CN106502415A - 省电型电子设备控制手套 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种省电型电子设备控制手套，它包括处理器、传感器和通信模块，所述传感器采集信号数据并传输到处理器，然后处理器按照通信协议对所述信号数据进行处理，通过通信模块将处理后的数据发送到主机，实现所述控制手套与主机的数据信令交互；所述控制手套上面有能计算出手指姿态、三维坐标和运动速度的传感器，并且通过启动手势姿态，或启动运行位置轨迹，或启动运行速度轨迹来启动电子设备的控制功能；通过关闭手势姿态，或关闭运行位置轨迹，或关闭运行速度轨迹来关闭电子设备的控制功能。本发明与现有的手势外设控制设备相比，不仅实现了手势控制电子设备，而且达到了省电的效果。

Description

省电型电子设备控制手套

技术领域

本发明涉及计算机通信领域，具体是一种省电型电子设备控制手套。

背景技术

现有的计算机外部控制设备，大多在开启控制功能以后处于持续工作状态，耗电量高，尤其是对于中小型的外设控制设备，其供电方式往往是采用干电池或者可充电电池进行供电，由于持续性的耗电，工作时间短导致不得不频繁更换电池，造成用户使用不便，尤其是在课堂教学、大型演示场合，对外设部件的电力节约非常重要。

公开号为CN104834244A的中国专利公开了一种手势开关及手势控制方法。该发明由感测模块，主控模块，开关驱动模块，多个开关以及电源构成。由主控模块控制感测模块的工作状态，并实时监测感测模块的状态，对监测到的感测模块状态进行处理，识别当前输入对象的手势模式，查询对应的手势事件，然后控制开关驱动模块驱动各个开关的开启与关闭。定义在有效距离范围内，感测模块被遮挡为“通”状态，感测模块未被遮挡为“断”状态，当输入对象进行输入操作时，该系统主要通过感测模块的“通”“断”状态，而非距离进行判断识别手势模式。本发明能准确识别手掌和手指的动作，真正实现了手势识别，定义了多种手势及其识别方法，提升用户体验。该发明所述的定义在有效距离范围内，感测模块被遮挡为“通”状态，感测模块未被遮挡为“断”状态，当输入对象进行输入操作时，该系统主要通过感测模块的“通”“断”状态，而非距离进行判断识别手势模式，与本发明技术方案不同，而且其所述的感测模块被遮挡为“通”、“断”的状态容易引发误操作，而本发明所述基于位置轨迹、运行速度轨迹等手势路径的运动参数实现对电子设备的控制开启或关闭达到节能的目的，并且本发明基于姿态传感器采集的姿态信号、位置轨迹、速度轨迹来计算距离实现对电子设备控制功能的切换，相比使用测距传感器不受干扰。所以，与本发明相比，解决的问题不同，采用的技术方案不同。

公开号为CN103543834A的中国专利公开了一种手势识别装置及方法，用于手势运动方向的非接触式检测。装置包括传感器模块、模数转换模块及单片机主控模块；传感器模块包括两路测距传感器，检测预设范围内的手存在信号并传给模数转换模块；模数转换模块分别与传感器模块及单片机主控模块相连，采用至少两路模数转换通道分别获取手存在信号，经模数转换后传至单片机主控模块；单片机主控模块分辨两路测距传感器检测到手存在信号的顺序获取手势运动的方向参数，估算手停留的时间获得手势运动的速度参数，估算两次手势运动之间的间隔时间获得手势运动的频率参数，并将手势识别结果传输给外部设备。本发明内部装置简单、稳定性高、执行效率高、实现了低功耗休眠工作切换、成本低。该专利基于测距传感器容易产生干扰。

