CN106648072A - 动作识别与控制掌环 - Google Patents

Abstract

本发明公开了动作识别与控制掌环，包括微处理器、通信模块、用于识别手掌运动路线的手掌传感器、用于穿套于人体手掌上的掌环、按键；所述微处理器、通信模块、手掌传感器、按键设置于所述掌环上，所述通信模块、手掌传感器、按键分别电性连接所述微处理器。该动作识别与控制掌环设计结构合理，设计思路新颖，可以同时支持完全自然的手指动作及传统的按键操作，解除了VR手柄对于手指的限制，更方便VR的使用。

Description

动作识别与控制掌环

技术领域

本发明涉及VR设备或者标准PC机等其他电子产品的输入端，具体为动作识别与控制掌环。

背景技术

VR作为一个新兴产业，发展越来越迅速，特别是随着社会经济的不断发展和现代人们生活水平的不断提高，市场对VR的需求也越来越高。VR设备的一个重要部件就是输入端。目前市面上所出现的输入端普遍是VR手柄，但是VR手柄的输入方式单一，不能通过识别手指姿态/手势支持使用者用更自然的手势控制输入。最近的VR手柄也有少数增加了简单识别手势功能，但是不能支持其他更多手指具体的手势，所以通过VR手柄能输入的信息非常有限。

发明内容

本发明的主要目的为提供一种动作识别与控制掌环，能有多个输入通道，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种动作识别与控制掌环，其特征在于，包括微处理器、通信模块、用于识别手掌运动路线的手掌传感器和用于穿套于人体手掌上的掌环；所述微处理器、通信模块、手掌传感器设置于所述掌环上；所述通信模块、手掌传感器分别电性连接所述微处理器；所述掌环上还设置有按键,所述按键与所述微处理器通信连接。

进一步地，所述掌环上设置有按键座，所述按键座上固定安装所述按键。

进一步地，所述按键包括“上、下、左、右”四个按键，“上、下、左、右”四个按键设置在所述按键座上。

进一步地，所述按键座位于掌环外侧面，所述掌环穿套于人体手掌上后，所述按键座处于大拇指能触碰到的位置。

进一步地，所述动作识别与控制掌环还包括主控板，该主控板上固定安装所述微处理器、手掌传感器、通信模块。

进一步地，所述动作识别与控制掌环还包括用于识别手指运动路线的手指传感器，所述手指传感器与所述微处理器通信连接。

进一步地，所述动作识别与控制掌环还包括手指环，所述手指环上固定安装有所述手指传感器。

进一步地，所述按键位于掌环外侧面，掌环穿套于人体手掌上后，所述按键处于食指或中指或无名指或小指能触碰到的位置。

进一步地，所述通信模块为蓝牙模块。

进一步地，所述掌环为硬弹性制的带状，带状两端通过搭扣机构连接成环状，或者，带状两端通过弹性材料连接成环状。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：可以兼顾按键和手势动作：手指按在按键上可以像传统手柄一样操作，手指张开后由于有掌环的固定，手可以自由的做各种手势。通过掌环固定在手上，不用手指抓住手环，可以完全释放手指；通过掌环上设置识别手掌运动轨迹的手掌传感器，可以通过手掌的运动来输入信息；通过设置掌环上的按键，可以用手指控制按键来增加输入信息；通过设置识别手指运动轨迹的手指传感器，可以通过手指的运动来输入信息。

附图说明

图1是本发明一实施例的动作识别与控制掌环的结构示意图；

图2是本发明一实施便的动作识别与控制掌环的主控板线路连接示意图。

具体实施方式

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。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-2，提出本发明一实施例的动作识别与控制掌环，包括微处理器22、通信模块23、用于识别手掌运动路线的手掌传感器24和用于穿套于人体手掌上的掌环1；所述微处理器22、通信模块23、手掌传感器24设置于所述掌环1上；所述通信模块23、手掌传感器24分别电性连接所述微处理器22；所述掌环1上还设置有按键,所述按键与所述微处理器22通信连接。微处理器可以统一位于主控板21上，集中处理所有按键，传感器，这样设计是将所有的电路集中在一起可以方便更好的维修与保养。微处理器22也可以嵌入安装在每个按键、传感器上，这样设计可以更节省空间，让掌环1的体积更小，使用起来更顺手。上述手掌传感器24一般为惯性传感器，惯性传感器可以检测和测量手掌的加速度、倾斜、冲击、振动、旋转和多自由度运动状态，非常适合动作捕捉场景。手掌传感器24可以让手掌的运动轨迹也作为一个输入端进行输入，在操作VR设备中的对象时更加流畅。在其它实施例中，上述手掌传感器还可以为超声波传感器或红外线传感器等。

