传感器设备，采集手指的姿态信息。这样，整个手就监控起来，实时分析出手掌的姿态方位。通过手势姿态的发明应用，可以通过手的移动来取代鼠标的移动，对于体感游戏，手势捕捉使用起来更加灵敏，也更加方便。
【附图说明】
[0016]图1为本发明中的操作系统连接结构示意图一；
图2为本发明中的操作系统连接结构示意图二。
【具体实施方式】
[0017]以下结合附图和具体实施例，对本发明进行详细说明。
[0018]本实施例提供了一种通过手势姿态识别来操作替代电脑鼠标的操作系统，如图1和图2所示，操作系统包括固定设置手心或手背上并用于模拟鼠标的激光感应功能的掌上传感器组件、固定设置在大拇指上并用于模拟鼠标的滚轮功能的拇指传感器组件、固定设置在食指上并用于模拟鼠标的左键功能的食指传感器组件、固定设置在中指上并用于模拟鼠标的右键功能的中指传感器组件、固定设置在无名指上并用于模拟鼠标滚轮抬起/按下功能的无名指传感器组件、以及固定设置在小指上并用于模拟鼠标开启/关闭功能的小指传感器组件。
[0019]其中，无名指传感器组件和小指传感器组件的模拟鼠标功能可通过其他的手势组合来替代，从而进一步的简化产品结构。
[0020]其中，掌上传感器组件、拇指传感器组件、食指传感器组件、中指传感器组件、无名指传感器组件和小指传感器组件分别与设置在掌上并用于获取和分析各传感器组件状态信息的主板微处理器连接；主板微处理器也可以设置在掌心上或掌背上，主板微处理器和掌上传感器组件可以集成设置在一块PCB板上，其中，掌上传感器组件、拇指传感器组件、食指传感器组件、中指传感器组件、无名指传感器组件、小指传感器组件和主板微处理器可以直接在人手对应的位置固定，也可以通过载体进行固定，例如，通过嵌入设置在手套内，通过人佩戴手套进行固定设置。
[0021]其中，每一传感器组件都包括有陀螺仪和重力加速度传感器，即掌上传感器组件包括有陀螺仪和重力加速度传感器;拇指传感器组件包括有陀螺仪和重力加速度传感器；食指传感器组件包括有陀螺仪和重力加速度传感器；中指传感器组件包括有陀螺仪和重力加速度传感器;无名指传感器组件包括有陀螺仪和重力加速度传感器;小指传感器组件也包括有陀螺仪和重力加速度传感器。
[0022]其中，掌上传感器组件设置为掌上MPU6050组件、拇指传感器组件设置为拇指MPU6050组件、食指传感器组件设置为食指MPU6050组件、中指传感器组件设置为中指MPU6050组件、无名指传感器组件设置为无名指MPU6050组件，小指传感器组件设置为小指MPU6050组件，并且，主板微处理器设置为STM32F103RCT6集成电路微处理器，其中，MPU6050整合了3轴陀螺仪、3轴加速器，并含可藉由第二个I2C端口连接其他厂牌之加速器、磁力传感器、或其他传感器的数位运动处理(DMP: Digital Mot1n Processor)硬件加速引擎，由主要I2C端口以单一数据流的形式，向应用端输出完整的9轴融合演算技术。
[0023]如此，通过食指来模拟鼠标的左键功能，通过中指来模拟鼠标的右键功能，大拇指来模拟鼠标的滚轮功能，手心来模拟鼠标的激光感应功能。当食指传感器设备采集到陀螺仪倾角到达一定角度后认为是鼠标左键抬起，超过一定阀值角度后，认为是鼠标左键按下。当中指传感器设备采集到陀螺仪倾角到达一定角度后认为是鼠标右键抬起，超过一定阀值角度后，认为是鼠标右键按下。当手心传感器水平移动时，采集到陀螺仪和重力加速度传感器水平方向位移，电脑上鼠标指针水平移动一定的像素点。当手心传感器竖直移动时，采集到陀螺仪和重力加速度传感器竖直方向位移，电脑上鼠标指针竖直移动一定的像素点。当大拇指传感器竖直向下滑动时，采集到陀螺仪和重力加速度传感器竖直向下方向位移，电脑上滚轮向下移动若干像素点。当大拇指竖直向上滑动时，采集到陀螺仪和重力加速度传感器竖直向上方向位移，电脑上滚轮向上移动若干像素点。以此来模拟鼠标在电脑上的所有操作。当无名指传感器设备采集到陀螺仪倾角到达一定角度后认为是滚轮抬起，超过一定阀值角度后，认为是滚轮按下。小指传感器用于手势姿态进行模式开启/关闭。当小指弯曲到一定程度后，打开鼠标手势功能，再次弯曲到一定程度后，关闭鼠标手势功能。
[0024]或者，可以将掌上MPU6050组件和STM32F103RCT6集成电路微控制器分别设置在一块PCB板上，并且，还在PCB板上还设置一与STM32F103RCT6微处理器、以及外部电脑主机连接的一USB端口 ；并且，PCB板上还设置一2.4GRF无线连接模块;如此，通过USB端口通过有线的方式将STM32F103RCT6微处理器与外部的电脑主机有线连接，或者，通过设置2.4GRF无线连接模块的方式将STM32F103RCT6微处理器与外部的电脑主机无线连接，其中，USB端口可以为USB2.0端口或USB3.0端口。
