CN106125939A - 一种基于智能手套的人机交互方法 - Google Patents

一种基于智能手套的人机交互方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106125939A
CN106125939A CN201610519398.9A CN201610519398A CN106125939A CN 106125939 A CN106125939 A CN 106125939A CN 201610519398 A CN201610519398 A CN 201610519398A CN 106125939 A CN106125939 A CN 106125939A
Authority
CN
China
Prior art keywords
intelligent glove
data
man
machine interaction
method based
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201610519398.9A
Other languages
English (en)
Inventor
庄娜
褚湘岭
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Qinghai Kimascend Electronics Technology Co Ltd
Original Assignee
Qinghai Kimascend Electronics Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Qinghai Kimascend Electronics Technology Co Ltd filed Critical Qinghai Kimascend Electronics Technology Co Ltd
Priority to CN201610519398.9A priority Critical patent/CN106125939A/zh
Publication of CN106125939A publication Critical patent/CN106125939A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/011—Arrangements for interaction with the human body, e.g. for user immersion in virtual reality
    • G06F3/014—Hand-worn input/output arrangements, e.g. data gloves
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
    • G06F3/0346—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of the device orientation or free movement in a 3D space, e.g. 3D mice, 6-DOF [six degrees of freedom] pointers using gyroscopes, accelerometers or tilt-sensors
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V10/00—Arrangements for image or video recognition or understanding
    • G06V10/20—Image preprocessing
    • G06V10/30—Noise filtering

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • User Interface Of Digital Computer (AREA)

Abstract

本发明提出一种基于智能手套的人机交互方法，通过惯性传感器精确捕捉手部在进行人机交互时的动作姿态，由数据处理装置过滤噪声并平滑预估，再通过数据收发装置与目标设备进行数据交互，准确实现信息输入输出，提高工作效率。

