CN108523281B - 用于虚拟现实系统的手套外设、方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用于虚拟现实系统的手套外设、方法、装置及系统，属于虚拟现实领域。手套外设包括：手套本体、压电感应单元和处理单元；手套本体包括：手掌部分和与手掌部分相连的n个手指指套，n为正整数；压电感应单元包括：第一压电单元和/或第二压电单元，第一压电单元设置于手掌部分处，第二压电单元设置于至少一个手指指套处；每个压电感应单元与处理单元通过导线相连；由于是通过设置在手掌部分的掌纹折痕处或至少一个手指指套的指节折痕处的压电感应单元来感应触觉压力的，避免了需要摄像头对手势进行拍摄时而导致拍摄死角的问题，使得在任何场景下均能采集到用户的手势数据，从而保证手势的正常识别。

Description

用于虚拟现实系统的手套外设、方法、装置及系统

技术领域

本发明实施例涉及虚拟现实(Virtual Reality，VR)领域，特别涉及一种用于虚拟现实系统的手套外设、方法、装置及系统。

背景技术

在VR系统中，要求对用户的手部动作进行捕捉得到一个手势，并将该手势进行识别，从而实现对该手势的还原或响应。

目前在三维虚拟环境中，对用户的手势进行识别主要采用如下方法：通过摄像头对用户的手部动作进行拍摄，根据摄像头拍摄到的图像，采用相应的图像识别原理实现对手势的识别。比如，结构光(英文：Structure Light)技术、光飞时间(英文：Time ofFlight)技术和多角成像(英文：Multi-camera)技术这三种主流的技术均采用上述图像识别原理对手势进行识别。

但是，由于上述方法均依赖于摄像头的拍摄，使得上述方法均受限于摄像头本身的角度限制而无法正常使用，比如将摄像头佩戴在用户头部上方，摄像头只能拍摄到用户前方的区域，无法拍摄到用户手臂在体侧或体后挥动时的手部动作；又比如将摄像头放置在固定位置上，当用户背对该摄像头时仍然存在无法拍摄到用户的手部动作的情况。

发明内容

为了解决由于摄像头的拍摄角度限制导致无法正常识别手势的问题，本发明实施例提供了一种用于虚拟现实系统的手套外设、方法、装置及系统。所述技术方案如下：

第一方面，提供了一种用于虚拟现实系统的手套外设，所述手套外设包括：手套本体、压电感应单元和处理单元；

所述手套本体包括：手掌部分和与所述手掌部分相连的n个手指指套，n为正整数；

所述压电感应单元包括：第一压电感应单元和/或第二压电感应单元，所述第一压电感应单元设置于所述手掌部分的掌纹折痕处，所述第二压电感应单元设置于至少一个所述手指指套的指节折痕处；

每个所述压电感应单元与所述处理单元通过导线相连。

第二方面，提供了一种手势识别方法，应用于如第一方面所述的手套外设中，所述方法包括：

所述压电感应单元感应所述掌纹折痕处或所述指节折痕处的触觉压力，所述触觉压力为所述掌纹折痕处或所述指节折痕处在弯曲时对所述压电感应单元中的压电材料所产生的压力；

所述压电感应单元确定与所述触觉压力对应的电信号，所述电信号用于指示所述压电材料的电阻值和/或电压值；

所述压电感应单元将所述电信号发送至所述处理单元；

所述处理单元根据所述压电感应单元发送的所述电信号，确定与所述电信号对应的弯曲数据，所述弯曲数据用于表示与所述压电感应单元对应的所述掌纹折痕处或所述指节折痕处的弯曲程度和/或弯曲方向；

所述处理单元根据所述弯曲数据得到第一手势数据，所述第一手势数据用于表示所述手套本体的当前手势形状。

第三方面，提供了一种手势识别方法，应用于与如第一方面所述的手套外设相连的虚拟现实主机中，所述方法包括：

接收所述处理单元上报的第一手势数据，所述第一手势数据用于表示所述手套本体的当前手势形状；

在所述第一手势数据与第二手势数据匹配时，执行所述第二手势数据对应的操作指令，所述虚拟现实主机存储有所述第二手势数据与操作指令的对应关系。

第四方面，提供了一种手势识别装置，应用于与如第一方面所述的手套外设相连的虚拟现实主机中，所述装置包括：

接收模块，用于接收所述处理单元上报的第一手势数据，所述第一手势数据用于表示所述手套本体的当前手势形状；

执行模块，用于在所述第一手势数据与第二手势数据匹配时，执行所述第二手势数据对应的操作指令，所述虚拟现实主机存储有所述第二手势数据与操作指令的对应关系。

第五方面，提供了一种手势识别系统，所述手势识别系统包括：

所述手套外设包括如第一方面所述的手套外设；

所述虚拟现实主机包括如第四方面所述的装置。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

通过在手掌部分的掌纹折痕处设置第一压电感应单元，在至少一个手指指套的指节折痕处设置第二压电感应单元，使得当用户的手指或手掌进行弯曲时，压电感应单元能够感应到掌纹折痕处或指节折痕处的触觉压力，根据触觉压力确定对应的电信号，将电信号发送给处理单元；对应的，处理单元根据接收到的各个压电感应单元的电信号得到与手套本体对应的第一手势数据；避免了需要摄像头对手势进行拍摄时而导致拍摄死角的问题，使得在任何场景下均能采集到用户的手势数据，从而保证手势的正常识别。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一个实施例提供的虚拟现实系统的结构示意图；