针对手势识别的控制外设，在不需要进行手势控制的时候若通过电源关闭控制手套则重新开启时系统执行自检等流程，现有的手势控制外设在开启控制功能以后普遍存在持续性耗电高的问题，造成频繁更换电池，使用不便，浪费能源，不利于环保。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种省电型电子设备控制手套，以至少实现通过手势动作开启或关闭对电子设备的控制以节约电能和实现切换不同的控制模式的作用，同时还可以对电子设备进行手势控制。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：省电型电子设备控制手套，它包括处理器、传感器和通信模块，所述传感器采集信号数据并传输到处理器，然后处理器按照通信协议对所述信号数据进行处理，通过通信模块将处理后的数据发送到主机，实现所述控制手套与主机的数据信令交互；所述控制手套上面有能计算出手指姿态、三维坐标和运动速度的传感器，并且通过启动手势姿态，或启动运行位置轨迹，或启动运行速度轨迹来启动电子设备的控制功能；通过关闭手势姿态，或关闭运行位置轨迹，或关闭运行速度轨迹来关闭电子设备的控制功能。

所述控制手套启动电子设备的控制功能后，通过不同的动作，实现电子设备不同功能的控制。

所述启动手势姿态，或启动运行位置轨迹，或启动运行速度轨迹用于控制电子设备进入触模屏控制模式或者鼠标控制模式。

所述处理器通过启动手势姿态，或启动运行位置轨迹，或启动运行速度轨迹计算出控制手套与操作者身体的距离，用于确定手是否接触屏幕，若手接触到屏幕，则执行触摸屏幕功能指令；若手没有接触到屏幕，则执行鼠标功能指令。

当手指接触到屏幕时，光标显示为第一形状；当手指没有接触到屏幕时，光标显示为第二形状，用于提示操作者手指是否接触到屏幕。

所述省电型电子设备控制手套用于控制VR设备，在启动对VR设备的控制功能后，能够控制被观察对象三个维度分别旋转，或者控制三个维度分别移动。

所述控制被观察对象为控制照明灯，能够控制照明灯三个维度分别旋转，或者控制三个维度分别移动。

所述启动手势姿态，或启动运行位置轨迹，或启动运行速度轨迹以及关闭手势姿态，或关闭运行位置轨迹，或关闭速度轨迹通过自定义手势功能设置。

所述省电型电子设备控制手套控制的电子设备还包括PPT、PC、平板、电视机。

本发明的有益效果是：本发明通过能计算出手指姿态，三维坐标，运动速度的传感器，通过特定的手势姿态，运行位置轨迹，运行速度轨迹等手势路径运动参数实现对电子设备的控制功能开启或关闭，通过开启或关闭控制功能不仅实现了不同控制模式的切换，而且基于姿态传感器采集的位置轨迹、速度轨迹等计算控制手套与操作者的距离进行对电子设备的控制，相比使用测距传感器不受光线干扰。本发明所实现的对电子设备控制功能的开启或关闭，与现有的手势外设控制设备相比，还达到了省电的效果。

附图说明

图1为本发明的结构框图；

图2为本发明的数据采集、传输的流程图；

图3为本发明的自定义手势功能流程图。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

如图1所示，省电型电子设备控制手套，它包括处理器、传感器和通信模块，所述传感器采集信号数据并传输到处理器，然后处理器按照通信协议对所述信号数据进行处理，通过通信模块将处理后的数据发送到主机，实现所述控制手套与主机的数据信令交互；所述控制手套上面有能计算出手指姿态、三维坐标和运动速度的传感器，并且通过启动手势姿态，或启动运行位置轨迹，或启动运行速度轨迹来启动电子设备的控制功能；通过关闭手势姿态，或关闭运行位置轨迹，或关闭运行速度轨迹来关闭电子设备的控制功能。

所述控制手套启动电子设备的控制功能后，通过不同的动作，实现电子设备不同功能的控制。

所述启动手势姿态，或启动运行位置轨迹，或启动运行速度轨迹用于控制电子设备进入触模屏控制模式或者鼠标控制模式。

所述处理器通过启动手势姿态，或启动运行位置轨迹，或启动运行速度轨迹计算出控制手套与操作者身体的距离，用于确定手是否接触屏幕，若手接触到屏幕，则执行触摸屏幕功能指令；若手没有接触到屏幕，则执行鼠标功能指令。