Description

一种基于智能手套的人机交互方法
技术领域
本发明属于虚拟现实技术领域，尤其是一种基于智能手套的人机交互方法。
背景技术
虚拟现实是近年来新兴的具有广泛应用前景的技术。目前，虚拟现实技术已经广泛应用于娱乐游戏，建筑设计，医疗等领域。然而目前大多虚拟现实设备是头戴式、视频显示的方式，并没有很好的实现键盘、鼠标等人机交互设备的功能，相应的，其实现人机交互的方法也不够方便、准确。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种基于智能手套的人机交互方法，通过惯性传感器精确捕捉手部在进行人机交互时的动作姿态，由数据处理装置过滤噪声并平滑预估，再通过数据收发装置与目标设备进行数据交互，准确实现信息输入输出，提高工作效率。
实现本发明目的的技术解决方案为：
一种基于智能手套的人机交互方法，包括以下步骤：
步骤1：将智能手套与目标设备建立无线通讯连接；
步骤2：当用户穿戴智能手套运动时，触发智能手套上的若干个传感器捕捉手指、手背的运动数据；
步骤3：传感器将采集到的运动数据传输至设置于智能手套手背部位的数据处理装置；
步骤4：数据处理装置对运动数据进行基于低通滤波的噪声过滤和基于卡尔曼滤波的数据平滑预测估计，得到手部动作数据并传输至设置于智能手套手腕部位的数据收发装置；
步骤5：数据收发装置将手部动作数据发送至目标设备，目标设备根据该动作数据做出反馈。
进一步的，本发明的基于智能手套的人机交互方法，步骤1中智能手套通过发送连接请求给目标设备来建立通讯连接。
进一步的，本发明的基于智能手套的人机交互方法，步骤1中智能手套通过响应目标设备发来的连接请求来建立通讯连接。
进一步的，本发明的基于智能手套的人机交互方法，步骤1中的无线通讯连接为通过蓝牙方式连接。
进一步的，本发明的基于智能手套的人机交互方法，步骤2中的传感器为惯性传感器。
进一步的，本发明的基于智能手套的人机交互方法，所述惯性传感器为六轴惯性传感器或九轴惯性传感器。
进一步的，本发明的基于智能手套的人机交互方法，步骤2中的运动数据包括运动加速度、运动方向和运动轨迹。
进一步的，本发明的基于智能手套的人机交互方法，步骤4中的低通滤波采用10Hz低通滤波器实现。
进一步的，本发明的基于智能手套的人机交互方法，步骤5中数据收发装置通过蓝牙传输模块发送数据。
进一步的，本发明的基于智能手套的人机交互方法，步骤3和步骤4中的数据传输采用有线方式传输。
本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
1、本发明的基于智能手套的人机交互方法能够精确捕捉人们手指及手背在进行人机交互时的动作姿态，准确的向目标设备反馈手部信息；
2、本发明的基于智能手套的人机交互方法在实际应用中，可以有效的节约操作空间，并充分保证人机交互的有效性与灵活性；
3、本发明的基于智能手套的人机交互方法能够准确实现信息输入输出，提高工作效率。
附图说明
图1是本发明的方法流程图；
图2是本发明的方法的实现模块示意图；
图3是本发明的数据处理装置的工作流程图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
如图1、图2所示，一种基于智能手套的人机交互方法，具体包括以下步骤：
步骤1：将智能手套与目标设备通过蓝牙方式建立无线通讯连接，其中，智能手套通过发送连接请求给目标设备来建立通讯连接，或者，智能手套通过响应目标设备发来的连接请求来建立通讯连接。
步骤2：当用户穿戴智能手套运动时，触发智能手套上的若干个传感器捕捉手指、手背的运动数据，所述传感器为惯性传感器，包括六轴惯性传感器和九轴惯性传感器，所述运动数据包括运动加速度、运动方向和运动轨迹。
步骤3：传感器将采集到的运动数据通过有线方式传输至设置于智能手套手背部位的数据处理装置。
步骤4：数据处理装置对运动数据进行基于低通滤波的噪声过滤和基于卡尔曼滤波的数据平滑预测估计，如图3所示，得到手部动作数据并通过有线方式传输至设置于智能手套手腕部位的数据收发装置，所述低通滤波采用10Hz低通滤波器实现。
步骤5：数据收发装置通过蓝牙传输模块将手部动作数据发送至目标设备，目标设备根据该动作数据做出反馈。
上述智能手套具体包括：
设置于手指关节处的六轴惯性传感器，用于感知手指的活动轨迹并转换成数字信号，传感器个数至少为5个；
设置于手背中央的九轴惯性传感器，用于感知手掌的活动轨迹并转换成数字信号；
设置于手背部位的数据处理装置，用于对六轴惯性传感器和九轴惯性传感器的数字信号进行常规运算，目的是将数字信号转换成标准操作输入HID信号；
设置于手腕处的数据收发装置，用于将HID信号传送到目标设备的无线信号接收器；
设置于目标设备上的无线信号接收器，用于接收无线传输系统的HID信号并转换成标准USB数据；
设置于手腕处的电源管理电路和电源，用于为六轴惯性传感器、九轴惯性传感器、数据处理装置和数据收发装置供电；
其中，六轴惯性传感器、九轴惯性传感器、数据收发装置均通过柔性线路与数据处理装置相连接，六轴惯性传感器、九轴惯性传感器、数据收发装置和数据处理装置均与电源管理电路的一端相连接，电源管理电路的另一端与电源相连接。
实施例1
下面以对计算机控制为例，说明基于智能手套的人机交互方法，包括以下步骤：