本实施例中，所述掌环1上设置有按键座2，所述按键座2上固定安装所述按键。通过设置按键座2，可以让按键更集中，而且按键座2在掌环1上是凸起结构，这样手指按键就可以更方便了。

本实施例中，所述按键包括“上、下、左、右”四个按键，“上、下、左、右”四个按键设置在所述按键座2上。方向键3是一般游戏中基本都需要用到的按键，这样设计符合大众市场的口味，基本可以搭配所有的游戏。同时，方向键3也可以用摇杆来代替，摇杆比方向键3有更好的操作体验。还可以在方向键3内部加上陀螺仪，陀螺仪可以智能识别穿戴掌环的方向从而对方向键3做出调整，避免掌环2戴错方向再取下来重新佩戴。

本实施例中，所述按键座2位于掌环1外侧面，所述掌环1穿套于人体手掌上后，所述按键座2处于大拇指能触碰到的位置。这样设计充分符合人体工学原理，因为大拇指是五个指头中最灵活的手指，运动范围大，很适合控制多个按键。在一具体实施例中，所述掌环1穿套于人体手掌上后，按键座2设置于手掌的侧面的食指指根处，设置于此处，无论手掌是伸展开还是握紧状态，大拇指都能灵活的操作按键座上的按键。

本实施例中，所述动作识别与控制掌环还包括主控板21，该主控板21上固定安装所述微处理器22、手掌传感器24、通信模块。该设计通过将所有电路相关的器件安装在主控板21上，可以减少电路板的数量，便掌环的体积更小，同时也更方便后期的电路方面的保养与维修。

本实施例中，所述动作识别与控制掌环还包括用于识别手指运动路线的手指传感器5，所述手指传感器5与所述微处理器22通信连接。增加手指传感器5，通过识别手指的运动轨迹来增加输入信息，有了更多的输入方式，可以应用于更复杂的游戏场景。所述手指传感器5可以是超声波传感器、红外线传感器等，本实施例中所述手指传感器5是惯性传感器，惯性传感器可以检测和测量手指的加速度、倾斜、冲击、振动、旋转和多自由度运动状态，非常适合动作捕捉场景。所述手指传感器5和微处理器的连接方式可以是蓝牙连接、wi f i连接等，本实施例中采用电线6连接，电线6连接成本低，而且手指传感器5运动范围相对手掌小，不会引起多根电线6绞在一起互相影响的负面效果。

本实施例中，所述动作识别与控制掌环还包括手指环，所述手指环上固定安装有所述手指传感器5。手指传感器5可以直接贴合在手指上，但是在手指运动过程中容易掉落，此处引入手指环，手指环用松紧带材料制作，可以适用不同粗细手指。通过将手指传感器5固定在手指环上，通过手指穿戴手指环，可以避免掉落的问题，也可以更好的识别手指的运动轨迹，同时，用固定连接也不会影响手指传感器的定位准确度。手指环上也可以安装电磁感应发电机，食指和小指的手指环上分别装有正、负磁极，这样在食指和小指中就有磁场，中指和无名指的手指环上安装有线圈，中指和无名指的线圈通过切割磁场产生电流，该电流以可以用于供应手指传感器5的电源或是整个掌环1的电源。

本实施例中，上述按键还包括其他功能键4，所述功能键4位于掌环1外侧面，掌环1穿套于人体手掌上后，所述功能键4处于食指或中指或无名指或小指能触碰到的掌心位置。一般在游戏可能只需要方向键3即可完成，但在复杂的游戏中就需要更多的操作指令，此处引入其他功能键4，可以自行设置各个键的功能，带来更丰富的游戏体验。通过设置于手指能触碰到的位置，操作起来方便。功能键4可以设置成不同的形状或表面设置不同形状的凸起，比如圆形、三角形、长方形，可以不用眼睛看仅通过手指的触感即可识别不同的按键，这样设计可以避免按错键，带来更好的游戏体验。而且设置多个功能键4，可以自定义功能，可以让VR连接更多的设备，扩展更多的功能。另外还增加一个功能键4于所述按键座2的侧面，该按键固定为一般游戏中常用的确认功能。

本实施例中，所述通信模块可以是wi f i连接、USB连接、串口连接等，本实施例中采用蓝牙模块23。蓝牙连接是无线连接，相对电线连接更方便，而且蓝牙连接在短距离内性能稳定，相对成本低，非常适合手持输入设备和输出端相隔不远的VR游戏。