图2是本发明一个实施例提供的第一压电感应单元122设置于手掌部分112处的掌纹折痕处的设置方法的示意图；

图3是本发明一个实施例提供的第二压电感应单元124设置于手指指套114处的指节折痕处的设置方法的示意图；

图4是本发明一个实施例提供的第二压电感应单元124设置于手指指套114处的指节折痕处的设置方法的示意图；

图5是本发明一个实施例提供的虚拟现实系统所涉及的压电效应原理；

图6是本发明一个实施例提供的手势识别方法涉及的一种用户手势的示意图；

图7是本发明一个实施例提供的手势识别方法的流程图；

图8是本发明另一个实施例提供的手势识别方法的流程图；

图9是本发明一个实施例提供的手势识别方法涉及的虚拟现实主机创建虚拟手势图像的示意图；

图10是本发明一个实施例提供的手势识别装置的结构示意图；

图11是本发明一个实施例提供的终端的框图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

请参考图1，其示出了本发明一个实施例提供的虚拟现实系统的结构示意图。该虚拟现实系统包括：手套外设100和虚拟现实主机200，手套外设100与虚拟现实主机200相连。

该手套外设100用于在虚拟现实系统中感应手势，该手套外设100包括：手套本体110、压电感应单元120和处理单元130。

手套本体110包括：手掌部分112和与手掌部分112相连的n个手指指套114，n为正整数。

可选的，n为5，5个手指指套114分别对应于人的五根手指，包括拇指、食指、中指、无名指和小指。

压电感应单元120包括：第一压电感应单元122和/或第二压电感应单元124，第一压电感应单元122设置于手掌部分112处的掌纹折痕处，第二压电感应单元124设置于至少一个手指指套114的指节折痕处。

可选的，手掌部分112包括x个掌纹折痕处，x为正整数，手掌部分的至少一个掌纹折痕处设置有第一压电感应单元122。

通常，人的手掌的掌面包括3个明显的掌纹折痕处，当人的手部进行弯曲时，这3个掌纹折痕处会产生对应的掌纹折痕，其中两个相邻的掌纹折痕处近似为横向的，位于手掌中靠近手指根部的区域；另外一个掌纹折痕处近似为纵向的，位于手掌中靠近手腕的区域。其中，纵向是指人的手指所指向的方向，对应的，横向是指在手掌掌面所在的平面上与人的手指所指向的方向垂直的方向。本实施例以在手掌部分的相邻的两个横向的掌纹折痕处共享同一个第一压电感应单元122，另外一个纵向的掌纹折痕处单独设置有一个第一压电感应单元122为例进行说明。

可选的，手指指套114包括m个指节，m为2或3，至少一个手指指套114的至少一个指节处设置有第二压电感应单元124。

通常，在人的五根手指中，拇指包括两节指骨，分别为近节指骨和末节指骨，除拇指以外的其他四根手指均包括三节指骨，分别为近节指骨、中节指骨和末节指骨，其中近节指骨是指手指中与手掌的掌骨相连的指骨，末节指骨是指上面存在指甲的指骨。其中，两节指骨之间通过1个指节相连，指骨与掌骨之间通过1个指节相连，即拇指包括2个指节，其他四根手指包括3个指节。

需要说明的是，除拇指以外的其他四根手指中，连接指骨与掌骨之间的指节为第一指节，连接近节指骨与中节指骨之间的指节为第二指节，连接中节指骨与末节指骨之间的指节为第三指节；拇指中，连接指骨与掌骨之间的指节为第一指节，连接近节指骨与末节指骨之间的指节为第二指节。

可选的，本实施例以5个手指指套114的每个指节均设置1个第二压电感应单元124为例进行说明，即5个手指指套114中一共设置有14个第二压电感应单元124。

需要说明的是，第二压电感应单元124可以设置于手面上的至少一个手指指套114的指节折痕处，也可以设置于手背上的至少一个手指指套114的指节折痕处，本实施例对此不加以限定，均以设置在手面上为例来举例说明。

每个压电感应单元120与处理单元130通过导线140相连。

通常，每个压电感应单元120将感应到的掌纹折痕处或指节折痕处的触觉压力转化为电信号，并向处理单元130发送该电信号，处理单元130根据各个压电感应单元120发送的电信号，确定每个电信号对应的弯曲数据；并根据各个弯曲数据得到与手套本体的当前手势形状对应的第一手型数据，在处理单元130得到第一手型数据后，将该第一手型数据发送至该虚拟现实主机200。

虚拟现实主机200可以是用于构建和显示三维虚拟环境的设备。该虚拟现实主机200通常是一台具有图形处理能力和三维建模能力的主机。可选地，该虚拟现实主机200还可以采用游戏主机、智能手机、平板电脑、个人电脑、智能电视等的终端来实现。虚拟现实主机200中包括中央处理单元和显示单元，中央处理单元用于建模三维虚拟环境、生成三维虚拟环境所对应的显示画面、生成三维虚拟环境中的虚拟物体等。中央处理单元接收手套外设100上报的第一手势数据，在第一手势数据与第二手势数据匹配时，执行第二手势数据对应的操作指令；并根据第一手势数据，在虚拟场景中创建与第一手势数据对应的虚拟手势图像或三维手部模型，使得显示单元显示对应的虚拟手势图像或三维手部模型。中央处理单元通常由设置在电路板上的处理器、存储器、图像处理单元等电子器件实现。

比如，虚拟现实主机200中存储有第二手势数据与操作指令的对应关系，即在用户戴上手套外设100后，当用户做出了与第二手势数据匹配的手势时，虚拟现实主机200执行与该手势对应的预设操作指令。

综上所述，本实施例通过在手掌部分的掌纹折痕处设置第一压电感应单元，在至少一个手指指套的指节折痕处设置第二压电感应单元，使得当用户的手指或手掌进行弯曲时，压电感应单元能够感应到掌纹折痕处或指节折痕处的触觉压力，根据触觉压力确定对应的电信号，将电信号发送给处理单元；对应的，处理单元根据接收到的各个压电感应单元的电信号得到与手套本体对应的第一手势数据；避免了需要摄像头对手势进行拍摄时而导致拍摄死角的问题，使得在任何场景下均能采集到用户的手势数据，从而保证手势的正常识别。

需要说明的是，如图2所示，第一压电感应单元122设置于手掌部分112处的掌纹折痕处的设置方法包括但不限于以下几种：

在一种可能的实现方式中，如图2中的(a)所示，手套本体110的手掌部分112包括3个掌纹折痕处，手掌部分112的每个掌纹折痕处设置有1个第二压电感应单元124，即手掌部分112中一共设置有3个第一压电感应单元122。

