CN104765460B - 一种智能指环及用其通过手势控制智能终端的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能指环及用其通过手势控制智能终端的方法，涉及智能可穿戴设备领域。该智能指环包括：指环本体，设置在所述指环本体上的六轴传感器，设置在所述指环本体内功能模块；所述功能模块包括：数据传输模块、中心控制模块、触控模块和电源模块。该方法包括：S1，建立智能指环与智能终端的通信连接；S2，智能指环将获取到的用户手势数据传送给智能终端；S3，智能终端对接收到的数据进行计算处理，得到手势指令；S4，智能终端依据手势指令完成操作。本发明实现各种远程控制，例如控制手机音乐播放器开启、播放和暂停，控制手机摄像头快门等等。

Description

一种智能指环及用其通过手势控制智能终端的方法

技术领域

本发明涉及智能可穿戴设备领域，尤其涉及一种智能指环及用其通过手势控制智能终端的方法。

背景技术

如今智能家居市场方兴未艾，各种智能家电纷纷上市，但是这些产品的控制大多依靠传统的遥控器。使用传统遥控器控制不可避免的会出现一个弊端，就是当需要使用的时候存在找不到遥控器或遥控器失灵，需要到处去找或更换新遥控器的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种智能指环及用其通过手势控制智能终端的方法，从而解决现有技术中存在的前述问题。

为了实现上述目的，本发明所述智能指环，包括：指环本体，设置在所述指环本体上的六轴传感器，设置在所述指环本体内功能模块；

所述功能模块包括：数据传输模块、中心控制模块、触控模块和电源模块；

所述数据传输模块，用于中心控制模块与智能设备之间的数据传输；

所述触控模块，将从六轴传感器开始读取数据或结束读取数据信号传递给中心控制模块；

所述中心控制模块，用于控制各模块间数据的交互以及与智能终端间的数据交互和控制命令交互；

所述电源模块向所述中心控制模块、所述触控模块、所述数据传输模块和所述六轴传感器提供电源。

优选地，所述电源模块包括电源控制单元和电池，所述电源控制单元控制和管理电池的放电和充电；所述电池向所述中心控制模块、所述触控模块、所述数据传输模块提供电源。

本发明所述使用智能指环通过手势控制智能终端的方法，包括以下步骤：

S1，建立智能指环与智能终端的通信连接；

S2，智能指环将获取到的用户手势数据传送给智能终端；

S3，智能终端对接收到的数据进行计算处理，得到手势指令；

S4，智能终端依据手势指令完成操作。

优选地，步骤S1，具体按照下述步骤实现：

A1，由智能终端发起蓝牙设备扫描，获得可以连接的智能指环；

A2，智能终端向所述智能指环发起配对请求，智能指环响应所述配对请求；

A3，与智能指环配对成功之后，智能终端发起连接请求，智能指环响应连接请求，连接建立。

优选地，步骤S2，具体按照下述步骤实现：

B1，开启触控模块，中心控制模块读取六轴传感器获取的用户手势数据；

B2，中心控制模块通过数据传输模块将所述用户手势数据发送给智能终端；

B3，关闭触控模块，中心控制模块停止向所述智能终端发送用户手势数据；同时，停止读取六轴传感器获取用户手势数据。

更优选地，在步骤B1中，开启触控模块的同时，开启六轴传感器获取用户手势数据；

在步骤B3中，关闭触控模块的同时，关闭六轴传感器获取用户手势数据。

优选地，在步骤S1和步骤S2之间存在以下步骤：

C1，智能终端接收到用户手势数据后，提取所述用户手势数据的手势特征数据；

C2，用户在智能终端对所述手势特征数据进行命名并存储在智能终端的库文件中；

C3，在库文件中建立与所述手势特征数据一对一映射的手势指令。

优选地，步骤S3中，具体按照下述方法实现：

D1，智能终端提取接收到的用户手势数据的手势特征数据A；

D2，判断所述手势特征数据A与库文件中的手势特征数据是否一致，如果一致，进入D3；如果不一致，进入D4，

D3，获取与所述手势特征数据A对应的手势名称，并转换成与所述手势特征数据A相对应的手势指令；

D4，发送手势不正确的提示，并返回步骤D1。

更优选地，步骤D1中，智能终端按照下述步骤提取接收到的用户手势数据的手势特征数据A：

E1，对接收到的传感器输出数据进行高低位拼接，然后将得到的十六进制数据转换成十进制数据，得到m行n列的二维数组，并将所述二维数组中数据写入同一个三维坐标系；

其中，所述m表示传感器输出数据的时刻，所述n列为6列，同一行的第一列、第二列、第三列依次分别表示传感器输出的在同一时刻用户手势在三维坐标系x、y、z三个方向上的加速度，同一行的第四列、第五列、第六列依次分别表示传感器输出的在同一时刻用户手势在三维坐标系x、y、z三个方向上的角速度；