当手指接触到屏幕时，光标显示为第一形状；当手指没有接触到屏幕时，光标显示为第二形状，用于提示操作者手指是否接触到屏幕。

所述省电型电子设备控制手套用于控制VR设备，在启动对VR设备的控制功能后，能够控制被观察对象三个维度分别旋转，或者控制三个维度分别移动。

所述控制被观察对象为控制照明灯，能够控制照明灯三个维度分别旋转，或者控制三个维度分别移动。照明灯是指三维环境下，可以开启、关闭某个纬度面的灯光，类似3个纬度有3个手电，可以使其旋转、移动。

所述启动手势姿态，或启动运行位置轨迹，或启动运行速度轨迹以及关闭手势姿态，或关闭运行位置轨迹，或关闭速度轨迹通过自定义手势功能设置。

所述省电型电子设备控制手套控制的电子设备还包括PPT、PC、平板、电视机。

如图2所示，作为本发明的实施例之一，用于控制幻灯片操作的省电型控制手套，首先捕获传感器产生的手势信号，然后按照通信协议要求进行信息计算处理后，通过有线或无线方式发送至主机端；主机端接收手势信号数据，并解析出控制手套端发送的信息命令，转换为对主机的幻灯片操作或其他命令，包括以下子步骤：

S101：省电型控制手套开机进行自检，包括手套电池电量、传感器、处理器工作状态等，通过灯光进行提示，检测控制手套是否正常工作并与主机端连接；

S102：主机端确认控制手套正确连接并正常工作；当需要进行操控时，所述的省电型电子设备控制手套通过启动手势姿态、运行位置轨迹和运行速度轨迹启动电子设备的控制功能，然后通过手势动作（例如，握住大拇指）激活手势功能；当控制手套处于非激活状态的时候，操作人员所进行的任何手势操作均无效；

S103：检测是否开启手势功能；激活手势功能后，用户的不同的手势动作，将会由传感器模块对动作进行采集，并由加速度传感器和陀螺仪模块将其收集到的加速度、三维方位移动轨迹、速度等变为数字信号，发送至处理器。以用户翻页为例，用户做出翻页的手势（具体手势动作可由用户自定义），例如，右手向右挥动大于30cm，手套上的传感器模块将此动作产生的加速度变化、三维位置的变化采集后变为数字信号，发送至处理器单元。

S104：传感器采集用户的手势动作信号，并传输到处理器；

S105：处理器对传感器采集的信号进行处理，并按照通信协议将信号打包；

S106：将打包后的信号数据，通过无线或有线连接模块传送至主机端；

S107：主机端接收控制手套传送的手势信号；

S108：按照通信协议对信号进行解析；

S109：根据解析出来的信号结果，映射为对幻灯片的各种功能操作。例如，右手向右挥动大于30cm这个状态，根据程序所定义的映射关系，应该为翻页，则控制PPT进行翻页。若找不到对应映射关系，则不做任何操作或提示用户，记录并自定义此手势。

所述的方法还包括自定义手势，如图3所示，主机端通过录制手势信号，能够定义新的功能按键映射，自定义手势包括以下步骤：

S201：主机端启动自定义按键功能；通过有线或者无线的方式接收到控制手套的手势信号；

S202：使用控制手套进行手势操作；

S203：主机端接收控制手套的手势信号，并录制手势信号；

S204：多次重复手势动作，提高录制手势信号精准度；为了实现用户交互友好，可以使用语音或者提示标志提示用户，例如，显示在听到提示音或提示标志后，进行手势操作，并录制手势信号；

S205：录制成功后，提示用户自定义手势功能映射并保存。

所述步骤S109中对幻灯片的操作包括画图、写字、激光笔指示、返回幻灯片放映状态。

所述步骤S202中，优选使用语音提示用户进行手势操作。

所述的手势信号包括手势姿态、位置轨迹、速度轨迹。

当操作人员暂时不需要进行手势控制功能时，不用通过关机，而是通过特定的手势姿态、运行位置轨迹和运行速度轨迹关闭电子设备的控制功能，方便操作，同时在控制手套闲置时能够省电，可使控制手套电能续航时间更长，用户使用体验更好。

