CN103699219A - 一种智能眼镜交互系统及智能交互方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于智能交互技术领域，尤其涉及一种智能眼镜交互系统及智能交互方法。所述智能眼镜交互系统包括智能眼镜主体和智能戒指，所述智能眼镜主体包括智能眼镜和戒指定位模块，所述智能戒指包括定位模块，所述定位模块实时自动感知智能戒指的实时运动，将运动参数传送给戒指定位模块，所述戒指定位模块接收智能戒指的运动参数，将智能戒指的运动参数通过转换显示在智能眼镜中，所述智能眼镜显示相应的操作动作实现人手与智能眼镜的交互。本发明实施例的智能眼镜交互系统及智能交互方法以智能眼镜为主体，引入了人手定位模块即智能戒指，实现精确灵活的智能交互。

Description

一种智能眼镜交互系统及智能交互方法

技术领域

本发明属于智能交互技术领域，尤其涉及一种智能眼镜交互系统及智能交互方法。

背景技术

近几年，智能可穿戴设备的开发越来越热，智能可穿戴设备主要包括智能手表、智能眼镜、智能手环等产品。其中，智能眼镜是指像智能手机一样，具有独立的操作系统，可以由用户安装软件、游戏等软件服务商提供的程序，可通过语音或动作操控完成添加日程、地图导航、与好友互动、拍摄照片和视频、与朋友展开视频通话等功能，并可以通过移动通讯网络来实现无线网络接入的眼镜的总称。

Google Glass，是由谷歌公司于2012年4月发布的一款“增强现实”眼镜，它具有和智能手机一样的功能，可以通过声音控制拍照、视频通话、辨明方向以及上网冲浪、处理文字信息和电子邮件等。目前与智能眼镜进行人机交互的方式主要语音交互或者人眼部运动捕捉的交互方式让智能眼镜响应人的命令信号。

现有的智能眼镜通常通过语音交互或者人眼部运动捕捉进行响应，有以下缺点：语音交互具有局限性，只能断续进行输入操作，不能进行快速精确输入；语音交互易产生疲劳感，无法适应长时间的交互要求；语音交互适用于作为补充性的交互方式，很难进行独立的纯语音交互；人眼部运动捕捉易产生误操作(人眼有不自主性的动作产生，容易造成误触发)；人眼部动作捕捉易使人产生疲劳感，不利于进行长时间交互；人眼部动作捕捉的模式较少，不利于复杂的操控。

另外，现有还存在采用人的肢体语言发送命令信号给计算机的智能人机交互方式，比如用人手通过鼠标发送信号给计算机、通过键盘按键控制游戏、触屏采用手指的点击发送信号等。中国专利申请第201310263439.9号公开了一种人机交互的智能眼镜系统及交互方法，其实现交互方法为：利用双目红外装置对悬空于眼部前的人手进行三维追踪定位从而获得手势动作作为输入，适合于对于智能眼镜中所模拟出的悬空屏幕进行按键操作。但是，这种方法存在以下缺点：人手进行悬空的操作时，如果此时人的头部产生了特定方向的晃动，而人手并没有动，可能会出现双目红外装置追踪到手相对于头部的“点击”动作(双目装置识别的是眼镜投射屏幕与手的相对运动的点击动作，而无法判定出是手的运动造成还是人头部的自然摆动造成)，容易造成误触发从而影响控制质量，而如果人保持高度集中，头部尽量静止来保证精确输入则易造成疲劳感和精神恍惚；由于手部需要悬空进行三维操作，无法避免长时间操作易产生疲劳感的问题；没有提供普适的精确操作接口，不能满足多样化的交互要求，仅能提供辅助性的操作输入。

发明内容

本发明提供了一种智能眼镜交互系统及方法，旨在解决现有的智能眼镜通过人手操作长时间操作易产生疲劳感以及误触发影响控制质量的技术问题。

本发明提供的技术方案为：一种智能眼镜交互系统，包括智能眼镜主体和智能戒指，所述智能眼镜主体包括智能眼镜和戒指定位模块，所述智能戒指包括定位模块，所述定位模块实时自动感知智能戒指的实时运动，将运动参数传送给戒指定位模块，所述戒指定位模块接收智能戒指的运动参数，将智能戒指的运动参数通过转换显示在智能眼镜中，所述智能眼镜显示相应的操作动作实现人手与智能眼镜的交互。