所述传感器每隔20ms获取并输出一次数据；

E2，对三维坐标系中的各维数据进行中值低通滤波，获得去除了坏点和高频噪声的各维数据；

E3，对滤波后的各维数据分别进行幅值归一化；

具体为：将每维数据中绝对值最大的数据归一化为1或者-1；其他的数据按比例归一化到-1到1范围内；

E4，将各维数据进行长度归一化，最终生成具有固定长度的特征数据A；

具体为：将各维数据的长度归一化P组，若是当前维的数据组数大于P组，则进行抽调去除多余的组数，直到当前维的数据组数为P组为止；所述若是当前维的数据组数小于P组，则进行插值，直到当前维的数据组数为P组为止；

其中，所述长度是指每维数据的组数。

优选地，步骤S2中，智能指环通过蓝牙数据传输的方法或者无线数据通讯的方法将获取到的用户手势数据传送给智能终端。

本发明的有益效果是：

本发明将指环与遥控相结合，基于手势遥控，达到使用指环这个用户随身佩戴、随时使用的饰品控制智能家电的目的，为用户提供了除遥控器之外比较方便快捷的控制家电的方案。因此使用本发明所述智能指环控制智能设备，能实现各种远程控制的效果，例如控制手机音乐播放器开启、播放和暂停，控制手机摄像头快门等等。

附图说明

图1是实施例1中所述智能指环的结构示意图；

图2是实施例2中所述使用智能指环通过手势控制智能终端的方法流程图示意图；

图3是实施例2中步骤S1实现流程图示意图；

图4是实施例2中步骤S2实现流程图示意图；

图5是实施例2中在步骤S1和步骤S2之间存在步骤的流程图示意图；

图6是实施例2中步骤S3实现流程图示意图；

图7是图6步骤D1中智能终端按照下述步骤提取接收到的用户手势数据的手势特征数据A的流程图示意图。

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，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方式仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

参照图1，本实施例中所述智能指环包括：指环本体，设置在所述指环本体上的六轴传感器，设置在所述指环本体内的电池和功能模块；

所述功能模块包括：数据传输模块、中心控制模块、触控模块和电源模块；

所述数据传输模块，用于中心控制模块与智能设备之间的数据传输；

所述触控模块，将从六轴传感器开始读取数据或结束读取数据信号传递给中心控制模块；

所述中心控制模块，用于控制各模块间数据的交互以及与智能终端间的数据交互和控制命令交互。

所述数据传输模块中的数据传输方式包括：蓝牙传输和无线网络传输。

在本实施例中，所述电源模块包括电源控制单元和电池，所述电源控制单元控制和管理电池的放电和充电；所述电池向所述中心控制模块、所述触控模块、所述数据传输模块提供电源。

在本实施例中，触控模块相当于一个开关，给中央处理模块一个信号，控制什么时候开始读取数据或者结束读取数据，数据是中央控制模块直接从六轴传感器获区。

在本实施例中，六轴传感器包含三轴加速度传感器和三轴陀螺仪，三轴加速度传感器用于测量三轴加速度，陀螺仪用于测量角速度、角度的传感器，根据六轴传感器测得的加速度和角度，就可以计算出传感器的三轴的位移，这样就可以判断出手势的轨迹，获得用户手势数据。

在实施例中，六轴传感器一直处于工作模式，就是说一直在输出数据，触控模块开启和闭合控制的是发送数据与否，当触控模块开启时，中心控制模块读取六轴传感器输出数据并通过数据传输模块发送，当触控模块闭合时，中心控制模块停止读取六轴传感器输出数据并停止数据传输模块数据发送；如本领域技术人员知，省电的考虑，会增加对六轴传感器工作模式的设置，考虑在触控模块闭合时将六轴传感器设置成休眠模式，当触控模块开启时将六轴传感器解除休眠，进入成工作模式。