控制手套的处理器通过传感器能计算出手指姿态、三维坐标、运动速度；通过特定的手势姿态、运行位置轨迹和运行速度轨迹启动或关闭幻灯片放映控制功能，进而操作人员可以通过不同的动作实现幻灯片放映需要的不同功能。例如，通过特定的手势姿态、运行位置轨迹和运行速度轨迹控制电脑进入触模屏模式，或控制电脑进入鼠标模式。

操作人员可以通过控制手套启动画笔程序功能，或进入已启动的画笔程序、为画笔程序进入后台功能，或画笔程序进入后台且进入幻灯片的放映功能，或画笔程序进入后台且返回幻灯片原放映的现场功能。

操作人员自定义幻灯片放映控制手套的某一动作，映射为幻灯片放映需要的某一功能。例如，前进一页、后退一页、停止自动播放、启动自支播放等。幻灯片放映控制手套不同的动作，可以为画图功能，或为写字功能，或为返回幻灯片放映状态功能。幻灯片放映控制手套不同的动作，可为激光笔指示功能，移动激光笔，激光笔显示形状操作人员可自定义。

以上内容描述了本发明的基本原理和主要特点。本行业的技术人员应该了解到，在不脱离本发明所附权利要求书所限定的精神和范围内，从形式上和细节上对本发明所做出的变化，均在本发明权利要求所保护范围内。

Claims (9)

1.省电型电子设备控制手套，其特征在于：它包括处理器、传感器和通信模块，所述传感器采集信号数据并传输到处理器，然后处理器按照通信协议对所述信号数据进行处理，通过通信模块将处理后的数据发送到主机，实现所述控制手套与主机的数据信令交互；所述控制手套上面有能计算出手指姿态、三维坐标和运动速度的传感器，并且通过启动手势姿态，或启动运行位置轨迹，或启动运行速度轨迹来启动电子设备的控制功能；通过关闭手势姿态，或关闭运行位置轨迹，或关闭运行速度轨迹来关闭电子设备的控制功能。

2.根据权利要求1所述的省电型电子设备控制手套，其特征在于：所述控制手套启动电子设备的控制功能后，通过不同的动作，实现电子设备不同功能的控制。

3.根据权利要求1所述的省电型电子设备控制手套，其特征在于：所述启动手势姿态，或启动运行位置轨迹，或启动运行速度轨迹用于控制电子设备进入触模屏控制模式或者鼠标控制模式。

4.根据权利要求3所述的省电型电子设备控制手套，其特征在于：所述处理器通过启动手势姿态，或启动运行位置轨迹，或启动运行速度轨迹计算出控制手套与操作者身体的距离，用于确定手是否接触屏幕，若手接触到屏幕，则执行触摸屏幕功能指令；若手没有接触到屏幕，则执行鼠标功能指令。

5.根据权利要求4所述的省电型电子设备控制手套，其特征在于：当手指接触到屏幕时，光标显示为第一形状；当手指没有接触到屏幕时，光标显示为第二形状，用于提示操作者手指是否接触到屏幕。

6.根据权利要求1所述的省电型电子设备控制手套，其特征在于：所述省电型电子设备控制手套用于控制VR设备，在启动对VR设备的控制功能后，能够控制被观察对象三个维度分别旋转，或者控制三个维度分别移动。

7.根据权利要求6所述的省电型电子设备控制手套，其特征在于：所述控制被观察对象为控制照明灯，能够控制照明灯三个维度分别旋转，或者控制三个维度分别移动。

8.根据权利要求1所述的省电型电子设备控制手套，其特征在于：所述启动手势姿态，或启动运行位置轨迹，或启动运行速度轨迹以及关闭手势姿态，或关闭运行位置轨迹，或关闭速度轨迹通过自定义手势功能设置。

9.根据权利要求1所述的省电型电子设备控制手套，其特征在于：所述省电型电子设备控制手套控制的电子设备还包括PPT、PC、平板、电视机。