本发明的技术方案还包括：所述智能眼镜是系统的主框架，包括主处理器、独立运行的操作系统、独立电源、无线连接装置和/或显示装置，所述智能眼镜与戒指定位模块相连。

本发明的技术方案还包括：所述戒指定位模块至少包括四个定位器，所述四个定位器空间位置关系为不共面。

本发明的技术方案还包括：所述戒指定位模块的定位器是陀螺仪，或是角度传感器和加速度传感器的组合。

本发明的技术方案还包括：所述智能眼镜主体还包括自定位系统，所述自定位系统包括定位传感器和定位运算模块，所述定位传感器获取智能眼镜的实时位置的角度及加速度参数，并由定位运算模块运算得到智能眼镜的位置信息，智能眼镜的位置信息获得智能眼镜的实时运动信息。

本发明的技术方案还包括：所述智能戒指还包括电源模块和开关模块，所述电源模块用于对智能戒指运行提供能源支持；所述开关模块用于将智能戒指打开或关闭。

本发明的技术方案还包括：所述智能戒指的定位模块为信号发射装置，所述智能眼镜主体的戒指定位模块为信号接收装置阵列，所述戒指定位模块的信号接收频段则覆盖了所有智能戒指的发射频段，所述戒指定位模块同时对一个或多个智能戒指进行定位。

本发明提供的另一技术方案为：一种智能交互方法，包括：

步骤a：设置智能眼镜主体和对应的智能戒指，使智能眼镜主体可以接收对应的智能戒指发出的信号；

步骤b：智能戒指通过定位模块实时自动感知自身的实时运动参数，并将运动参数实时传送给智能眼镜主体的戒指定位模块；

步骤c：将智能戒指运动信息进行转换，并在智能眼镜中显示相应的操作动作实现交互。

本发明的技术方案还包括：所述步骤b中，所述智能戒指的定位模块中集成了陀螺仪或者三向加速度传感器，实时自动感知智能戒指的运动参数，并将其实时传送给戒指定位模块。

本发明的技术方案还包括：所述步骤b还包括获取智能眼镜的实时位置的角度及加速度参数，得到智能眼镜的位置信息，并获得智能眼镜的实时运动信息，根据智能眼镜的实时运动信息对追踪智能戒指的运动信息进行校正。

本发明的技术方案具有如下优点或有益效果：本发明实施例的智能眼镜交互系统及智能交互方法以智能眼镜为主体，引入了人手定位模块即智能戒指，实现精确灵活的智能交互；另外，通过引入智能眼镜自定位系统可以有效避免交互系统误响应，人手可以自由的在任意空间范围内活动，完全解决因为悬空手臂操作会导致的疲劳感；可以选择使用单只或多只戒指进行交互，极大提高了用户选择的灵活度，并适应不同灵活度需求的用户使用系统；智能戒指具有开关功能，用户在不需要时可以随时关闭相应的戒指功能，系统的续航性能更好且使用方式更加丰富；系统更能胜任复杂的使用环境，无背景光照的苛刻要求，适用范围更广。

附图说明

附图1是本发明实施例的智能眼镜交互系统的结构示意图；

附图2是本发明实施例的智能交互方法的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，为本发明实施例的智能眼镜交互系统的结构示意图。本发明实施例的智能眼镜交互系统包括智能眼镜主体100和智能戒指200，其中，智能眼镜主体100包括智能眼镜101、戒指定位模块102和自定位系统103。智能戒指200包括电源模块201、定位模块202和开关模块203。

智能眼镜101是整个系统的主框架，可以独立运行工作，包括主处理器、独立运行的操作系统（图未示），上述智能眼镜101还包括独立电源、无线连接装置和/或显示装置，显示装置可以为可透视的显示系统为操作者提供视觉显示输出；戒指定位模块102包括独立的定位模块，用于对智能戒指200的实时追踪定位；自定位系统103包括定位传感器131和定位运算模块132，可以实现对智能眼镜主体100的实时运动的定位。