实施例2

参照图2-图6，本实施例中所述使用如实施例1所述智能指环通过手势控制智能终端的方法：

S1，建立智能指环与智能终端的通信连接，具体按照下述步骤实现：

A1，由智能终端发起蓝牙设备扫描，获得可以连接的智能指环；

A2，智能终端向所述智能指环发起配对请求，智能指环响应所述配对请求；

A3，与智能指环配对成功之后，智能终端发起连接请求，智能指环响应连接请求，连接建立。

S2，智能指环将获取到的用户手势数据传送给智能终端，具体按照下述步骤实现：

B1，开启触控模块，中心控制模块读取六轴传感器获取的用户手势数据；

B2，中心控制模块通过数据传输模块将所述用户手势数据发送给智能终端；

B3，关闭触控模块，中心控制模块停止向所述智能终端发送用户手势数据；同时，停止读取六轴传感器获取用户手势数据；

S3，智能终端对接收到的数据进行计算处理，得到手势指令，具体按照下述方法实现：

D1，智能终端提取接收到的用户手势数据的手势特征数据A；

D2，并判断所述手势特征数据A与库文件中的手势特征数据是否一致，如果一致，进入D3；如果不一致，进入D4，

D3，获取与所述手势特征数据A对应的手势名称，并转换成与所述手势特征数据A相对应的手势指令；

D4，发送手势不正确的提示，并返回步骤D1；

S4，智能终端依据手势指令完成操作。

在本实施例中，步骤B1中，开启触控模块的同时，开启六轴传感器获取用户手势数据；步骤B3中，关闭触控模块的同时，关闭六轴传感器获取用户手势数据。

在本实施例中，在步骤S1和步骤S2之间存在以下步骤：

C1，智能终端接收到用户手势数据后，提取所述用户手势数据的手势特征数据；

C2，用户在智能终端对所述手势特征数据进行命名并存储在智能终端的库文件中；

C3，在库文件中建立与所述手势特征数据一对一映射的手势指令。

在本实施例中，步骤D1中，智能终端按照下述步骤提取接收到的用户手势数据的手势特征数据A：

E1，对接收到的传感器输出数据进行高低位拼接，然后将得到的十六进制数据转换成十进制数据，得到m行n列的二维数组，并将所述二维数组中数据写入同一个三维坐标系中；

其中，所述m表示传感器输出数据的时刻，所述n列为6列，同一行的第一列、第二列、第三列依次分别表示传感器输出的在同一时刻用户手势在三维坐标系x、y、z三个方向上的加速度，同一行的第四列、第五列、第六列依次分别表示传感器输出的在同一时刻用户手势在三维坐标系x、y、z三个方向上的角速度；

所述传感器每隔20ms获取并输出一次数据；

E2，对三维坐标系中的各维数据进行中值低通滤波，获得去除了坏点和高频噪声的各维数据；

E3，对滤波后的各维数据分别进行幅值归一化；

具体为：将每维数据中绝对值最大的数据归一化为1或者-1；其他的数据按比例归一化到-1到1范围内；

具体为：若任意一维据中的最小的数是-m，最大的数n，但是|-m|＞|n|，那么做归一化时，将-m归一化-1，则n则按照下述公式实现归一化为w；其中，m和n均大于0；

w＝(-1×n)/(-m)；

或具体为：若任意一维据中的最小的数是-e，最大的数f，但是|-e|＜|f|，那么做归一化时，将f归一化1，则e则按照下述公式实现归一化为w；其中，e、f均大于0；

w＝(1×-e)/f；

E4，将各维数据进行长度归一化，最终生成具有固定长度的特征数据A；

具体为：将各维数据的长度归一化250组，若是当前维的数据组数大于250组，则进行抽调去除多余的组数，直到当前维的数据组数为250组为止；所述若是当前维的数据组数小于250组，则进行插值，直到当前维的数据组数为250组为止；

其中，所述长度是指每维数据的组数；

在本实施例中，步骤E4中，所述插值是指：随机选择一组数据然后在后面插入与其相同的一组数据。

在本实施例中，步骤S2中，智能指环通过蓝牙数据传输的方法或者无线数据通讯的方法将获取到的用户手势数据传送给智能终端。

通过采用本发明公开的上述技术方案，得到了如下有益的效果：

本发明将指环与遥控相结合，基于手势遥控，达到使用指环这个用户随身佩戴、随时使用的饰品控制智能家电的目的，为用户提供了除遥控器之外比较方便快捷的控制家电的方案。因此使用本发明所述智能指环控制智能设备，能实现各种远程控制的效果，例如控制手机音乐播放器开启、播放和暂停，控制手机摄像头快门等等。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种使用智能指环通过手势控制智能终端的方法，其特征在于，