[0025]或者，还可以在各传感器组件中通过加入振动回馈、灯光回馈、声音回馈，提高使用的代入感，以使操作者获得更好的体验感。
[0026]并且，本实施例还提供了一种通过手势姿态识别来操作替代电脑鼠标的操作方法，包括如下步骤:
首先，步骤A，通过采用掌上传感器组件模拟鼠标的激光感应功能、采用拇指传感器组件模拟鼠标的滚轮功能、采用食指传感器组件模拟鼠标的左键功能、采用中指传感器组件模拟鼠标的右键功能、采用无名指传感器组件模拟鼠标滚轮抬起/按下功能、采用小指传感器组件模拟鼠标开启/关闭功能，其中，掌上传感器组件固定设置手心或手背上，拇指传感器组件固定设置在大拇指上，食指传感器组件固定设置在，中指传感器组件固定设置在中指上，无名指传感器组件固定设置在无名指上，以及小指传感器组件固定设置在小指上。
[0027]其中，掌上传感器组件、拇指传感器组件、食指传感器组件、中指传感器组件、无名指传感器组件和小指传感器组件分别与设置在掌上并用于获取和分析各传感器组件状态信息的主板微处理器连接；主板微处理器也可以设置在掌心上或掌背上，主板微处理器和掌上传感器组件可以集成设置在一块PCB板上，其中，掌上传感器组件、拇指传感器组件、食指传感器组件、中指传感器组件、无名指传感器组件、小指传感器组件和主板微处理器可以直接在人手对应的位置固定，也可以通过载体进行固定，例如，通过嵌入设置在手套内，通过人佩戴手套进行固定设置。
[0028]其中，每一传感器组件都包括有陀螺仪和重力加速度传感器，即掌上传感器组件包括有陀螺仪和重力加速度传感器;拇指传感器组件包括有陀螺仪和重力加速度传感器；食指传感器组件包括有陀螺仪和重力加速度传感器；中指传感器组件包括有陀螺仪和重力加速度传感器;无名指传感器组件包括有陀螺仪和重力加速度传感器;小指传感器组件也包括有陀螺仪和重力加速度传感器。
[0029]其中，无名指传感器组件和小指传感器组件的模拟鼠标功能可通过其他的手势组合来替代，从而进一步的简化产品结构。
[0030]然后，步骤B，分别获取掌上传感器组件、拇指传感器组件、食指传感器组件、中指传感器组件、无名指传感器组件和小指传感器组件的传感数据，并根据传感数据分析得到各模拟鼠标的操作状态信息；其中，是通过主板微处理器跟各传感器组件进行连接，并获取各传感器组件的传感数据，通过对传感数据的分析，得到各传感器的一个操作状态信息。[0031 ]例如，如此，通过食指来模拟鼠标的左键功能，通过中指来模拟鼠标的右键功能，大拇指来模拟鼠标的滚轮功能，手心来模拟鼠标的激光感应功能。当食指传感器设备采集到陀螺仪倾角到达一定角度后认为是鼠标左键抬起，超过一定阀值角度后，认为是鼠标左键按下。当中指传感器设备采集到陀螺仪倾角到达一定角度后认为是鼠标右键抬起，超过一定阀值角度后，认为是鼠标右键按下。当手心传感器水平移动时，采集到陀螺仪和重力加速度传感器水平方向位移，电脑上鼠标指针水平移动一定的像素点。当手心传感器竖直移动时，采集到陀螺仪和重力加速度传感器竖直方向位移，电脑上鼠标指针竖直移动一定的像素点。当大拇指传感器竖直向下滑动时，采集到陀螺仪和重力加速度传感器竖直向下方向位移，电脑上滚轮向下移动若干像素点。当大拇指竖直向上滑动时，采集到陀螺仪和重力加速度传感器竖直向上方向位移，电脑上滚轮向上移动若干像素点。以此来模拟鼠标在电脑上的所有操作。当无名指传感器设备采集到陀螺仪倾角到达一定角度后认为是滚轮抬起，超过一定阀值角度后，认为是滚轮按下。小指传感器用于手势姿态进行模式开启/关闭。当小指弯曲到一定程度后，打开鼠标手势功能，再次弯曲到一定程度后，关闭鼠标手势功會K。
[0032]步骤C，将各模拟鼠标的操作状态信息发送到电脑主机中，通过电脑主机控制显示。其中，可以通过USB端口通过有线的方式将STM32F103RCT6微处理器与外部的电脑主机有线连接，或者，通过设置2.4GRF无线连接模块的方式将STM32F103RCT6微处理器与外部的电脑主机无线连接，USB端口可以为USB2.0端口或USB3.0端口，如此，将各种手指和手掌的操作状态信息发送给电脑主机，通过电脑主机控制显示对应的操作显示。