智能戒指200的电源模块201用于对智能戒指200运行时提供能源支持；定位模块202用于在戒指工作时与戒指定位模块102配合实现智能戒指运动的实时追踪；开关模块203用于在停止使用时将智能戒指及时关闭，延长使用时间。智能戒指200的数量可以是0-10个，并可以随时通过开关模块203进行开启或关闭而不影响系统的正常使用，且智能戒指200的信号发送频率各不相同。

智能戒指200的定位模块202是一个信号发射装置，智能眼镜主体100的戒指定位模块102中则是一种信号接收装置阵列，其可以根据信号的强度精确测定信号发射装置与戒指定位模块102的距离，即固连在智能眼镜101上的戒指定位模块102通过对智能戒指200的定位模块202发射信号的强度进行距离测定从而进行定位。智能戒指200的定位方式还可以是由其自身带有的传感器进行定位，且通过无线方式将实时定位信息传送给智能眼镜上的戒指定位模块。戒指定位模块102中至少包括4个定位器，以4个为例，其中3个定位器1号、2号、3号不共线，则其可以确定一个平面，这三个定位器在空间定位时能定位出两个位置点来，这两个位置点关于三个定位器所确定平面镜像对称，则需要第4个定位器不与前三个定位器共面，这样根据第四个定位器即可定位出戒指想对于定位器阵列的空间位置，即四个定位器空间位置关系为不共面。戒指定位模块102的定位器可以是陀螺仪，也可以是角度传感器和加速度传感器的组合。

每个智能戒指200的信号频段不同，戒指定位模块102的信号接收频段则覆盖了所有智能戒指200发射频段，且戒指定位模块102可以在不同的接收频段并行工作，即支持多个智能戒指200的同时定位。

智能戒指200的定位模块202中集成了陀螺仪或者三向加速度传感器，能够实时自动感知自身的实时运动参数，并将其实时传送给戒指定位模块102，这样戒指定位模块102就可以实时获取戒指的运动参数。

智能戒指200的开关模块203可以是物理开关，也可以是电子开关。

智能眼镜主体100的自定位系统103用于智能眼镜101自身实时运动参数的获取，自定位系统103的定位传感器131可以是陀螺仪，也可以是角度传感器和加速度传感器的组合，其可以获取智能眼镜的实时位置的角度及加速度参数，并由定位运算模块132运算得到智能眼镜的位置信息，从而获得智能眼镜的实时运动信息。智能眼镜的实时运动信息用于对追踪智能戒指运动信息的校正，戒指定位模块102固连于智能眼镜101上会随着人头部的运动而运动，在使用智能戒指200的定位模块202进行定位时，如果仅根据戒指定位模块102对智能戒指200进行追踪，当智能戒指200未动而人头部运动时，一样会产生戒指运动的结果，因此，为了消除此效果，通过追踪智能眼镜的实时运动数据，在进行戒指运动参数计算时将智能眼镜的运动扣除即可。

本发明实施例的智能眼镜交互系统的工作方式如下：

使用本发明实施例的智能眼镜交互系统前需要正常佩戴智能眼镜，并且在可以单手或双手带上10个以内的智能戒指，每个手指佩戴不多于1个智能戒指，且在正常工作时应当对戒指的属性进行设定，比如戒指佩戴的左手或者右手的不同的手势（避免造成手指运动与整只手运动的混淆)及具体的手指运动进行区别，可以设置默认位置，在佩戴方式有更改时改变设置即可。