在另一种可能的实现方式中，如图2中的(b)所示，手套本体110的手掌部分112中两个横向的掌纹折痕处距离较近，这两个掌纹折痕处可共享一个第一压电感应单元122，即手掌部分112中靠近手指根部的区域横向设置1个第一压电感应单元122，靠近手腕的区域纵向设置1个第一压电感应单元122，则一共设置有2个第一压电感应单元122。

第二压电感应单元124设置于至少一个手指指套114的指节折痕处的设置方法包括但不限于以下几种：

在一种可能的实现方式中，存在至少一个手指指套114的每个指节折痕处均设置有各自的第二压电感应单元124；如图3中的(a)所示，手套本体110的5个手指指套114的每个指节均设置1个第二压电感应单元124，则一共设置14个第二压电感应单元124。

在另一种可能的实现方式中，存在至少一个手指指套114包括相邻的两个指节折痕处，相邻的两个指节折痕处共享同一个第二压电感应单元124；如图3中的(b)所示，手套本体110中拇指对应的手指指套114中相邻的两个指节折痕处共享同一个第二压电感应单元124，食指和中指对应的手指指套114中相邻的两个指节折痕处共享同一个第二压电感应单元124，剩余的一个指节折痕处单独设置第二压电感应单元124，无名指和小指对应的手指指套114的每个指节折痕处均设置有各自的第二压电感应单元124，则一共设置11个第二压电感应单元124。

在另一种可能的实现方式中，存在至少一个手指指套114包括三个指节折痕处，在三个指节折痕处中相邻的两个指节折痕处共享同一个第二压电感应单元124，剩余的一个指节折痕处不设置第二压电感应单元124或者单独设置有第二压电感应单元124；如图4中的(a)所示，手套本体110中拇指对应的手指指套114的每个指节折痕处均设置有各自的第二压电感应单元124，食指、中指、无名指和小指对应的手指指套114中相邻的两个指节折痕处共享同一个第二压电感应单元124，其中，食指、无名指和小指对应的手指指套114中剩余的一个指节折痕处单独设置第二压电感应单元124，中指对应的手指指套114中剩余的一个指节折痕处不设置第二压电感应单元124，则一共设置9个第二压电感应单元124。

在另一种可能的实现方式中，存在至少一个手指指套114包括三个指节折痕处，三个指节折痕处共享同一个第二压电感应单元124；如图4中的(b)所示，手套本体110中拇指对应的手指指套114的每个指节折痕处均设置有各自的第二压电感应单元124，食指、中指、无名指和小指对应的手指指套114中，每个手指指套114的三个指节折痕处共享同一个第二压电感应单元124，则一共设置6个第二压电感应单元124。

其中，图2所示的第一压电感应单元122的设置方法与图3或图4所示的第二压电感应单元124的设置方法能够两两结合实现，本实施例对此不加以限定。

基于图1所提供的虚拟现实系统的架构，下面具体介绍该虚拟现实系统中的压电感应单元120和处理单元130。

压电感应单元120，用于感应掌纹折痕处或指节折痕处的触觉压力，触觉压力为掌纹折痕处或指节折痕处在弯曲时对压电感应单元中的压电材料所产生的压力；确定与触觉压力对应的电信号，电信号用于指示压电材料的电阻值和/或电压值；将电信号发送至处理单元。

可选的，压电感应单元120中的压电材料包括压电材料片；可选的，压电材料片为陶瓷片。

比如，一个压电感应单元120包括一块压电材料片，该块压电材料片设置于手掌部分112的掌纹折痕处或设置于至少一个手指指套114的指节折痕处。

又比如，一个压电感应单元120包括两块压电材料片，这两块压电材料片分别设置于手掌部分112的掌纹折痕处的两侧或设置于至少一个手指指套114的指节折痕处的两侧。

可选的，压电感应单元内设置有参数测量单元，压电感应单元还用于通过参数测量单元将触觉压力转化为对应的电信号。

其中，参数测量单元包括电阻测量单元和/或电压测量单元；本实施例对电信号的类型和测量电信号的设备不加以限定。

可选的，在手掌部分112或手指指套114上的压电感应单元120感应到相应的触觉压力时，根据压电效应原理会产生与该触觉压力对应的电阻值和电压值，因此压电感应单元120通过参数测量单元将产生的电阻值和/或电压值进行测量并记录。

比如，当每个压电感应单元120内设置有电压测量单元时，结合参考图5，该压电效应原理为：当压电感应单元120中的压电材料10在沿一定方向上受到外力的作用而变形时，其内部会产生极化现象，同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷，内设的电压测量单元测量到此时的电压为0.5mV；当作用力的方向改变时，电荷的极性也随之改变，内设的电压测量单元测量到此时的电压为-0.5mV。

可选的，一个压电感应单元120在确定与触觉压力对应的电信号之后，向处理单元130发送该电信号。

处理单元130，用于根据压电感应单元发送的电信号，确定与电信号对应的弯曲数据，弯曲数据用于表示与压电感应单元对应的掌纹折痕处或指节折痕处的弯曲程度和/或弯曲方向；根据弯曲数据得到第一手势数据，第一手势数据用于表示手套本体110的当前手势形状。

可选的，处理单元130根据与每个压电感应单元连接的导线的引脚标号，确定出每个压电感应单元发送的电信号；其中，该引脚标号用于标识压电感应单元。

可选的，如表一所示，手套本体110上一共设置有8个压电感应单元，处理单元130中存储有各个引脚标号与压电感应单元的位置的对应关系；比如，引脚标号“11”表示该压电感应单元120在拇指的第一指节处；又比如，引脚标号“61”表示该压电感应单元120在手掌部分112的第一掌纹折痕处(即手掌掌面中靠近手指根部的掌纹折痕)。