所述智能指环包括：指环本体，设置在所述指环本体上的六轴传感器，设置在所述指环本体内功能模块；

所述功能模块包括：数据传输模块、中心控制模块、触控模块和电源模块；

所述数据传输模块，用于中心控制模块与智能设备之间的数据传输；

所述触控模块，将从六轴传感器开始读取数据或结束读取数据信号传递给中心控制模块；

所述中心控制模块，用于控制各模块间数据的交互以及与智能终端间的数据交互和控制命令交互；

所述电源模块向所述中心控制模块、所述触控模块、所述数据传输模块和所述六轴传感器提供电源；

所述电源模块包括电源控制单元和电池，所述电源控制单元控制和管理电池的放电和充电；所述电池向所述中心控制模块、所述触控模块、所述数据传输模块提供电源；

所述方法包括：

S1，建立智能指环与智能终端的通信连接；

S2，智能指环将获取到的用户手势数据传送给智能终端；

S3，智能终端对接收到的数据进行计算处理，得到手势指令；

S4，智能终端依据手势指令完成操作；

步骤S1，具体按照下述步骤实现：

A1，由智能终端发起蓝牙设备扫描，获得可以连接的智能指环；

A2，智能终端向所述智能指环发起配对请求，智能指环响应所述配对请求；

A3，与智能指环配对成功之后，智能终端发起连接请求，智能指环响应连接请求，连接建立；

步骤S2，具体按照下述步骤实现：

B1，开启触控模块，中心控制模块读取六轴传感器获取的用户手势数据；

B2，中心控制模块通过数据传输模块将所述用户手势数据发送给智能终端；

B3，关闭触控模块，中心控制模块停止向所述智能终端发送用户手势数据；同时，停止读取六轴传感器获取用户手势数据；

在步骤B1中，开启触控模块的同时，开启六轴传感器获取用户手势数据；

在步骤B3中，关闭触控模块的同时，关闭六轴传感器获取用户手势数据；

在步骤S1和步骤S2之间存在以下步骤：

C1，智能终端接收到用户手势数据后，提取所述用户手势数据的手势特征数据；

C2，用户在智能终端对所述手势特征数据进行命名并存储在智能终端的库文件中；

C3，在库文件中建立与所述手势特征数据一对一映射的手势指令；

步骤S3中，具体按照下述方法实现：

D1，智能终端提取接收到的用户手势数据的手势特征数据A；

D2，判断所述手势特征数据A与库文件中的手势特征数据是否一致，如果一致，进入D3；如果不一致，进入D4，

D3，获取与所述手势特征数据A对应的手势名称，并转换成与所述手势特征数据A相对应的手势指令；

D4，发送手势不正确的提示，并返回步骤D1；

步骤D1中，智能终端按照下述步骤提取接收到的用户手势数据的手势特征数据A：

E1，对接收到的传感器输出数据进行高低位拼接，然后将得到的十六进制数据转换成十进制数据，得到m行n列的二维数组，并将所述二维数组中数据写入同一个三维坐标系；

其中，所述m表示传感器输出数据的时刻，所述n列为6列，同一行的第一列、第二列、第三列依次分别表示传感器输出的在同一时刻用户手势在三维坐标系x、y、z三个方向上的加速度，同一行的第四列、第五列、第六列依次分别表示传感器输出的在同一时刻用户手势在三维坐标系x、y、z三个方向上的角速度；

所述传感器每隔20ms获取并输出一次数据；

E2，对三维坐标系中的各维数据进行中值低通滤波，获得去除了坏点和高频噪声的各维数据；

E3，对滤波后的各维数据分别进行幅值归一化；

具体为：将每维数据中绝对值最大的数据归一化为1或者-1；其他的数据按比例归一化到-1到1范围内；更具体为：若任意一维据中的最小的数是-a，最大的数b，但是|-a|＞|b|，那么做归一化时，将-a归一化-1，则b则按照下述公式实现归一化为w；其中，a和b均大于0；w＝(-1×b)/(-a)或具体为：若任意一维据中的最小的数是-e，最大的数f，但是|-e|＜|f|，那么做归一化时，将f归一化1，则e则按照下述公式实现归一化为w’；其中，e、f均大于0；w’＝(1×-e)/f；

E4，将各维数据进行长度归一化，最终生成具有固定长度的特征数据A；

具体为：将各维数据的长度归一化P组，若是当前维的数据组数大于P组，则进行抽调去除多余的组数，直到当前维的数据组数为P组为止；所述若是当前维的数据组数小于P组，则进行插值，直到当前维的数据组数为P组为止；

其中，所述长度是指每维数据的组数；所述P大于等于1；

步骤S2中，智能指环通过蓝牙数据传输的方法或者无线数据通讯的方法将获取到的用户手势数据传送给智能终端。