步骤1：智能手套通过蓝牙传输模块向计算机发送连接请求，计算机响应连接请求并与智能手套建立无线通讯连接；
步骤2：用户穿戴智能手套进行运动，触发智能手套上的六轴惯性传感器和九轴惯性传感器来捕捉手指和手背的运动数据，捕捉到的运动数据包括运动加速度、运动方向和运动轨迹；
步骤3：传感器将采集到的运动数据通过有线方式传输至设置于智能手套手背部位的数据处理装置；
步骤4：数据处理装置对运动数据进行基于低通滤波的噪声过滤和基于卡尔曼滤波的数据平滑预测估计，如图3所示，得到手部动作数据并通过有线方式传输至设置于智能手套手腕部位的数据收发装置，所述低通滤波采用10Hz低通滤波器实现；
步骤5：数据收发装置通过蓝牙传输模块将手部动作数据发送至计算机上的无线信号接收器，计算机根据该动作数据做出反馈。
实施例2
下面以控制嵌入式系统为例，说明基于智能手套的人机交互方法，具体包括以下步骤：
步骤1：嵌入式系统向智能手套发来连接请求，智能手套通过响应其请求来与其建立通讯连接；
步骤2：用户穿戴智能手套进行运动，触发智能手套上的六轴惯性传感器和九轴惯性传感器来捕捉手指和手背的运动数据，捕捉到的运动数据包括运动加速度、运动方向和运动轨迹；
步骤3：传感器将采集到的运动数据通过有线方式传输至设置于智能手套手背部位的数据处理装置；
步骤4：数据处理装置对运动数据进行基于低通滤波的噪声过滤和基于卡尔曼滤波的数据平滑预测估计，如图3所示，得到手部动作数据并通过有线方式传输至设置于智能手套手腕部位的数据收发装置，所述低通滤波采用10Hz低通滤波器实现；
步骤5：数据收发装置通过蓝牙传输模块将手部动作数据发送至嵌入式系统上的无线信号接收器，嵌入式系统根据该动作数据做出反馈。
通过上述实施例中的智能手套和操作方法，能够实现对计算机、嵌入式系统等应用设备的单手单点、两点和多点操控手势以及双手多点操控手势，单点操控手势包括单击、双击、长按、线性滑动轨迹、单指手写轨迹等，两点操控手势包括两点放大缩小操作、旋转轨迹等，多点操控手势包括捏、拍、切、按、推、托等基本动作、挥手动作、抓握动作、抓握放大缩小动作、抓握/旋转/平移组合动作等，双手多点操控手势包括以上操控信号的组合。
上述的智能手套仅作为本方法的配套设备，并不在本申请的保护范围内。
以上所述仅是本发明的部分实施方式，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，这些改进应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于智能手套的人机交互方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：将智能手套与目标设备建立无线通讯连接；
步骤2：当用户穿戴智能手套运动时，触发智能手套上的若干个传感器捕捉手指、手背的运动数据；
步骤3：传感器将采集到的运动数据传输至设置于智能手套手背部位的数据处理装置；
步骤4：数据处理装置对运动数据进行基于低通滤波的噪声过滤和基于卡尔曼滤波的数据平滑预测估计，得到手部动作数据并传输至设置于智能手套手腕部位的数据收发装置；
步骤5：数据收发装置将手部动作数据发送至目标设备，目标设备根据该动作数据做出反馈。
2.根据权利要求1所述的基于智能手套的人机交互方法，其特征在于，步骤1中智能手套通过发送连接请求给目标设备来建立通讯连接。
3.根据权利要求1所述的基于智能手套的人机交互方法，其特征在于，步骤1中智能手套通过响应目标设备发来的连接请求来建立通讯连接。
4.根据权利要求1所述的基于智能手套的人机交互方法，其特征在于，步骤1中的无线通讯连接为通过蓝牙方式连接。
5.根据权利要求1所述的基于智能手套的人机交互方法，其特征在于，步骤2中的传感器为惯性传感器。
6.根据权利要求5所述的基于智能手套的人机交互方法，其特征在于，所述惯性传感器为六轴惯性传感器或九轴惯性传感器。
7.根据权利要求1所述的基于智能手套的人机交互方法，其特征在于，步骤2中的运动数据包括运动加速度、运动方向和运动轨迹。
8.根据权利要求1所述的基于智能手套的人机交互方法，其特征在于，步骤4中的低通滤波采用10Hz低通滤波器实现。
9.根据权利要求1所述的基于智能手套的人机交互方法，其特征在于，步骤5中数据收发装置通过蓝牙传输模块发送数据。
10.根据权利要求1所述的基于智能手套的人机交互方法，其特征在于，步骤3和步骤4中的数据传输采用有线方式传输。
CN201610519398.9A 2016-07-05 2016-07-05 一种基于智能手套的人机交互方法 Pending CN106125939A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610519398.9A CN106125939A (zh) 2016-07-05 2016-07-05 一种基于智能手套的人机交互方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610519398.9A CN106125939A (zh) 2016-07-05 2016-07-05 一种基于智能手套的人机交互方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106125939A true CN106125939A (zh) 2016-11-16

