腕带式手部运动识别装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种腕带式手部运动识别装置，用户在使用过程中可以对手部运动进行实时检测与识别，属于控制领域。此装置由腕带式固定套体、多组压力传感器、微机电三轴陀螺仪、加速度计和控制系统五个部分组成。控制系统又包括信号处理及发射单元、信号接收及识别单元和指令指示发送单元三部分组成。整个系统工作过程如下：用户手部发生运动由佩戴在用户腕部的腕带式手部运动检测装置进行运动检测，将检测到的信息经过本装置控制系统的综合处理转化为相应的指示指令驱动终端，使终端做出相应的响应，实现对用户手部运动的识别。
【专利说明】腕带式手部运动识别装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种腕带式手部运动识别装置，用户在使用过程中可以对手部运动进行实时检测与识别，属于控制领域。
【背景技术】
[0002]人与计算机的交互活动越来越成为人们日常生活的一个重要组成部分.特别是最近几年，随着社会的蓬勃发展和科技水平的不断提高，研究符合人际交流习惯的新颖人机交互技术变得异常活跃，也取得了可喜的进步.这些研究包括人脸识别、面部表情识别、唇读、头部运动跟踪、凝视跟踪、手势识别、以及体势识别等等.总的来说，人机交互技术已经从以计算机为中心逐步转移到以人为中心，是多种媒体、多种模式的交互技术。现有手部运动识别技术多是基于图像处理或肌电信号检测实现的，检测装置构造及算法复杂，实时性低，体积庞大，造价昂贵并且适用场相当局限。
【发明内容】
[0003]本实用新型针对以上这种情况，提供了一个构造简单，可靠稳定同时成本较为低廉的腕带式手部运动识别装置。
[0004]为了实现以上目的，本实用新型采取的技术方案是:
[0005]一种腕带式手部运动识别装置装置包括:腕带式固定套体、多组压力传感器、微机电三轴陀螺仪、加速度计和控制系统五个部分组成。控制系统由信号处理及发射单元、信号接收及识别单元和指令指示发送单元三部分组成。其中压力传感器的分布与各手指在腕部肌腱的位置分布及腕部骨骼的位置分布相对应，微机电三轴陀螺仪及加速度计分布于腕部手臂内侧，以便当手臂平伸时为微机电三轴陀螺仪的初始零位置。信号处理及发射单元由单片机完成，分布于传感器间隙处，负责将前述传感器发出的信号进行采集、初步处理以及将处理后的数据进行发送。腕带式固定套体用橡胶类材料制成，微机电三轴陀螺仪、加速度计，多组压力传感器及信号处理及发射单元按照如上所述分布方式固定于腕带式固定套体内部。采用这种结构的好处是可以根据用户自身腕部粗细程度的不同成比例扩大间距保证用户佩戴后各个检测装置位置正确。信号接收及识别单元和指令指示发送单元采用终端软件的形式安装于客户不同终端之上。信号接收及识别单元调用终端硬件设备完成对信号的接受并调用单元预定算法完成对信号的识别。指令指示发送单元利用相关规则将识别后的信息转化为相应的终端指示指令，调用设备系统API (应用程序编程接口)驱动用户终端做出相应的响应完成对用户手部运动的识别。进一步，所述的多组压力传感器固定在腕带式固定套体内部，并分布于用户腕部手指肌腱及骨骼处，其输出端与信号处理及发射单元的输入端相连接，所述的微机电三轴陀螺仪及加速度计固定在腕带式固定套体内部，并分布于腕部手臂内侧，其输出端与信号处理及发射单元的输入端相连接，所述信号处理及发射单元固定在腕带式固定套体内部，分布于传感器间隙处，并通过无线传输方式与信号接收及识别单元的输入端相连接，所述的信号接收及识别单元的输出端与指令指示发送单元的输入端相连。