当智能眼镜交互系统需要进行交互操作时，根据需要灵活打开相应的智能戒指200的开关模块203，系统即可通过智能戒指200的定位模块202进行对手势与手指的动作追踪，在此过程中，如果交互灵活度需求下降，则可以进行通过开关模块203进行实时的相应戒指的关闭，不影响系统的正常工作。手指追踪定位的效果在智能眼镜101内呈现，操作者的手势及手指的动作将会产生智能眼镜101显示效果中相应的操作动作，实现交互效果。比如十个戒指全部工作时，在显示屏幕中相当于有十只手指可以活动，操作者甚至可以实现在显示屏上的虚拟键盘上进行模拟常规的键盘打字输入；在只有1只戒指工作时，操作者不方便打字，可以进行一些简单的游戏操作比如切水果游戏的操作时，或其他仅需要通过单个戒指作为人手势操作的输入的操作。

请参阅图2，为本发明实施例的智能交互方法的流程图。本发明实施例的智能交互方法包括：

步骤100：设置智能眼镜主体和对应的智能戒指，使智能眼镜主体可以接收对应的智能戒指发出的信号；

在步骤100中，智能戒指包括电源模块、定位模块和开关模块，定位模块是一个信号发射装置，智能眼镜主体包括智能眼镜、戒指定位模块和自定位系统，戒指定位模块是一种信号接收装置阵列，戒指定位模块与智能眼镜固定连接；每个智能戒指的信号频段不同，戒指定位模块的信号接收频段则覆盖了所有智能戒指发射频段，且戒指定位模块可以在不同的接收频段并行工作，即支持多个智能戒指的同时定位。

步骤200：设定智能戒指的工作属性；

在步骤200中，设定的智能戒指的工作属性包括戒指佩戴的左手或者右手的不同的手势（避免造成手指运动与整只手运动的混淆)及具体的手指运动的操作命令。

步骤300：通过智能戒指的开关模块打开对应的智能戒指，智能戒指通过定位模块实时自动感知自身的实时运动参数，并将其实时传送给智能眼镜主体的戒指定位模块；

在步骤300中，智能戒指的定位模块中集成了陀螺仪或者三向加速度传感器，能够实时自动感知自身的实时运动参数，并将其实时传送给戒指定位模块，这样戒指定位模块就可以实时获取戒指的运动参数。

所述步骤300还包括：固连在智能眼镜上的戒指定位模块通过对智能戒指的定位模块发射信号的强度进行距离测定从而进行定位。戒指定位模块中至少包括4个定位器，以4个为例，其中3个定位器1号、2号、3号不共线，则其可以确定一个平面，这三个定位器在空间定位时能定位出两个位置点来，这两个位置点关于三个定位器所确定平面镜像对称，则需要第4个定位器不与前三个定位器共面，这样根据第四个定位器即可定位出戒指想对于定位器阵列的空间位置，即四个定位器空间位置关系为不共面。戒指定位模块的定位器可以是陀螺仪，也可以是角度传感器和加速度传感器的组合。

步骤400：获取智能眼镜的实时位置的角度及加速度参数，得到智能眼镜的位置信息，从而获得智能眼镜的实时运动信息，对追踪智能戒指运动信息的校正；

在步骤400中：智能眼镜主体的自定位系统用于智能眼镜自身实时运动参数的获取，自定位系统的定位传感器可以是陀螺仪，也可以是角度传感器和加速度传感器的组合，其可以获取智能眼镜的实时位置的角度及加速度参数，并由定位运算模块运算得到智能眼镜的位置信息，从而获得智能眼镜的实时运动信息。智能眼镜的实时运动信息用于对追踪智能戒指运动信息的校正，戒指定位模块固连于智能眼镜上会随着人头部的运动而运动，在使用智能戒指的定位模块进行定位时，如果仅根据戒指定位模块对智能戒指进行追踪，当智能戒指未动而人头部运动时，一样会产生戒指运动的结果，因此，为了消除此效果，通过追踪智能眼镜的实时运动数据，在进行戒指运动参数计算时将智能眼镜的运动扣除即可。

步骤500：将校正的追踪智能戒指运动信息通过转换显示在智能眼镜内，通过转换的智能戒指运动信息在智能眼镜显示相应的操作动作实现交互。

步骤500中，10个智能戒指全部工作时，在显示屏幕中相当于有十只手指可以活动，操作者甚至可以实现在显示屏上的虚拟键盘上进行模拟常规的键盘打字输入；在只有1只戒指工作时，操作者不方便打字，可以进行一些简单的游戏操作比如切水果游戏的操作时，或其他仅需要通过单个戒指作为人手势操作的输入的操作。