Family

ID=57468368

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610519398.9A Pending CN106125939A (zh) 2016-07-05 2016-07-05 一种基于智能手套的人机交互方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106125939A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107272908A (zh) * 2017-07-11 2017-10-20 北京奇艺世纪科技有限公司 一种手势识别装置、系统及手势识别方法
CN108037821A (zh) * 2017-10-30 2018-05-15 上海念通智能科技有限公司 一种用于手势识别的可穿戴掌带
CN112148110A (zh) * 2019-06-26 2020-12-29 博世汽车部件(苏州)有限公司 用于智能穿戴设备的数据处理系统和方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103226398A (zh) * 2013-03-25 2013-07-31 上海交通大学 基于微惯性传感器网络技术的数据手套
KR101525226B1 (ko) * 2014-12-12 2015-06-04 영풍전자(주) 증강현실용 모션인식 장갑
CN105404390A (zh) * 2015-10-29 2016-03-16 华侨大学 一种无线数据手套建模及手势动作识别方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103226398A (zh) * 2013-03-25 2013-07-31 上海交通大学 基于微惯性传感器网络技术的数据手套
KR101525226B1 (ko) * 2014-12-12 2015-06-04 영풍전자(주) 증강현실용 모션인식 장갑
CN105404390A (zh) * 2015-10-29 2016-03-16 华侨大学 一种无线数据手套建模及手势动作识别方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107272908A (zh) * 2017-07-11 2017-10-20 北京奇艺世纪科技有限公司 一种手势识别装置、系统及手势识别方法
CN107272908B (zh) * 2017-07-11 2021-01-22 北京奇艺世纪科技有限公司 一种手势识别装置、系统及手势识别方法
CN108037821A (zh) * 2017-10-30 2018-05-15 上海念通智能科技有限公司 一种用于手势识别的可穿戴掌带
CN112148110A (zh) * 2019-06-26 2020-12-29 博世汽车部件(苏州)有限公司 用于智能穿戴设备的数据处理系统和方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104679246B (zh) 一种交互界面中人手漫游控制的穿戴式设备及控制方法
CN103398702B (zh) 一种移动机器人远程操控装置及其操控技术
CN103677289A (zh) 一种智能交互手套及交互方法
CN106125939A (zh) 一种基于智能手套的人机交互方法
CN105404390B (zh) 一种无线数据手套建模及手势动作识别方法
CN104571837A (zh) 一种实现人机交互的方法及系统
CN104460992A (zh) 一种使用红外线照射腕部韧带的手指运动检测装置及方法
CN106178427A (zh) 一种基于多人交互虚拟现实的手功能训练与评估系统
CN106774839A (zh) 一种智能穿戴键盘装置及其输入方法
CN105138133A (zh) 生物信号手势识别设备及方法
Imran Ultanet: An antithesis neural network for recognizing human activity using inertial sensors signals
CN102681727B (zh) 一种触摸及动作感应结合的电子设备控制系统及方法
Prasad et al. Hand gesture controlled robot
CN205184776U (zh) 一种基于数据手套的移动机械手控制装置
CN102323856A (zh) 基于加速度传感器和ZigBee的数据手套
Tongrod et al. Gestural system based on multi-functional sensors and ZigBee networks for squad communication
CN107102729A (zh) 一种基于csi手势识别的ppt演示控制系统
CN208592838U (zh) 基于感应遥控手套的手势控制移动装置
CN207268857U (zh) 一种动态三维手势识别装置
CN205680053U (zh) 一种互动型智能手套
CN204423307U (zh) 一种无线三维体感操控系统
CN106951109B (zh) 一种采集手部姿态的方法及其装置
CN108127667A (zh) 一种基于关节角增量的机械臂体感交互控制方法
CN112083832A (zh) 基于imu和红外感应的可移植触碰屏装置
CN107577169A (zh) 一种基于计算机硬件集成的机器人群体机载控制系统

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20161116

RJ01 Rejection of invention patent application after publication