表一

引脚标号	位置	引脚标号	位置
				11	拇指的第一指节	41	无名指的第一指节
12	拇指的第二指节	51	小指的第一指节
				21	食指的第一指节	61	第一掌纹折痕处
31	中指的第一指节	62	第二掌纹折痕处

在一种可能的实现方式中，处理单元130不需要预先存储有各个引脚标号与压电感应单元的位置的对应关系，处理单元130接收压电感应单元120同时发送的单元标识与电信号，单元标识用于标识压电感应单元120；根据至少一个单元标识以及与单元标识对应的电信号，确定与电信号对应的弯曲数据。

可选的，处理单元130还存储有电信号与弯曲数据的对应关系，处理单元130可以根据电信号确定对应的弯曲数据，再根据与手掌部分112对应的各个弯曲数据和与手指指套114对应的各个弯曲数据，得到与手套本体110的对应的第一手势数据。

可选的，弯曲数据包括弯曲程度和弯曲方向。弯曲方向包括向手心方向弯曲或向手背方向弯曲，弯曲程度用曲率来表示。本实施例对弯曲数据的具体形式不加以限定，比如弯曲数据还可以仅包括弯曲程度，或者，弯曲程度还可以不用曲率表示而用等级来表示等等。

通常情况下，手指指套的指节折痕处或手掌部分的掌纹折痕处的弯曲方向是向手心方向弯曲，可选的，弯曲方向预先设置为向手心方向弯曲，此时弯曲数据包括弯曲程度。在一种可能的实现方式中，如表二所示，处理单元130中存储有电信号与弯曲程度的对应关系；当电信号为D1时，对应的弯曲程度用曲率S1表示；当电信号为D2时，对应的弯曲程度用曲率S2表示；当电信号为D3时，对应的弯曲程度用曲率S3表示；当电信号为D4时，对应的弯曲程度用曲率S4表示；当电信号为D5时，对应的弯曲程度用曲率S5表示；当电信号为D6时，对应的弯曲程度用曲率S6表示，其中，曲率S1表示不弯曲，曲率S6表示完全弯曲，曲率的标号越大表示弯曲程度越大。本实施例以表二中的电信号与弯曲程度的对应关系为例进行说明，本实施例对电信号与弯曲程度的对应关系的设置方式不加以限定。

表二

电信号	弯曲程度
		D1	S1
D2	S2
		D3	S3
D4	S4
		D5	S5
D6	S6

在一个示例性的例子中，手套本体110上一共设置有6个压电感应单元，每个手指指套114上的各个指节折痕处均设置有各自的压电感应单元，手掌部分112的掌纹折痕处设置有一个压电感应单元。结合上述表二，请参考图6，当用户做出如图6所示的手势时，即拇指不弯曲，除拇指以外的其他四根手指向手心方向完全弯曲，手掌部分112的掌纹折痕处不弯曲，则处理单元130接收到设置于拇指上的压电感应单元发送的电信号D1，确定该压电感应单元的弯曲程度为S1，接收到设置于除拇指以外的其他四根手指的压电感应单元发送的电信号均为D6，确定其他各个压电感应单元的弯曲程度为S6，接收到设置于掌纹折痕处的压电感应单元发送的电信号为D1，确定该压电感应单元的弯曲程度为S1；处理单元130根据与拇指对应的弯曲程度S1、与食指、中指、无名指和小指对应的弯曲程度S6和与掌纹折痕处对应的弯曲程度S1，得到与手套本体110的对应的第一手势数据，该第一手势数据用于表示手套本体110的当前手势形状，即手指指套114中拇指不弯曲，除拇指以外的其他四根手指向手心方向完全弯曲，手掌部分112的掌纹折痕处不弯曲。

手套外设100还包括通信单元，通信单元与处理单元130相连，处理单元130，还用于通过通信单元向虚拟现实主机200上报第一手势数据。

其中，通信单元包括蓝牙组件、无线保真WIFI组件、紫蜂Zigbee组件、通用串行总线USB组件和通用异步收发传输器UART组件中的任意一种。

可选地，处理单元130通过通信单元，根据相应的无线蓝牙技术、WIFI技术或者数据传输线与虚拟现实主机200建立通信。

综上所述，本实施例通过在手掌部分的掌纹折痕处设置第一压电感应单元，在至少一个手指指套的指节折痕处设置第二压电感应单元，使得当用户的手指或手掌进行弯曲时，压电感应单元能够感应到掌纹折痕处或指节折痕处的触觉压力，根据触觉压力确定对应的电信号，将电信号发送给处理单元；对应的，处理单元根据接收到的各个压电感应单元的电信号得到与手套本体对应的第一手势数据；避免了需要摄像头对手势进行拍摄时而导致拍摄死角的问题，使得在任何场景下均能采集到用户的手势数据，从而保证手势的正常识别。

本实施例还通过手掌部分包括x个掌纹折痕处，手掌部分的至少一个掌纹折痕处设置有第一压电感应单元，手指指套包括m个指节折痕处，至少一个手指指套的至少一个指节折痕处设置有第二压电感应单元；由于在人的手部的各个指节中均可以设置有压电感应单元，使得能够根据需要设置压电感应单元，设置方式多样化。

请参考图7，其示出了本发明一个示例性实施例提供的手势识别方法的流程图。本实施例以该手势识别方法应用于如图1所示的手套外设100中来举例说明。该手势识别方法包括以下步骤：

步骤701，压电感应单元感应掌纹折痕处或指节折痕处的触觉压力，触觉压力为掌纹折痕处或指节折痕处在弯曲时对压电感应单元中的压电材料所产生的压力。

步骤702，压电感应单元确定与触觉压力对应的电信号，电信号用于指示压电材料的电阻值和/或电压值。

步骤703，压电感应单元将电信号发送至处理单元。

步骤704，处理单元根据压电感应单元发送的电信号，确定与电信号对应的弯曲数据，弯曲数据用于表示与压电感应单元对应的掌纹折痕处或指节折痕处的弯曲程度和/或弯曲方向。