[0006]本实用新型通过固定腕带式固定套体内部的传感器与同固定在腕带式固定套体内部的信号处理及发射单元的输入端相连接，信号处理及发射单元通过无线传输方式与信号接收及识别单元的输入端相连接，信号接收及识别单元的输出端与指令指示发送单元的输入端相连。用户手部运动的识别情况，通过指令指示发送单元转换为相应的终端指示指令信号驱动终端，使用户终端做出相应的响应，从而达到对用户手部运动识别的目的。
[0007]本实用新型的有益效果是在于装置的结构简单、紧凑，制作成本低，电路简单，工作可靠，自成一体，方便与用户终端设备接口的特点，便于推广，市场前景广阔。本实用新型的创新点是将多组压力传感器分布于用户腕部手指肌腱及骨骼处，检测腕部手指肌腱及骨骼运动与本检测装置之间压力的变化情况，并综合装置内部的微机电三轴陀螺仪及加速度计的检测信号，通过控制系统内部信号接收及识别单元预定算法进行识别，转化为用户手部的运动信息，解决了以往手部运动识别检测单元的繁杂性及及复杂性，并将识别后的手部运动信息依据相应规则转化为终端指令指示信号驱动用户终端做出响应。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1为本实用新型腕部检测装置内部分布结构示意正视图。图中1.为微机电三轴陀螺仪与加速度计，2.为多组压力传感器，3.为腕带式固定套体，4.为信息处理及发射单元。
[0009]图2为本实用新型腕部检测装置内部分布结构示意立体图。
[0010]图3为本实用新型拓扑示意图。图中5.为腕部检测装置，6.为用户终端设备。
[0011]图4为本实用新型控制系统框架图。
【具体实施方式】
[0012]本实用新型涉及一种腕带式手部运动识别装置由腕带式固定套体、多组压力传感器、微机电三轴陀螺仪、加速度计和控制系统五个部分组成。控制系统又包括信号处理及发射单元、信号接收及识别单元和指令指示发送单元三部分组成。
[0013]如图1所示，具体实施时，用户手部发生运动由固定于腕带式固定套体3中的微机电三轴陀螺仪和加速度计I与多组压力传感器2检测到用户手部运动的速度，方向以及运动时人体腕部骨骼肌腱的变化情况，将检测到的信息转变为相应的电信号输入到信号处理及发射单元4，信号处理及发射单元接收信号后将信息综合处理后通过无线传输方式将综合处理后的信息发送给信号接收及识别单元，信号接收及识别单元接收到信号后，依据预定算法进行识别，将接收的信号进行转化为用户手部运动信息，并将识别的手部运动信息发送至指令指示发送单元，指令指示发送单元依据预设转换规则将识别信息转化为指令指示信号并发送给终端，使终端做出相应的响应，实现对用户手部运动的识别。
【权利要求】
1.一种腕带式手部运动识别装置，其特征是:由腕带式固定套体(3)、多组压力传感器(2)、微机电三轴陀螺仪与加速度计(I)和控制系统五个部分组成，控制系统由信号处理及发射单元(4)、信号接收及识别单元和指令指示发送单元三部分组成； 所述的多组压力传感器(2)固定在腕带式固定套体(3)内部，并分布于用户腕部手指肌腱及骨骼处，其输出端与信号处理及发射单元(4)的输入端相连接，所述的微机电三轴陀螺仪及加速度计(I)固定在腕带式固定套体(3)内部，并分布于腕部手臂内侧，其输出端与信号处理及发射单元(4)的输入端相连接，所述信号处理及发射单元(4)固定在腕带式固定套体(3)内部，分布于传感器间隙处，并通过无线传输方式与信号接收及识别单元的输入端相连接，所述的信号接收及识别单元的输出端与指令指示发送单元的输入端相连。
【文档编号】G06F3/01GK203552178SQ201320246989
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2013年5月6日 优先权日:2013年5月6日
【发明者】王洪斌, 于菲 申请人:燕山大学