本发明的技术方案具有如下优点或有益效果：本发明实施例的智能眼镜交互系统及智能交互方法以智能眼镜为主体，引入了人手定位模块即智能戒指，实现精确灵活的智能交互；另外，通过引入智能眼镜自定位系统可以有效避免交互系统误响应，人手可以自由的在任意空间范围内活动，完全解决因为悬空手臂操作会导致的疲劳感；可以选择使用单只或多只戒指进行交互，极大提高了用户选择的灵活度，并适应不同灵活度需求的用户使用系统；智能戒指具有开关功能，用户在不需要时可以随时关闭相应的戒指功能，系统的续航性能更好且使用方式更加丰富；系统更能胜任复杂的使用环境，无背景光照的苛刻要求，适用范围更广。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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。

Claims (10)

1.一种智能眼镜交互系统，包括智能眼镜主体，其特征在于，还包括智能戒指，所述智能眼镜主体包括智能眼镜和戒指定位模块，所述智能戒指包括定位模块，所述定位模块实时自动感知智能戒指的运动，将运动参数传送给戒指定位模块，所述戒指定位模块接收智能戒指的运动参数，将智能戒指的运动参数通过转换显示在智能眼镜中，所述智能眼镜显示相应的操作动作实现人手与智能眼镜的交互。

2.根据权利要求1所述的智能眼镜交互系统，其特征在于，所述智能眼镜是系统的主框架，包括主处理器、独立运行的操作系统、独立电源、无线连接装置和/或显示装置，所述智能眼镜与戒指定位模块相连。

3.根据权利要求1或2所述的智能眼镜交互系统，其特征在于，所述戒指定位模块至少包括四个定位器，所述四个定位器空间位置关系为不共面。

4.根据权利要求3所述的智能眼镜交互系统，其特征在于，所述戒指定位模块的定位器是陀螺仪，或是角度传感器和加速度传感器的组合。

5.根据权利要求1或2所述的智能眼镜交互系统，其特征在于，所述智能眼镜主体还包括自定位系统，所述自定位系统包括定位传感器和定位运算模块，所述定位传感器获取智能眼镜的实时位置的角度及加速度参数，并由定位运算模块运算得到智能眼镜的位置信息，根据智能眼镜的位置信息获得智能眼镜的实时运动信息。

6.根据权利要求1所述的智能眼镜交互系统，其特征在于，所述智能戒指还包括电源模块和开关模块，所述电源模块用于对智能戒指运行提供能源支持；所述开关模块用于将智能戒指打开或关闭。

7.根据权利要求1或6所述的智能眼镜交互系统，其特征在于，所述智能戒指的定位模块为信号发射装置，所述智能眼镜主体的戒指定位模块为信号接收装置阵列，所述戒指定位模块的信号接收频段则覆盖了所有智能戒指的发射频段，所述戒指定位模块同时对一个或多个智能戒指进行定位。

8.一种智能交互方法，包括：

步骤a：设置智能眼镜主体和对应的智能戒指，使智能眼镜主体可以接收对应的智能戒指发出的信号；

步骤b：智能戒指通过定位模块实时自动感知自身的实时运动参数，并将运动参数实时传送给智能眼镜主体的戒指定位模块；

步骤c：将智能戒指运动信息进行转换，并在智能眼镜中显示相应的操作动作实现交互。

9.根据权利要求8所述的智能交互方法，其特征在于，所述步骤b中，所述智能戒指的定位模块中集成了陀螺仪或者三向加速度传感器，实时自动感知智能戒指的运动参数，并将其实时传送给戒指定位模块。

10.根据权利要求8或9所述的智能交互方法，其特征在于，所述步骤b还包括获取智能眼镜的实时位置的角度及加速度参数，得到智能眼镜的位置信息，并获得智能眼镜的实时运动信息，根据智能眼镜的实时运动信息对追踪智能戒指的运动信息进行校正。

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