步骤705，处理单元根据弯曲数据得到第一手势数据，第一手势数据用于表示手套本体的当前手势形状。

综上所述，本实施例通过在手掌部分的掌纹折痕处设置第一压电感应单元，在至少一个手指指套的指节折痕处设置第二压电感应单元，使得当用户的手指或手掌进行弯曲时，压电感应单元能够感应到掌纹折痕处或指节折痕处的触觉压力，根据触觉压力确定对应的电信号，将电信号发送给处理单元；对应的，处理单元根据接收到的各个压电感应单元的电信号得到与手套本体对应的第一手势数据；避免了需要摄像头对手势进行拍摄时而导致拍摄死角的问题，使得在任何场景下均能采集到用户的手势数据，从而保证手势的正常识别。

由于压电感应单元包括：第一压电感应单元和/或第二压电感应单元，该第一压电感应单元设置于手掌部分处，该第二压电感应单元设置于至少一个手指指套处，针对不同的压电感应单元类型存在不同的手势识别方法，因此，根据第一压电感应单元和第二压电感应单元将上述的参数分成两大类，触觉压力包括第一触觉压力和第二触觉压力，电信号包括第一电信号和第二电信号，弯曲数据包括第一弯曲数据和第二弯曲数据，其中，第一压电感应单元对应于第一触觉压力、第一单元标识、第一电信号和第一弯曲数据，第二压电感应单元对应于第二触觉压力、第二单元标识、第二电信号和第二弯曲数据，请参考图8。

图8示出了本发明另一个示例性实施例提供的手势识别方法的流程图。本实施例以该手势识别方法应用于如图1所示的虚拟现实系统中来举例说明。该手势识别方法包括以下步骤：

步骤801，第一压电感应单元感应手掌部分的第一触觉压力。

其中，第一触觉压力为手掌部分弯曲时对第一压电感应单元中的压电材料所产生的压力。

步骤802，第一压电感应单元确定与第一触觉压力对应的第一电信号。

其中，第一电信号包括电阻值和/或电压值。

步骤803，第一压电感应单元向处理单元发送第一电信号。

对应的，处理单元接收第一压电感应单元发送的第一电信号。

步骤804，第二压电感应单元感应手指指套的第二触觉压力。

其中，第二触觉压力为手指指套弯曲时对第二压电感应单元中的压电材料所产生的压力；

步骤805，第二压电感应单元确定与第二触觉压力对应的第二电信号。

其中，第二电信号包括电阻值和/或电压值；

步骤806，第二压电感应单元向处理单元发送第二电信号；

对应的，处理单元接收第二压电感应单元发送的第二电信号。

需要说明的是，步骤801至步骤803与步骤804至步骤806可以并列执行。

步骤807，处理单元判断压电感应单元的类型是否为第一压电感应单元。

可选的，处理单元在确定压电感应单元的类型为第一压电感应单元，执行步骤808；处理单元在确定压电感应单元的类型为第二压电感应单元，执行步骤809。

步骤808，处理单元在压电感应单元的类型为第一压电感应单元时，根据第一对应关系确定与第一电信号对应的第一弯曲数据，第一对应关系为手掌部分的第一弯曲数据和第一电信号的对应关系。

可选的，处理单元预先存储有第一弯曲数据和第一电信号的对应关系，根据第一电信号，查找到与该第一电信号对应的第一弯曲数据。本实施例对第一弯曲数据的确定方式不加以限定。

步骤809，处理单元在压电感应单元的类型为第二压电感应单元时，根据第二对应关系确定与第二电信号对应的第二弯曲数据，第二对应关系为手掌部分的第二弯曲数据和第二电信号的对应关系。

可选的，处理单元预先存储有第二弯曲数据和第二电信号的对应关系，根据第二电信号，查找到与该第二电信号对应的第二弯曲数据。本实施例对第二弯曲数据的确定方式不加以限定。

步骤810，处理单元根据第一弯曲数据和/或第二弯曲数据，得到第一手势数据。

其中，第一手势数据用于表示手套本体的当前手势形状。

可选的，处理单元在第一压电感应单元所对应的位置上，根据第一压电感应单元的第一弯曲数据确定该位置上手指指套的第一形状；和/或，处理单元在第二压电感应单元所对应的位置上，根据第二压电感应单元的第二弯曲数据确定该位置上手掌部分的第二形状，处理单元根据n个手指指套的第一形状和手掌部分的第二形状，确定与手套本体的当前手势形状对应的第一手势数据。

步骤811，处理单元向虚拟现实主机上报第一手势数据。

其中，虚拟现实主机用于在第一手势数据与第二手势数据匹配时，执行第二手势数据对应的操作指令，虚拟现实主机存储有第二手势数据与操作指令的对应关系。

步骤812，虚拟现实主机接收处理单元上报的第一手势数据。

步骤813，虚拟现实主机根据第一手势数据，在虚拟场景中创建与第一手势数据对应的虚拟手势图像或三维手部模型。

可选的，该虚拟手势对象具有与该第一手势数据对应的形状，以便用户可以通过虚拟现实主机的显示屏观察到手部的当前手势形状。

步骤814，虚拟现实主机在第一手势数据与第二手势数据匹配时，执行第二手势数据对应的操作指令。

其中，虚拟现实主机存储有第二手势数据与操作指令的对应关系。

在一种可能的实现方式中，虚拟现实主机判断第一手势数据与第二手势数据是否匹配，若匹配，则执行第二手势数据对应的操作指令。

在另一种可能的实现方式中，虚拟现实主机预先根据第二手势数据确定与第二手势数据对应的预设手势图像，在创建与第一手势数据对应的虚拟手势图像之后，虚拟现实主机判断该虚拟手势图像与预设手势图像是否匹配，若匹配，则执行第二手势数据对应的操作指令。

需要说明的是，步骤814与步骤813可以并列执行。

比如，如图9所示，在用户戴上手套外设后，当用户做出了如图9所示的手势时，虚拟现实主机200在虚拟场景中创建与第一手势数据对应的三维手部模型，并在确定与该手势对应的第一手势数据与预设的第二手势数据匹配时，执行第二手势数据对应的操作指令。