本实施例中，所述掌环1为硬弹性材料制的带状，带状两端通过搭扣机构连接成环状，或者，带状两端通过弹性材料连接成环状。硬弹性材料是指该材料有一定硬度，被按压时不易变形，同时该材料也有一定弹性可以弯曲，例如生活中常见的橡胶。这样一体化设计可以避免零碎小件的丢失，使用起来也更加方便。采用弹性材料的好处是质量轻，而且可以适用于大小不同的手的穿戴。在有按键的地方用硬质材料，这样人在按键的时候可以很轻松的按下去。或者也可以设计成金属手表带类似的带状铰链结构，带的两端用搭扣连接，这样设计耐磨性能好，方便调整掌环1在手上的位置。也可以是用皮质材料设计成带状，带的一端设有多个扣眼，另一端设有按扣，这样设计穿戴起来更舒适，可以适用大小不同的手穿戴，同时对手也不会有紧勒感。整体设计的有益效果是掌环1可以固定在手上，不需要像其他VR输入端要用手指抓住手柄，从而可以完全释放手指。

本实施例中，所述动作识别与控制掌环，包括掌环1，所述掌环1固定安装有按键座2，所述按键座2上设置有方向键3，所述掌环1外侧安装有功能键4，所述按键座2侧面安装功能键4，所述动作识别与控制掌环还包括手指环，手指环上固定安装手指传感器5，按键座2内部有设置主控板21，主控板21上有安装微处理器22、手掌传感器24、蓝牙模块23，所述微处理器22和所述蓝牙模块23、手掌传感器24、方向键3、特殊功能键4通信连接；所述微处理器22和所述手指传感器5通过导线6电性连接。所述蓝牙模块23和上位机8通信连接。

人穿戴上掌环1及手指环后调整好位置，使掌环1刚好紧密贴合在手掌上，调整按键座2，使按键座2位于手掌侧面的食指根处，同时各手指穿戴好固定有手指传感器5的手指环，蓝牙模块23和上位机8连接好后，即可开始游戏。手掌传感器24可以代替输入端的鼠标功能，操作上位机8中的光标移动选择游戏类别及设置等。手掌传感器24选中游戏后，可以按下位于按键座2上的特殊功能键4，确认选择开始游戏。游戏过程中，手掌传感器24可以控制游戏中的目标上下左右快速移动，或者也可以用方向键3控制游戏中的目标慢速移动，位于掌环1外侧的功能键4可以控制游戏中的目标进行其他操作，比如一个功能键4控制游戏目标捡装备、另一个功能键4控制游戏目标使用装备等，手指按下位于掌环1外侧的功能键4或进行手指之间相对运动时，手指环上的发电机可以开始工作，供应手指传感器5的用电。手指传感器5可以接收手指的运动信息，比如操作游戏目标中的手拿起绳子进行打结。手指传感器5也可以联合作用，比如可以两个手指从闭合到张开可以使上位机8的画面局部放大看的更清楚。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种动作识别与控制掌环，其特征在于，包括微处理器、通信模块、用于识别手掌运动路线的手掌传感器和用于穿套于人体手掌上的掌环；

所述微处理器、通信模块、手掌传感器设置于所述掌环上；所述通信模块、手掌传感器分别电性连接所述微处理器；

所述掌环上还设置有按键,所述按键与所述微处理器通信连接。

2.如权利要求1所述的动作识别与控制掌环，其特征在于：所述掌环上设置有按键座，所述按键座上固定安装所述按键。

3.如权利要求2所述的动作识别与控制掌环，其特征在于：所述按键包括“上、下、左、右”四个按键，“上、下、左、右”四个按键设置在所述按键座上。

4.如权利要求2所述的动作识别与控制掌环，其特征在于：所述按键座位于掌环外侧面，所述掌环穿套于人体手掌上后，所述按键座处于大拇指能触碰到的位置。

5.如权利要求1所述的动作识别与控制掌环，其特征在于：还包括主控板，该主控板上固定安装所述微处理器、手掌传感器、通信模块。

6.如权利要求1所述的动作识别与控制掌环，其特征在于：还包括用于识别手指运动路线的手指传感器，所述手指传感器与所述微处理器通信连接。

7.如权利要求6所述的动作识别与控制掌环，其特征在于：还包括手指环，所述手指环上固定安装有所述手指传感器。

8.如权利要求1所述的动作识别与控制掌环，其特征在于：所述按键位于掌环外侧面，掌环穿套于人体手掌上后，所述按键处于食指或中指或无名指或小指能触碰到的位置。

9.如权利要求1所述的动作识别与控制掌环，其特征在于：所述通信模块为蓝牙模块。

10.如权利要求1所述的动作识别与控制掌环，其特征在于：所述掌环为硬弹性制的带状，带状两端通过搭扣机构连接成环状，或者，带状两端通过弹性材料连接成环状。