[0033]或者，在步骤A中，采用的掌上传感器组件为掌上MPU6050组件、采用的拇指传感器组件为拇指MPU6050组件、采用的食指传感器组件为食指MPU6050组件、采用的中指传感器组件为中指MPU6050组件、采用的无名指传感器组件为无名指MPU6050组件，采用的小指传感器组件为小指MPU6050组件，采用的主板微处理器为STM32F103RCT6集成电路微处理器，其中，MPU6050整合了3轴陀螺仪、3轴加速器，并含可藉由第二个I2C端口连接其他厂牌之加速器、磁力传感器、或其他传感器的数位运动处理(DMP: Digital Mot1n Processor)硬件加速引擎，由主要I2C端口以单一数据流的形式，向应用端输出完整的6轴融合演算技术；STM32F103RCT6集成电路微处理器是一种嵌入式-微控制器的集成电路(1C)，可以实现传感数据的获取和分析，并发送给电脑主机。
[0034]或者，还可以在各传感器组件中通过加入振动回馈、灯光回馈、声音回馈，提高使用的代入感，以使操作者获得更好的体验感。
[0035]以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，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。
【主权项】
1.一种通过手势姿态识别来操作替代电脑鼠标的操作系统，其特征在于: 包括: 固定设置在手心或手背上并用于模拟鼠标的激光感应功能的掌上传感器组件； 固定设置在大拇指上并用于模拟鼠标的滚轮功能的拇指传感器组件； 固定设置在食指上并用于模拟鼠标的左键功能的食指传感器组件； 固定设置在中指上并用于模拟鼠标的右键功能的中指传感器组件； 其中，掌上传感器组件、拇指传感器组件、食指传感器组件、中指传感器组件分别与设置在掌上并用于获取和分析各传感器组件状态信息的主板微处理器连接。2.根据权利要求1所述的操作系统，其特征在于:还包括固定设置在无名指上并用于模拟鼠标滚轮抬起/按下功能的无名指传感器组件，以及固定设置在小指上并用于模拟鼠标开启/关闭功能的小指传感器组件;并且，无名指传感器组件和小指传感器组件也分别与主板微处理器连接。3.根据权利要求2所述的操作系统，其特征在于:每一传感器组件包括陀螺仪、重力加速度传感器。4.根据权利要求3所述的操作系统，其特征在于:掌上传感器组件设置为掌上MPU6050组件、拇指传感器组件设置为拇指MPU6050组件、食指传感器组件设置为食指MPU6050组件、中指传感器组件设置为中指MHJ6050组件、无名指传感器组件设置为无名指MPU6050组件，小指传感器组件设置为小指MPU6050组件，并且，主板微处理器设置为STM32F103RCT6集成电路微处理器。5.根据权利要求4所述的操作系统，其特征在于:掌上MPU6050组件和STM32F103RCT6集成电路微控制器分别设置在一块PCB板上，并且，PCB板上还设置一与STM32F103RCT6微处理器、以及外部电脑主机连接的一USB端口 ；并且，PCB板上还设置一2.4GRF无线连接模块。6.—种通过手势姿态识别来操作替代电脑鼠标的操作方法，其特征在于，包括如下步骤: A:分别采用掌上传感器组件模拟鼠标的激光感应功能、采用拇指传感器组件模拟鼠标的滚轮功能、采用食指传感器组件模拟鼠标的左键功能、采用中指传感器组件模拟鼠标的右键功能； B:分别获取掌上传感器组件、拇指传感器组件、食指传感器组件、中指传感器组件的传感数据，并根据传感数据分析得到各模拟鼠标的操作状态信息； C:将各模拟鼠标的操作状态信息发送到电脑主机中，通过电脑主机控制显示。7.根据权利要求6所述的操作方法，其特征在于，步骤A中，还采用无名指传感器组件模拟鼠标滚轮抬起/按下功能、采用小指传感器组件模拟鼠标开启/关闭功能;并且，步骤B中，还分别获取无名指传感器组件和小指传感器组件的传感数据，并根据传感数据分析得到各模拟鼠标的操作状态信息。8.根据权利要求7所述的操作方法，其特征在于，步骤A中，将每一传感器组件设置为包括陀螺仪和重力加速度传感器组件。9.根据权利要求8所述的操作方法，其特征在于，步骤A中，采用的掌上传感器组件为掌上MPU6050组件、采用的拇指传感器组件为拇指MPU6050组件、采用的食指传感器组件为食指MPU6050组件、采用的中指传感器组件为中指MPU6050组件、采用的无名指传感器组件为无名指MPU6050组件，采用的小指传感器组件为小指MPU6050组件，采用的主板微处理器为STM32F103RCT6集成电路微处理器。10.根据权利要求6所述的操作方法，其特征在于，步骤C中，采用有线的USB输出端口或者采用无线的2.4GRF无线连接模块，将各模拟鼠标的操作状态信息发送到电脑主机中，通过电脑主机控制显示。
【文档编号】G06F3/01GK105975075SQ201610299592
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年5月9日
【发明人】彭辉, 邓鑫
【申请人】深圳智华科技发展有限公司