综上所述，本实施例通过在手掌部分的掌纹折痕处设置第一压电感应单元，在至少一个手指指套的指节折痕处设置第二压电感应单元，使得当用户的手指或手掌进行弯曲时，压电感应单元能够感应到掌纹折痕处或指节折痕处的触觉压力，根据触觉压力确定对应的电信号，将电信号发送给处理单元；对应的，处理单元根据接收到的各个压电感应单元的电信号得到与手套本体对应的第一手势数据；避免了需要摄像头对手势进行拍摄时而导致拍摄死角的问题，使得在任何场景下均能采集到用户的手势数据，从而保证手势的正常识别。

本实施例还通过虚拟现实主机接收处理单元上报的第一手势数据，在第一手势数据与第二手势数据匹配时，执行第二手势数据对应的操作指令；使得当用户做出预定的手部动作时，即虚拟现实主机确定第一手势数据与第二手势数据匹配时，能够激活对应的操作，实现用户希望的特定功能。

本实施例还通过虚拟现实主机根据第一手势数据，在虚拟场景中创建与第一手势数据对应的虚拟手势图像或三维手部模型；使得当用户做出手部动作时，虚拟现实主机能够在显示屏上显示出与该手部动作对应的虚拟手势对象，方便用户在虚拟场景中直观地观察到自身的当前手势形状。

下述为本发明装置实施例，可以用于执行本发明方法实施例。对于本发明装置实施例中未披露的细节，请参照本发明方法实施例。

请参考图10，其示出了本发明一个实施例提供的手势识别装置的结构框图。本实施例以该手势识别装置应用于图1所示的虚拟现实系统中来举例说明。该手势识别装置，包括：

接收模块1020，用于接收处理单元上报的第一手势数据，第一手势数据用于表示手套本体的当前手势形状；

执行模块1040，用于在第一手势数据与第二手势数据匹配时，执行第二手势数据对应的操作指令，虚拟现实主机存储有第二手势数据与操作指令的对应关系。

该装置，还包括：

创建模块1060，用于根据第一手势数据，在虚拟场景中创建与第一手势数据对应的虚拟手势图像或三维手部模型。

综上所述，本实施例通过虚拟现实主机接收处理单元上报的第一手势数据，在第一手势数据与第二手势数据匹配时，执行第二手势数据对应的操作指令；使得当用户做出预定的手部动作时，即虚拟现实主机确定第一手势数据与第二手势数据匹配时，能够激活对应的操作，实现用户希望的特定功能。

本发明一个实施例提供了一种虚拟现实系统，该虚拟现实系统包括：手套外设和虚拟现实主机。

该手套外设包括如图1至图9任一所提供的手套外设；

该虚拟现实主机包括如图10所提供的装置。

请参考图11，其示出了本发明一个实施例提供的终端1100的框图。该终端1100可以是上述实施例所提供的虚拟现实主机，该终端1100与手套外设相连。具体来讲：终端1100可以包括RF(Radio Frequency，射频)电路1110、包括有一个或一个以上计算机可读存储介质的存储器1120、输入单元1130、显示单元1140、传感器1150、音频电路1160、WiFi(wireless fidelity，无线保真)模块1170、包括有一个或者一个以上处理核心的处理器1180、以及电源1190等部件。本领域技术人员可以理解，图11中示出的设备结构并不构成对设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。其中：

RF电路1110可用于收发信息或通话过程中，信号的接收和发送，特别地，将基站的下行信息接收后，交由一个或者一个以上处理器1180处理；另外，将涉及上行的数据发送给基站。通常，RF电路1110包括但不限于天线、至少一个放大器、调谐器、一个或多个振荡器、用户身份模块(SIM)卡、收发信机、耦合器、LNA(Low Noise Amplifier，低噪声放大器)、双工器等。此外，RF电路1110还可以通过无线通信与网络和其他设备通信。无线通信可以使用任一通信标准或协议，包括但不限于GSM(Global System of Mobile communication，全球移动通讯系统)、GPRS(General Packet Radio Service，通用分组无线服务)、CDMA(CodeDivision Multiple Access，码分多址)、WCDMA(Wideband Code Division MultipleAccess,宽带码分多址)、LTE(Long Term Evolution,长期演进)、电子邮件、SMS(ShortMessaging Service，短消息服务)等。存储器1120可用于存储软件程序以及模块。处理器1180通过运行存储在存储器1120的软件程序以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理。存储器1120可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据终端1100的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器1120可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。相应地，存储器1120还可以包括存储器控制器，以提供处理器1180和输入单元1130对存储器1120的访问。

输入单元1130可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与用户设置以及功能控制有关的键盘、鼠标、操作杆、光学或者轨迹球信号输入。具体地，输入单元1130可包括触敏表面1131以及其他输入设备1132。触敏表面1131，也称为触摸显示屏或者触控板，可收集用户在其上或附近的触摸操作(比如用户使用手指、触笔等任何适合的物体或附件在触敏表面1131上或在触敏表面1131附近的操作)，并根据预先设定的程式驱动相应的连接装置。可选地，触敏表面1131可包括触摸检测装置和触摸控制器两个部分。其中，触摸检测装置检测用户的触摸方位，并检测触摸操作带来的信号，将信号传送给触摸控制器；触摸控制器从触摸检测装置上接收触摸信息，并将它转换成触点坐标，再送给处理器1180，并能接收处理器1180发来的命令并加以执行。此外，可以采用电阻式、电容式、红外线以及表面声波等多种类型实现触敏表面1131。除了触敏表面1131，输入单元1130还可以包括其他输入设备1132。具体地，其他输入设备1132可以包括但不限于物理键盘、功能键(比如音量控制按键、开关按键等)、轨迹球、鼠标、操作杆等中的一种或多种。

显示单元1140可用于显示由用户输入的信息或提供给用户的信息以及设备110的各种图形用户接口，这些图形用户接口可以由图形、文本、图标、视频和其任意组合来构成。显示单元1140可包括显示面板1141，可选地，可以采用LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示器)、OLED(Organic Light-Emitting Diode,有机发光二极管)等形式来配置显示面板1141。进一步的，触敏表面1131可覆盖在显示面板1141之上，当触敏表面1131检测到在其上或附近的触摸操作后，传送给处理器1180以确定触摸事件的类型，随后处理器1180根据触摸事件的类型在显示面板1141上提供相应的视觉输出。虽然在图11中，触敏表面1131与显示面板1141是作为两个独立的部件来实现输入和输入功能，但是在某些实施例中，可以将触敏表面1131与显示面板1141集成而实现输入和输出功能。

终端1100还可包括至少一种传感器1150，比如光传感器、运动传感器以及其它传感器。具体地，光传感器可包括环境光传感器及接近传感器，其中，环境光传感器可根据环境光线的明暗来调节显示面板1141的亮度，接近传感器可在终端1100移动到耳边时，关闭显示面板1141和/或背光。作为运动传感器的一种，重力加速度传感器可检测各个方向上(一般为三轴)加速度的大小，静止时可检测出重力的大小及方向，可用于识别手机姿态的应用(比如横竖屏切换、相关游戏、磁力计姿态校准)、振动识别相关功能(比如计步器、敲击)等；至于终端1100还可配置的陀螺仪、气压计、湿度计、温度计、红外线传感器等其它传感器，在此不再赘述。

音频电路1160、扬声器1121，传声器1122可提供用户与终端1100之间的音频接口。音频电路1160可将接收到的音频数据转换后的电信号，传输到扬声器1121，由扬声器1121转换为声音信号输出；另一方面，传声器1122将收集的声音信号转换为电信号，由音频电路1160接收后转换为音频数据，再将音频数据输出处理器1180处理后，经RF电路1110以发送给另一设备，或者将音频数据输出至存储器1120以便进一步处理。音频电路1160还可能包括耳塞插孔，以提供外设耳机与终端1100的通信。

WiFi属于短距离无线传输技术，终端1100通过WiFi模块1170可以帮助用户收发电子邮件、浏览网页和访问流式媒体等，它为用户提供了无线的宽带互联网访问。虽然图11示出了WiFi模块1170，但是可以理解的是，其并不属于终端1100的必须构成，完全可以根据需要在不改变发明的本质的范围内而省略。

处理器1180是终端1100的控制中心，利用各种接口和线路连接整个设备的各个部分，通过运行或执行存储在存储器1120内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器1120内的数据，执行终端1100的各种功能和处理数据，从而对设备进行整体监控。可选地，处理器1180可包括一个或多个处理核心；可选地，处理器1180可集成应用处理器和调制解调处理器，其中，应用处理器主要处理操作系统、用户界面和应用程序等，调制解调处理器主要处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调处理器也可以不集成到处理器1180中。

终端1100还包括给各个部件供电的电源1190(比如电池)，优选的，电源可以通过电源管理系统与处理器1180逻辑相连，从而通过电源管理系统实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。电源1190还可以包括一个或一个以上的直流或交流电源、再充电系统、电源故障检测电路、电源转换器或者逆变器、电源状态指示器等任意组件。

尽管未示出，终端1100还可以包括摄像头、蓝牙模块等，在此不再赘述。

终端1100还包括有存储器，以及一个或者一个以上的程序，其中一个或者一个以上程序存储于存储器中，且经配置以由一个或者一个以上处理器执行，使得终端1100用于执行上述由终端1100执行的手势识别方法。

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是上述实施例中的存储器中所包含的计算机可读存储介质；也可以是单独存在，未装配入终端中的计算机可读存储介质。该计算机可读存储介质存储有一个或者一个以上程序，该一个或者一个以上程序被一个或者一个以上的处理器用来执行手势识别方法。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于虚拟现实系统的手套外设，其特征在于，所述手套外设与虚拟现实主机相连，所述手套外设包括：手套本体、压电感应单元和处理单元；

所述手套本体包括：手掌部分和与所述手掌部分相连的n个手指指套，n为正整数；

所述压电感应单元包括：第一压电感应单元和第二压电感应单元，所述第一压电感应单元设置于所述手掌部分的掌纹折痕处，所述第二压电感应单元设置于手背上至少一个手指指套的指节折痕处；

所述手掌部分包括三个掌纹折痕处，其中包括两个横向掌纹折痕处和一个纵向掌纹折痕处，所述两个横向掌纹折痕处共享一个所述第一压电感应单元，且所述第一压电感应单元覆盖在所述两个横向掌纹折痕处之上，所述纵向掌纹折痕处单独设置一个所述第一压电感应单元，且所述第一压电感应单元覆盖在所述纵向掌纹折痕处之上，其中，三个掌纹折痕处为人的手掌掌心三个明显的掌纹；当手掌部分进行弯曲时，所述第一压电感应单元用以感应掌纹折痕处的触觉压力，所述第二压电感应单元用以感应手背上所述指节折痕处的触觉压力；

每个所述压电感应单元与所述处理单元通过导线相连；

所述处理单元，用于根据所述第一压电感应单元发送的第一电信号得到第一弯曲数据，根据所述第二压电感应单元发送的第二电信号得到第二弯曲数据，所述第一弯曲数据用于表示与所述第一压电感应单元对应的所述掌纹折痕处的弯曲程度和/或弯曲方向，所述第二弯曲数据用于表示与所述第二压电感应单元对应的所述指节折痕处的弯曲程度和/或弯曲方向；根据所述第一弯曲数据和所述第二弯曲数据得到第一手势数据，所述第一手势数据用于表示所述手套本体的当前手势形状；

所述处理单元向所述虚拟现实主机上报所述第一手势数据，所述虚拟现实主机中存储有第二手势数据对应的操作指令，所述虚拟现实主机用于匹配所述第一手势数据和所述第二手势数据，若所述虚拟现实主机判断所述第一手势数据与第二手势数据匹配，执行所述第二手势数据对应的操作指令，且所述虚拟现实主机根据所述第一手势数据在虚拟场景中创建与所述第一手势数据对应的虚拟手势图像或三维手部模型并显示于所述虚拟现实主机的显示屏。

2.根据权利要求1所述的手套外设，其特征在于，

所述压电感应单元，用于感应所述掌纹折痕处的触觉压力和所述指节折痕处的触觉压力，所述触觉压力为所述掌纹折痕处或所述指节折痕处在弯曲时对所述压电感应单元中的压电材料所产生的压力；确定与所述触觉压力对应的电信号，所述电信号用于指示所述压电材料的电阻值和/或电压值；将所述电信号发送至所述处理单元。

3.根据权利要求1所述的手套外设，其特征在于，所述压电感应单元内设置有参数测量单元；

所述压电感应单元，还用于通过所述参数测量单元将所述触觉压力转化为对应的所述电信号；

其中，所述参数测量单元包括电阻测量单元和/或电压测量单元。

4.根据权利要求1所述的手套外设，其特征在于，所述手套外设还包括通信单元，所述通信单元与所述处理单元相连；

所述处理单元，还用于通过所述通信单元向虚拟现实主机上报所述第一手势数据；

其中，所述通信单元包括蓝牙组件、无线保真WIFI组件、紫蜂Zigbee组件、通用串行总线USB组件和通用异步收发传输器UART组件中的任意一种。

5.一种手势识别方法，其特征在于，应用于如权利要求1至4任一所述的手套外设中，所述方法包括：

所述压电感应单元感应所述掌纹折痕处的触觉压力和所述指节折痕处的触觉压力，所述触觉压力为所述掌纹折痕处或所述指节折痕处在弯曲时对所述压电感应单元中的压电材料所产生的压力，所述压电感应单元包括：第一压电感应单元和第二压电感应单元，所述第一压电感应单元设置于所述手掌部分的掌纹折痕处，所述第二压电感应单元设置于手背上至少一个手指指套的指节折痕处；所述手掌部分包括三个掌纹折痕处，其中包括两个横向掌纹折痕处和一个纵向掌纹折痕处，所述两个横向掌纹折痕处共享一个所述第一压电感应单元，且所述第一压电感应单元覆盖在所述两个横向掌纹折痕处之上，所述纵向掌纹折痕处单独设置一个所述第一压电感应单元，且所述第一压电感应单元覆盖在所述纵向掌纹折痕处之上，其中，三个掌纹折痕处为人的手掌掌心三个明显的掌纹；当手掌部分进行弯曲时，所述第一压电感应单元用以感应掌纹折痕处的触觉压力，所述第二压电感应单元用以感应手背上所述指节折痕处的触觉压力；

所述第一压电感应单元确定与所述触觉压力对应的第一电信号，所述第二压电感应单元确定与所述触觉压力对应的第二电信号，所述第一电信号和所述第二电信号用于指示所述压电材料的电阻值和/或电压值；

所述第一压电感应单元将所述第一电信号和所述第二电信号以及所述第二压电感应单元将所述第二电信号发送至所述处理单元；

所述处理单元根据所述第一压电感应单元压电感应单元发送的所述第一电信号，根据所述第二压电感应单元发送所述第二电信号，确定与所述第一电信号对应的第一弯曲数据以及确定与所述第二电信号对应的第二弯曲数据，所述第一弯曲数据和所述第二弯曲数据用于表示与所述第一压电感应单元和所述第二压电感应单元对应的所述掌纹折痕处和所述指节折痕处的弯曲程度和/或弯曲方向；

所述处理单元根据所述弯曲数据得到第一手势数据，所述第一手势数据用于表示所述手套本体的当前手势形状；

所述处理单元向虚拟现实主机上报第一手势数据，所述虚拟现实主机用于匹配所述第一手势数据和第二手势数据，所述虚拟现实主机中存储有所述第二手势数据对应的操作指令，若所述虚拟现实主机判断所述第一手势数据与第二手势匹配，执行所述第二手势数据对应的操作指令，且所述虚拟现实主机根据所述第一手势数据在虚拟场景中创建与所述第一手势数据对应的虚拟手势图像或三维手部模型并显示于所述虚拟现实主机的显示屏。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述电信号包括第一电信号，所述弯曲数据包括第一弯曲数据，

所述处理单元根据所述压电感应单元发送的所述电信号，确定与所述电信号对应的弯曲数据，包括：

所述处理单元在所述压电感应单元的类型为所述第一压电感应单元时，根据第一对应关系确定与所述第一电信号对应的所述第一弯曲数据，所述第一对应关系为所述手掌部分的第一弯曲数据和所述第一电信号的对应关系。

7.一种手势识别方法，其特征在于，应用于与如权利要求1至4任一所述的手套外设相连的虚拟现实主机中，所述方法包括：

接收所述处理单元上报的第一手势数据，所述第一手势数据用于表示所述手套本体的当前手势形状；

在所述第一手势数据与第二手势数据匹配时，执行所述第二手势数据对应的操作指令，所述虚拟现实主机存储有所述第二手势数据与操作指令的对应关系；

根据所述第一手势数据，在虚拟场景中创建与所述第一手势数据对应的虚拟手势图像或三维手部模型。

8.一种手势识别装置，其特征在于，应用于与如权利要求1至4任一所述的手套外设相连的虚拟现实主机中，所述装置包括：

接收模块，用于接收所述处理单元上报的第一手势数据，所述第一手势数据用于表示所述手套本体的当前手势形状；

执行模块，用于在所述第一手势数据与第二手势数据匹配时，执行所述第二手势数据对应的操作指令，所述虚拟现实主机存储有所述第二手势数据与操作指令的对应关系；

创建模块，用于根据所述第一手势数据，在虚拟场景中创建与所述第一手势数据对应的虚拟手势图像或三维手部模型。

9.一种手势识别系统，其特征在于，所述手势识别系统包括：

所述手套外设包括如权利要求1至4任一所述的手套外设；

所述虚拟现实主机包括如权利要求8所述的装置。

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